SpaceX zbuduje załogowy lądownik księżycowy dla NASA
16 kwietnia NASA ogłosiła, że wybrała SpaceX jako jedyną firmę, która otrzyma kontrakt na zbudowanie lądownika księżycowego dla programu Artemis i przeprowadzenie misji demonstracyjnych.
Początkowo w kwietniu 2020 roku NASA wybrała trzy zespoły, które miały rozpocząć prace nad rozwojem koncepcji załogowego lądownika księżycowego (ang. HLS – Human Landing System). Ma on zostać użyty podczas planowanego powrotu ludzi na Księżyc w ramach programu Artemis. Wstępne kontrakty przyznano firmie SpaceX, firmie Dynetics oraz zespołowi National Team, kierowanemu przez firmę Blue Origin i składającemu się również z firm Northrop Grumman, Lockheed Martin i Draper.
NASA planowała wybrać więcej niż jeden zespół do kontynuowania prac, jednakże na cel budowy lądownika Kongres przyznał agencji mniejszy budżet, niż ten, o który prosiła NASA – w samym 2021 roku będzie to 850 milionów dolarów zamiast 3,3 miliarda dolarów. Zmusiło to NASA do wybrania tylko jednej koncepcji. Kontrakt ze SpaceX oparty jest na kamieniach milowych i jego wartość wyniesie 2,89 miliarda dolarów. Firma zaoferowała NASA zmodyfikowaną wersję statku Starship.
Starship przed misją trafi na niską orbitę okołoziemską bez astronautów na pokładzie, zostanie dotankowany, a następnie uda się na orbitę Księżyca. Tam spotka się ze statkiem Orion lub stacją kosmiczną Gateway, zależnie od postępów w programie Artemis. Astronauci wsiądą na pokład Starshipa, który zabierze ich na powierzchnię Srebrnego Globu. Pojazd ma być zmodyfikowany w porównaniu do ogólnej koncepcji statku Starship. Nie będzie on wyposażony w powierzchnie aerodynamiczne, ani w osłonę termiczną. Astronauci mają być opuszczani na powierzchnię Księżyca przy pomocy windy. Agencja zamierza wziąć pod uwagę fakt, że przestrzeń dostępna w statku Starship znacząco przekracza pierwotne wymagania i chce wykorzystać to podczas planowania misji.
W ramach podpisanego kontraktu ma odbyć się co najmniej jedna misja bezzałogowa, podczas której przetestowana zostanie pełna koncepcja oraz wszystkie podsystemy, a także demonstracyjna misja załogowa, w ramach której na powierzchnię Księżyca trafi dwoje astronautów. W zapytaniu ofertowym jako cel przedstawiono załogowe lądowanie w 2024 roku, jednak Steve Jurczyk, pełniący obowiązki administratora NASA, stwierdził, że obecnie agencja prowadzi kompleksowy przegląd całego programu Artemis, w tym harmonogramu i budżetu, w związku z czym najprawdopodobniej załogowe lądowanie opóźni się.
Przy ocenie ofert NASA kierowała się trzema kryteriami, uszeregowanymi od najważniejszego do najmniej istotnego. Są to aspekty techniczne, zaoferowana cena oraz sposób zarządzania programem. W pierwszym i trzecim z nich oferty otrzymały ocenę na pięciostopniowej skali (znakomita, bardzo dobra, akceptowalna, słaba, nieakceptowalna).
ocena aspektu technicznego | ocena aspektu zarządzania | |
Blue Origin | akceptowalna | bardzo dobra |
Dynetics | słaba | bardzo dobra |
SpaceX | akceptowalna | znakomita |
Jeśli chodzi o kryterium cenowe, nie podano konkretnych kwot, lecz oferta SpaceX była zdecydowanie najtańsza. Oferta Blue Origin była znacząco droższa od SpaceX, natomiast oferta Dynetics znacząco droższa od Blue Origin.
W kryterium technicznym jako znaczący atut oferty SpaceX przedstawiono możliwość znaczącego przekroczenia wielu wymagań NASA. Starship będzie mógł dostarczyć na Księżyc oraz z powrotem na orbitę ładunek o dużo większej masie i objętości, niż było to wymagane. Dodatkowo statek będzie w stanie czekać na orbicie na załogę przez 100 dni (NASA wymagała 90 dni). Starship będzie także umożliwiał opuszczenie pojazdu więcej razy podczas pojedynczej misji i na dłuższy czas, niż wymaga agencja. Osobny atut przyznano ofercie ze względu na możliwości umieszczania i transportu wielu ładunków naukowych, biorąc pod uwagę plan kreatywnego wykorzystania dostępnej przestrzeni.
