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Estimativa do custo de navios comerciais. Aritmética e bom senso

Equívoco generalizado, na minha opinião, sobre o custo de espaço em navios tripulados comerciais, Crew Dragon e Starliner. Navios de empresas privadas SpaceX e Boeing, que estão implementando o programa para o retorno de voos de "astronautas americanos em navios americanos de terra americana". Para esse fim, foi criado um novo formato para a NASA trabalhar com "proprietários privados" - "contratos de preço fixo" para "volume fixo de serviços".

A avaliação e comparação do Programa de Tripulação Comercial (PCC) é possível e necessária. Existe uma opção alternativa - a compra de um "serviço" semelhante da Rússia. O que a NASA vem fazendo há dez longos anos. Minha avaliação e conclusão:

  • O custo da “substituição de importação” de voos tripulados para a ISS custará o orçamento dos EUA duas vezes (no mínimo) mais do que a continuação de voos para a sonda Soyuz.
  • O custo de 1 assento no Crew Dragon é de US $ 131 milhões. O custo de um voo é de US $ 525 milhões.
  • O custo de 1 assento no Starliner é de US $ 206 milhões. O custo de um voo é de US $ 825 milhões.
  • O programa do PCC não tem nada a ver com economia de orçamento. Esta é uma decisão política e absolutamente correta do governo dos EUA.

Representação visual abaixo. Infográfico feito no formato de "sexta-feira" (abuso dos olhos :). Os dados iniciais são confirmados por documentos. Minhas conclusões.



Comente:

  1. Os dados para o cálculo são tomados de acordo com a opção mais favorável para a NASA. Por exemplo, o custo da sonda Soyuz é máximo.
  2. Estão excluídas as despesas adicionais do orçamento da NASA que ocorreram devido a um atraso no programa SSR (por três anos). Compra de 12 assentos na espaçonave Soyuz por US $ 1 bilhão a um preço médio de 80 milhões.
  3. O custo total do programa do PCC (US $ 8,5 bilhões) é 363 milhões a mais do que a quantidade de SpaceX e Boeing. Esses são pagamentos da Sierra Nevada, que não levaram à criação de um navio tripulado. Mas esses são os custos do programa.
  4. Eu não quero me tornar um odiador do SpaceX, mas “Amicus Platão, Sed Magica Amica Est Veritas” :)

Criou uma lenda para infográficos com uma explicação sobre o que e onde.



Como a avaliação foi baseada na auditoria da NASA ao programa do PCCh, fiz uma tradução de parte deste relatório. Foi neste relatório que foram anunciados os preços dos assentos nos navios comerciais - 55 milhões para a SpaceX e 90 milhões para a Boeing. O método de cálculo é dado. Na minha opinião, essa avaliação é possível (mestre-mestre), mas é uma manipulação. O preço real do espaço para a NASA será conhecido após o término do programa CCtCap no dia 26 e a adoção do novo programa CCtCap 2 para continuar os voos. Mas, de qualquer forma, 48 astronautas da NASA na ISS custarão o orçamento dos EUA duas vezes o custo da alternativa.

P.S. . . :). - , « ». .. ( ) . , ( ) . , «» . . , , CCP. .
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Apêndice

Relatório de auditoria do programa de vôo tripulado comercial da NASA.
Parte do documento com uma avaliação geral e status do programa.
Compreender a metodologia para calcular o custo do espaço em um navio tripulado comercial. Faltam a parte da avaliação de riscos e as recomendações.
Cuidado: o texto é uma tradução do Google. O sistema americano de medidas e pesos é usado.



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Introdução


Nas últimas duas décadas, 85 vôos para a Estação Espacial Internacional (ISS ou Estação) foram concluídos. A ISS foi visitada por 239 astronautas entregues pelo ônibus espacial NASA ou pela sonda Roskosmos Soyuz. Desde o final do programa de ônibus espaciais em 2011, a sonda Soyuz continua sendo o único meio de levar astronautas à ISS e retornar à Terra. Em julho de 2019, a NASA adquiriu 70 assentos na Soyuz por US $ 3,9 bilhões, o que proporcionou aos Estados Unidos vôos de 70 astronautas americanos e seus parceiros de e para a Estação.

