NASA:s skrämmande lista för att skicka tillbaka människor till månen

Ett halvt sekel efter att de första människorna landade på månen vill NASA skicka tillbaka människor till månens yta, men den här gången har myndigheten en ännu mer ambitiös tidsfrist att hålla. Målet är att skicka tillbaka människor till månen senast 2024, om bara fem år. NASA har en hel del mer hårdvara att utveckla den här gången – vilket får många att undra om en sådan extremt ambitiös återkomst till månen kan genomföras.

NASA:s plan för att återvända till månen kallas Artemis, och precis som Apollo kräver programmet en gigantisk raket samt landningsfarkoster för att ta människor till månens yta. Det kanske största skillnaden mellan Artemis och Apolloprogrammet är att tyngdpunkten den här gången ligger på hållbarhet. I stället för att bara skicka människor för att gå runt på månen i några timmar vill NASA bygga någon form av hållbar utpost nära månytan under en överskådlig framtid. Därför innehåller Artemis en separat komponent som kallas Gateway – en rymdstation som är tänkt att byggas i omloppsbana runt månen. I stället för att människor skulle resa direkt till månytan från jorden skulle de först resa till Gateway och sedan resa i landare till månen.

En del av den hårdvara som behövs för Artemis är redan långt framskriden i utvecklingen. En massiv raket som kallas Space Launch System och en kapsel för besättningar i djupa rymden som kallas Orion har båda varit under arbete i ungefär ett decennium. Tillsammans ska de flyga för första gången 2021. Men både Gateway och de landare som behövs för Artemis har precis kommit igång.

Det räcker inte med att bara bygga denna hårdvara – allt måste också testas. Det är mycket som ska göras, och en stor del av projektets framgång beror på om NASA kan få de pengar som behövs för att genomföra det. Det faktum att NASA:s administratör fortsätter att skaka om personaluppdrag är inte heller något gott tecken. Tre högt uppsatta NASA-tjänstemän har antingen slutat eller omplacerats under de senaste månaderna. Omplaceringar inom myndigheten är vanligtvis en stor röd flagga för att NASA inte är nöjd med hur saker och ting sköts, och NASA-administratören Jim Bridenstine har sagt att han hoppas få nya ledare som kan ge bättre kostnads- och tidtabellsberäkningar.

Bridenstine insisterar på att arkitekturen för Artemis förblir densamma för tillfället, trots ledarskapsombytet. Eventuella drastiska förändringar skulle säkerligen påverka möjligheterna till framgång. Men även utan några större förändringar kommer det att vara mycket otroligt om denna ambitiösa plan för månen överhuvudtaget kan genomföras.

Transporterna

Artemis byggs i huvudsak kring den transportutrustning som Nasa har arbetat med i mer än ett decennium. När George W. Bush var president försökte NASA också åka tillbaka till månen – med ett initiativ som kallades Constellation. För det programmet arbetade myndigheten med en kapsel för besättningar i rymden, Orion, och en massiv raket, Ares V. När Constellation ställdes in under Obama-administrationen överlevde dessa två delar av hårdvaran, och Ares V blev till SLS. NASA har länge hävdat att SLS är avgörande för alla initiativ för djupa rymden, eftersom det kommer att vara den kraftfullaste raketen som finns när den är klar och kan lyfta mellan 57 000 och 88 000 pund till månen.

Men även med ett sådant stort försprång är inget av fordonen redo att flyga. Den första flygningen av SLS var tänkt att ske så tidigt som 2017, men det ser nu ut som om denna första flygning kommer att ske 2021, enligt Bridenstine. Båda programmen har plågats av kostnadsöverskridanden och förseningar, vilket har gett dem många kritiker som hävdar att NASA borde förlita sig på kommersiella raketer som redan flyger och är billigare att flyga.

Trots den turbulens som omgärdar programmen är den här delen av Artemis-initiativet kanske den som har kommit längst av allt annat. NASA har till och med övervägt att flyga Orion runt månen med hjälp av kommersiella raketer, som SpaceX:s Falcon Heavy och ULA:s Delta IV Heavy-raket, men byrån beslutade i slutändan att hålla sig till SLS och hävdade att det vid det här laget skulle ha varit mer komplicerat att göra ett byte. Raketen och kapseln är så gott som garanterade att överleva på grund av välsituerade lagstiftare som vill att tillverkningen av fordonen ska fortsätta i deras delstater.

När SLS och Orion flyger på sitt första uppdrag tillsammans – en testuppskjutning som kallas Artemis 1 – kommer deras nästa uppdrag att transportera besättningen på en annan testflygning runt månen som kallas Artemis 2. Den tredje flygningen av paret, med det konstfulla namnet Artemis 3, kommer att ta människor till Gateway som NASA planerar att bygga, en mellanstation som de kommer att besöka innan de sjunker ner till månens yta.