Za atut oferty SpaceX uznano także rozległą analizę scenariuszy przerwania misji oraz sytuacji awaryjnych. Pojazd będzie posiadał duże rezerwy paliwa do wykorzystania, będzie posiadał możliwość kontynuacji misji w przypadku awarii pojedynczych silników oraz będzie wyposażony w dwie redundantne śluzy z niezależnymi systemami podtrzymywania życia. Dodatkowo SpaceX zaprezentowało możliwość wykorzystania nadmiaru paliwa jako rezerwowych zapasów związanych z podtrzymywaniem życia. Wszystko to zmniejsza ryzyko misji i pozytywnie wpływa na bezpieczeństwo załogi.
Jako znaczący atut przedstawiono także istotne zaangażowanie w stworzenie trwałego i zrównoważonego systemu eksploracji, a podejście firmy jest ambitne, lecz wykonalne. Składa się na to m.in. możliwość mieszkania na statku czterech osób bez potrzeby istnienia dodatkowych struktur mieszkalnych. Wiążą się z tym także możliwości opisane w związku z innymi atutami (dwie śluzy, duża przestrzeń ładunkowa). Biorąc również pod uwagę wielokrotne wykorzystywanie sprzętu, wspólną infrastrukturę i wspólne rozwiązania dla różnych wariantów pojazdu, pierwsza wersja lądownika SpaceX nie będzie wymagała dodatkowych prac, aby przystosować ją do bardziej trwałej eksploracji Księżyca w przyszłości.
Za znaczący atut uznano także trwającą już kampanię testową w Boca Chica w Teksasie, dzięki której już na wstępnym etapie SpaceX skupia się na najbardziej ryzykownych aspektach całej architektury i na jak najszybszym rozwiązaniu pojawiających się problemów.
Stopień skomplikowania całego programu, jeśli chodzi o tempo i skalę, uznano za znaczącą słabość oferty. Wymagane będzie wiele startów orbitalnych w krótkim czasie, szybkie przygotowanie pojazdów do ponownego lotu oraz transfer paliwa kriogenicznego na orbicie. Misja będzie skomplikowana i będzie się składać z wielu ryzykownych zdarzeń. Zauważono natomiast, że większość z nich będzie działa się nie dalej niż na orbicie Ziemi, co zmniejsza ryzyko utraty misji w przypadku wystąpienia problemów. Istnieje także pewna elastyczność, jeśli chodzi o starty mające dostarczyć paliwo niezbędne do dotankowania pojazdu. Start samego lądownika ma odbyć się dopiero, kiedy drugi statek (tankowiec) będzie oczekiwał na orbicie z całym niezbędnym paliwem.
Zwrócono także uwagę na to, że budowa tak skomplikowanego systemu stwarza ryzyko dla harmonogramu, co uznano za słabość oferty. Niektóre z podsystemów, które SpaceX chce wykorzystać, wciąż wymagają znaczącego rozwoju. Firma przedstawiła jednak dokładny plan osiągnięcia swoich celów, biorąc pod uwagę ryzyko opóźnień, dlatego słabość nie została uznana za istotną.
W kryterium zarządzania za istotny atut uznano niezwykle gruntowne i przemyślane podejście do zarządzania i struktury organizacyjnej. SpaceX chce wykorzystać swoje doświadczenie i wnioski wyciągnięte z poprzednich programów, replikując i wykorzystując procesy i narzędzia, które sprawdziły się w przeszłości. Umożliwi to między innymi dokładne śledzenie postępów w programie. Za atut uznano także podejście, według którego firma nie będzie wprowadzać sztucznych rozgraniczeń pomiędzy projektem lądownika i szerszymi działaniami związanymi z rozwojem rakiety Starship.
Jako znaczący atut przedstawiono plan wykorzystania kontraktu na budowę lądownika w szerokim i wielopłaszczyznowym planie komercjalizacji Starshipa. SpaceX planuje korzystać z własnych funduszy i wziąć odpowiedzialność za ponad połowę kosztów rozwoju i testów, co ma być wkładem w tworzoną przez firmę architekturę.
Na początku kwietnia, po przeanalizowaniu ofert, agencja zdecydowała o warunkowym wyborze propozycji SpaceX, aby móc rozpocząć negocjacje w sprawie kosztów, jako że przy obecnym budżecie NASA nie była w stanie sfinansować żadnej z pierwotnych ofert. SpaceX nie miało możliwości modyfikacji oferty w aspekcie technicznym, ani w aspekcie zarządzania programem. Udało się jednak tak dostosować terminy płatności związane z kamieniami milowymi, aby były one możliwe do osiągnięcia przy obecnie zatwierdzonym budżecie NASA. Sumaryczna wartość kontraktu nie uległa zmianie.
Przetarg na przeprowadzenie kolejnych misji załogowych ma być w pełni otwarty również dla innych firm. Już w przyszłym tygodniu NASA chce rozpocząć rozmowy z przedstawicielami branży, aby w najlepszy sposób umożliwić otwartą konkurencję przy kontraktach na następne loty. Z pewnością SpaceX będzie mieć jednak przewagę ze względu na fundusze przyznane na rozwój lądownika.