Ao planejar uma exploração espacial tripulada após o desligamento do ônibus espacial, a NASA passou da abordagem tradicional para trabalhar com empresas aeroespaciais privadas para criar veículos de lançamento e navios pertencentes e operados pelo governo (por exemplo, Apollo e Space Shuttle) contratos comerciais sob os quais a NASA paga um preço fixo a empresas privadas pelo desenvolvimento de veículos lançadores e naves tripuladas para voos para a ISS, que são adquiridos como um serviço. Assim como as empresas privadas atualmente fornecem serviços de entrega de carga à ISS sob contratos de preço fixo. Em 2010, a NASA firmou acordos com empresas aeroespaciais dos EUA para desenvolver tecnologias comerciais e espaçonaves tripuladas, com o objetivo de garantir segurança, confiabilidade,e pessoas econômicas que voam para a ISS e voltam. Como a implementação de tais projetos não era esperada antes de 2015, a NASA planejava comprar espaço na sonda Soyuz para manter o programa tripulado da ISS nos EUA na quantidade necessária antes do início dos voos comerciais da sonda tripulada (1).

O Programa de Tripulação Comercial da NASA visa estimular o mercado comercial de vôos espaciais tripulados em órbita baixa da Terra. Em agosto de 2019, a NASA alocou aproximadamente US $ 5,5 bilhões dos US $ 8,5 bilhões planejados para este programa. No entanto, o programa está sendo implementado com atrasos de vários anos em relação à data de início planejada para voos. Após cinco anos de desenvolvimento sob contratos de preço fixo, dois contratados: a Boeing e a Space Exploration Technologies Corporation (SpaceX) estão trabalhando em seus primeiros voos de demonstração com a tripulação e o objetivo adicional de completar até 12 missões operacionais para a NASA. Está previsto que eles forneçam acesso à ISS pelo menos 48 astronautas no período até 2024.No entanto, os dois contratados são confrontados com vários problemas técnicos e de segurança que precisam ser resolvidos antes do início das operações da tripulação na ISS.

Dado o custo e a importância de um programa de vôo tripulado comercial, nossa auditoria é conduzida para avaliar o programa. Em particular, examinamos os atrasos nos horários de trabalho dos contratados, da ISS e dos preços e estratégias da NASA. Veja o Apêndice A para a metodologia.

Situação geral


Em 2004, o presidente George W. Bush anunciou um novo conceito de exploração espacial, que, entre outras coisas, incluía as propostas da NASA para fornecer acesso à ISS e baixa órbita terrestre para tripulações e veículos de carga de parceiros comerciais. Posteriormente, o Congresso adotou a Lei de Autorização da NASA de 2005, instruindo a Agência a celebrar acordos com empresas dos EUA para realizar pesquisa e desenvolvimento de navios tripulados e de carga (2). Em resposta a esta lei, a NASA criou o Escritório do Programa de Tripulação Comercial e Carga em 2005 e, em 2011, o escritório do Programa de Tripulação Comercial (CCP). A Diretoria do PCC (HEOMD) é dividida entre os centros espaciais Kennedy e Johnson e possui aproximadamente 360 ​​gerentes em tempo integral, funcionários do governo, engenheiros e equipe de suporte.

Por mais de 20 anos, a ISS serviu como laboratório, observatório e fábrica em órbita baixa da Terra ao redor da Terra, dando às pessoas a oportunidade de viver e trabalhar no espaço. Do tamanho de um campo quase de futebol, a ISS pesa quase um milhão de libras e consiste em dois segmentos separados: o segmento russo operado pela Roscosmos e o segmento orbital americano (USOS) operado pela NASA e seus parceiros internacionais: Agência Espacial Canadense, Agência Espacial Européia, Agência Espacial Européia, Agência de Exploração Aeroespacial do Japão. A NASA gasta entre 3 e 4 bilhões de dólares anualmente na ISS, ou cerca de metade do orçamento anual do programa espacial tripulado, incluindo pagamentos para o transporte de pessoas e cargas.