Utposten

Gateway är den enda aspekten av Artemis-programmet som är tänkt att göra hela projektet mer hållbart än Apollo. Det är i huvudsak en mindre version av den internationella rymdstationen som kommer att befinna sig i omloppsbana runt månen. Målet är att Gateway ska fungera som en plattform där astronauter kan bo, träna och forska under korta perioder, innan de beger sig ner till månens yta för att utforska.

NASA presenterade Gateway-konceptet för första gången i mars 2017, efter att president Trump nyligen hade valts och innan kampanjen för att skicka tillbaka människor till månen fick full fart. Myndigheten tänkte sig Gateway som en kedja av moduler som radas upp, med livsmiljöer kopplade till laboratorier, lastutrymmen och kraftverk. På samma sätt som den internationella rymdstationen sammanställdes med tiden skulle modulerna komma från flera olika partner – antingen kommersiella företag eller andra internationella rymdorganisationer. Tanken var att Gateway skulle byggas upp långsamt och att människor först skulle besöka utposten 2024 och sedan resa till månen 2028.

Då kastade Trump-administrationen ut den planen genom fönstret. Vita huset ville inte bara att astronauter skulle besöka Gateway för första gången 2024, utan administrationen sa också till Nasa att människor skulle resa till månens yta på den resan också. Med denna acceleration kom en slimmad version av Gateway-konceptet. I stället för att skapa en fullt utbyggd rymdstation innan månlandningarna börjar, fokuserar NASA nu på att få den minsta möjliga utposten klar till 2024. Denna station, som informellt kallas den ”magra” Gateway, skulle bara bestå av två moduler som bildar en plats där astronauter kan docka och förflytta sig till en landare utan att stanna för länge.

Gateway-konceptet har varit ett ganska kontroversiellt tillägg till byråns månarkitektur, till och med före satsningen på 2024. Vissa experter, inklusive en tidigare NASA-administratör, hävdar att byggandet av Gateway är ett kostsamt och onödigt steg i Artemis-programmet som kommer att öka komplexiteten i uppdraget och göra hela insatsen mindre säker. I stället har förespråkare som Robert Zubrin från The Mars Society uppmanat till att bara resa direkt till månens yta och skicka utrustning för resan till månen i förväg. Genom att använda Gateway i stället kommer NASA att använda mycket extra energi bara för att bygga stationen och få människor dit, hävdar Zubrin.

För tillfället går NASA vidare med Gateway och har redan gett flyg- och rymdföretaget Maxar i uppdrag att skapa det första nyckelelementet i stationen. Denna modul kommer att vara utrustad med solpaneler och drivraketer för att ge kraft och rörlighet åt hela Gateway. Denna del är tänkt att färdigställas och skjutas upp med en kommersiell raket senast 2022. NASA:s nya tillfälliga chef för mänsklig utforskning, Ken Bowersox, antydde dock att förändringar av den slutliga utformningen av Gateway kan vara på gång, så det är möjligt att denna del av Artemis kan få en översyn.

Landningen

Landaren, den mest avgörande delen som behövs för att faktiskt ta sig till månen, är fortfarande lite av ett frågetecken för NASA. Myndigheten har ännu inte fattat något beslut om vilket kommersiellt rymdföretag som ska skapa hårdvaran. Enligt Bridenstine hoppas NASA kunna välja upp till två landare för Artemis.

NASA har påbörjat sitt sökande och har redan fått hård kritik för landarkoncept. I april presenterade Lockheed Martin sin idé för en månlandare som i hög grad bygger på utformningen av besättningskapseln Orion (som Lockheed Martin bygger åt NASA). I maj presenterade Blue Origin sitt koncept för en mänsklig landare, Blue Moon. Företaget har arbetat med Blue Moon i tre år redan och startade den motor som utvecklats för landaren för första gången i juni.

Oavsett vem NASA väljer kommer rymdorganisationen att pröva saker och ting på ett lite annorlunda sätt med detta projekt. Vanligtvis när NASA ger entreprenörer i uppdrag att konstruera stora delar av hårdvara har byrån stor kontroll över konstruktionen och övervakar en stor del av produktionsprocessen. Men nyligen har NASA experimenterat med ett nytt sätt att göra affärer som ger företagen mer kontroll över vad de bygger. NASA ger helt enkelt ett företag en klumpsumma pengar för att utveckla ett fordon, och företaget ansvarar för utformningen, med mindre input från NASA. Det är samma modell som NASA har använt för sina program Commercial Crew och Cargo, där företag som SpaceX, Boeing och andra har utvecklat system för att transportera förnödenheter – och så småningom astronauter – till den internationella rymdstationen.

I slutändan är målet att spara pengar och ge företagen större frihet att skapa fordon på det sätt som de anser lämpligt. Men klockan tickar förstås och NASA måste fatta ett beslut snart om byrån ska ha något hopp om att klara 2024. Blue Origin säger att de har ett försprång, vilket kan vara till hjälp. Men det kommer troligen att krävas massor av tester med den här landaren, med tanke på hur kritisk den är för hela uppdraget. Huruvida fem år är tillräckligt med tid för allt detta återstår att se.