Para operar a estação e realizar pesquisas, a NASA e seus parceiros apoiaram equipes de turno de três a quatro astronautas no segmento USOS EUA, enquanto o Roscosmos apoiou dois ou três astronautas no segmento russo. Os tripulantes do USOS normalmente trabalham na ISS por aproximadamente 5 meses para limitar os efeitos negativos à saúde de estadas prolongadas em gravidade zero. No entanto, dois astronautas permaneceram na estação por um ano para estudar os efeitos na saúde das condições de vôo de longo prazo. Com o objetivo de retornar à Lua e, finalmente, voar para Marte, a ISS desempenha um papel fundamental na compreensão e redução dos riscos à saúde dos astronautas e das características operacionais do equipamento necessário para um longo voo espacial, além de desenvolver a tecnologia de teste necessária para essas viagens.

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A sonda Soyuz da Agência Espacial Russa entrega equipes para a ISS desde novembro de 2000. Originalmente projetado para voos de astronautas para a lua, o Soyuz é capaz de transportar três tripulantes. Cada Soyuz é certificada para atracar na ISS e permanecer em sua composição por não mais de 200 dias (3). Atualmente, Roscosmos oferece a única oportunidade para voos de astronautas na ISS. Pelo menos um Soyuz está sempre atracado na Estação em caso de evacuação de emergência, mas geralmente dois navios estão atracados para que até seis cosmonautas trabalhem na estação. Desde 2006, a NASA adquiriu 70 assentos no valor de aproximadamente US $ 3,9 bilhões, incluindo 5 assentos comprados na Boeing por US $ 373,5 milhões (4). No geral, a NASA pagou um preço médio de US $ 55,4 milhões por assento para 70 missões concluídas e planejadas de 2006 a 2020, com preços a partir de 21,3 a 86 milhões de dólares para cada ida e volta. Depois de 2017, quando contratados particulares planejaram lançar voos tripulados, a NASA usou ou contratou 12 assentos adicionais na Soyuz, no valor de cerca de US $ 1 bilhão, ou uma média de US $ 79,7 milhões por assento.


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O início dos voos de navios tripulados comerciais levará a uma diminuição na necessidade de voos da espaçonave Soyuz. A partir de janeiro de 2020, a Roscosmos planeja reduzir os vôos da Soyuz de dois vôos para um vôo a cada 6 meses, reduzindo a tripulação a bordo do ISS de seis para três, assumindo que as naves tripuladas tripuladas não comecem a voar a partir de abril de 2020 . Se naves espaciais tripuladas comerciais começarem a voar em 2020, a ISS poderá apoiar continuamente uma tripulação de pelo menos sete membros. O navio Soyuz e um dos navios comerciais serão constantemente atracados à Estação. No entanto, em voos comerciais, os funcionários da ISS alertaram que os voos da Soyuz entregariam uma equipe ou parceiro dos EUA à estação.A NASA e Roscosmos continuam a explorar a possibilidade de estender com segurança a sonda Soyuz na Estação além de um máximo de 200 dias.


Tabela 1. O horário de voo planejado da espaçonave Soyuz e veículos comerciais, bem como o número projetado de tripulantes na estação. Setembro de 2019

Nota: os glóbulos vermelhos indicam cenários que representam um risco para as operações da ISS devido à redução da tripulação, as células amarelas indicam operações regulares e as células verdes indicam condições ideais com base nas capacidades atuais da ISS.
A NASA ainda não determinou se o quarto lugar a bordo de navios comerciais americanos será concedido a um membro do USOS ou Roscosmos.