Dräkterna

Hårdvaran som bär astronauterna är inte det enda som får en ny design. Att skapa nya rymddräkter verkar kanske inte lika skrämmande som att bygga nya landare och en rymdstation, men dessa interplanetära ensembler är avgörande för en framtida månlandning. Tyvärr har NASA haft svårt att utveckla nästa generations dräkter. I en rapport från 2017 från NASA:s Office of the Inspector General konstaterades att byrån fortfarande är många år från att ha nya dräkter redo för utforskning av djupa rymden.

En del av problemet kring utvecklingen av rymddräkter har varit bristen på klarhet om NASA:s mål. ”När det gäller designöverväganden för rymddräkter är en av de viktigaste faktorerna som de behöver veta: vart vi är på väg och vilka uppdrag vi ska utföra”, säger Letisha Antone, programansvarig för OIG-rapporten om NASA:s rymddräkter, till The Verge. Bushs Constellation-program skulle ha gått tillbaka till månen, Obama skulle ha skickat NASA-astronauter antingen till ytan av en asteroid, till Mars eller – preliminärt – till närheten av månen. Var och en av dessa destinationer har olika miljöfaktorer som kan kräva förändringar av dräkten.

Precis som med den framtida landaren måste myndigheten börja arbeta med dräkterna snart för att klara tidsfristen 2024. Men även med en fast destination fastställd under Trump-administrationen är det oklart hur NASA kommer att gå vidare med rymddräkterna. Att ta reda på vad astronauterna i Artemis vill göra på månen kommer att vara en stor designfaktor. Inga planer har avslöjats, men Bridenstine säger att dräkterna kommer att vara kompatibla med flera platser i rymden. ”Vad vi tittar på är en rymddräktsarkitektur som är flexibel, en som kan användas både i låg omloppsbana runt jorden och på månen”, vittnade han inför senatens handelskommitté den 17 juli. Han sade också att planen är att testa delar av rymddräkterna på den internationella rymdstationen senast 2020 och sedan ha fullt fungerande dräkter för Artemis-uppdraget senast 2023. ”Om vi skulle få Artemis finansierat skulle vi kunna påskynda dessa för att bygga in marginal i schemat”, sade han.

Situationen

NASA kan ha de tekniska förutsättningarna för att klara av detta, men byrån kommer att behöva ett uppsving i finansieringen för att slutföra hela Artemis-programmet inom en så snäv tidsram. Vita huset bad om ytterligare 1,6 miljarder dollar till Nasa för nästa år, utöver byråns ordinarie budgetansökan, för att hjälpa till att finansiera Artemis. Bridenstine sade nyligen att hela Artemis-programmet under de kommande fem åren kommer att kräva ytterligare 20-30 miljarder dollar, utöver NASA:s genomsnittliga årsbudget. (Även om han några gånger har säkrat att det kan kosta mindre än så eftersom byrån kommer att samarbeta mycket med den kommersiella rymdindustrin.)

Det är en betydande ökning, i likhet med de ökningar som NASA fick under det kalla kriget för Apollo. Men dagens kongress kan vara tveksam till att ge medel till en administration som har varit fylld av kontroverser. Det hjälper inte heller politiskt att de ursprungliga 1,6 miljarder dollar som Vita huset begärde för NASA togs från ett överskott i Pell Grants, som ger stipendier till collegestudenter i behov av ekonomiskt stöd.

Det finns dessutom en mycket stor chans att NASA inte får någon ny budget i slutet av året, utan i stället finansieras genom en ”continuing resolution” – en tillfällig åtgärd som ger pengar till byrån medan man beslutar om en helårsbudget. Under pågående resolutioner finansieras NASA:s program på de lägsta föreslagna nivåerna, vilket kan stoppa utvecklingen. ”Verkligheten är att vi då inte gör de investeringar som vi behöver göra”, sade Bridenstine under utfrågningen den 17 juli om möjligheten till en fortsatt resolution. ”Men ännu värre är att vi fortsätter att göra investeringar som vi inte behöver göra. Så det är faktiskt slöseri med pengar när vi hamnar i en , och det är en av mina största farhågor.”

För tillfället gör denna osäkerhet om finansieringen i kombination med de knivskarpa tidslinjerna för programmets hårdvara – oavsett om det är raketen, landaren, rymdstationen eller till och med dräkterna – att det verkar som om hela Artemis-arkitekturen är i ett bräckligt skick för tillfället. Om allt går bra kan det hända att systemet fungerar enligt tidsplanen, men en försening av någon viktig komponent i processen kan ytterligare försvåra NASA:s chanser att hålla tidsfristen 2024 och återigen skjuta upp en nedräkning till historien.