Contratos comerciais de navios tripulados


Após o envolvimento inicial de oito empresas no desenvolvimento de tecnologias, subsistemas para estudar a possibilidade de fazer acordos sobre a Lei Espacial, em 2014, a NASA escolheu empresas comerciais para concluir contratos de preço fixo. No programa CCtCap (Commercial Crew Transportation Capability), são celebrados contratos com a Boeing e a SpaceX para a realização de vôos espaciais, desenvolvendo e conduzindo missões de demonstração à ISS (5). Os contratos do CCtCap estabelecem preços fixos para trabalhos de desenvolvimento e vôos de teste, vôos da tripulação para o ISS e pesquisas adicionais. Em maio de 2019, os contratos da Boeing e da SpaceX foram avaliados em US $ 4,3 bilhões e US $ 2,5 bilhões, respectivamente. Desses, os custos de desenvolvimento e voos de teste totalizaram US $ 2,2 bilhões para a Boing e US $ 1,2 bilhões para a SpaceX.Para vôos tripulados para a ISS, a NASA concedeu a cada contratado seis vôos de e para a ISS. Assumindo quatro astronautas em voo e usando informações publicamente disponíveis, o custo médio estimado por assento é de cerca de US $ 90 milhões para a Boing e de 55 milhões para a SpaceX, potencialmente proporcionando economia de custos em comparação com os preços atuais da Soyuz (6). Além disso, cada contrato inclui até US $ 150 milhões para pesquisas adicionais, conforme solicitado pela NASA, como testes adicionais de paraquedas em cápsulas de retorno. Em maio de 2019, a Boeing pagou US $ 32 milhões e a SpaceX US $ 49 milhões por pesquisas adicionais. Embora os contratos tenham um preço fixo fixo, alterações nos requisitos, falhas técnicas,ou atrasos no cronograma podem levar a ajustes orçamentários justos (7). O Apêndice A descreve o financiamento geral das atividades comerciais da tripulação de 2010 a 2024.

O preço da missão da tripulação é determinado pela tabela de preços em cada contrato, que determina os preços com base em quando e quantas missões são encomendadas. Os contratos também indicam o tempo necessário para preparar a missão para o lançamento. São 32 meses para a Boing e 24 meses para a SpaceX. Quando os contratos do CCtCap foram concluídos em 2014, os preços das missões eram originalmente baseados no ano civil para o qual o voo estava planejado. Mas durante uma discussão em 2016 sobre o planejamento de pedidos para a terceira a sexta missões, os dois contratantes expressaram preocupação com a ambiguidade do texto no contrato sob o qual a NASA poderia solicitar missões sem autorização para processar (ATP), o procedimento formal necessário para iniciar as operações intermediárias. pagamentos.A NASA modificou os dois contratos de preços para cada missão com base em um ano civil para o qual as preocupações dos contratantes sobre pagamentos pontuais são removidas (8). Essa mudança de contrato permitiu à NASA encomendar missões futuras em dezembro de 2016 usando preços com base nas previsões para os próximos anos. A NASA paga a cada contratado um preço fixo usando pagamentos intermediários por marcos importantes, como prontidão para o navio, lançamento e missão bem-sucedida. Para cada missão, a NASA paga até 75% do custo total da missão até o lançamento. O contrato do CCtCap proíbe pagamentos para as seguintes missões se o contratante não puder demonstrar suas capacidades ao concluir uma fase de desenvolvimento chamada Revisão da Certificação ISS. Essa é uma limitação, por exemplo,proibiu a Boeing e a SpaceX de receber pagamentos em 2016 para a terceira ou sexta missões até a conclusão da etapa de consideração do projeto de certificação ISS (10).

Transportadoras comerciais para navios tripulados


Após a conclusão dos vôos de teste e antes dos vôos regulares para a ISS, os veículos de lançamento comercial Boeing e SpaceX devem ser certificados pela NASA. A Boeing planeja usar o Complexo de Lançamento 41 da Força Aérea dos EUA em Cape Canaveral, na Flórida, para lançar o foguete Atlas V e lançar sua espaçonave Crew Space Transportation-100 Starliner (Starliner) em baixa órbita terrestre, onde a espaçonave será acoplada à ISS (11). Embora o Atlas V tenha uma longa história de voos bem-sucedidos, nunca foi usado para transportar seres humanos ao espaço. Starliner é uma espaçonave tripulada nova e anteriormente não voadora.

A SpaceX usará a plataforma de lançamento do ônibus espacial 39A no Centro Espacial Kennedy para lançar o foguete Falcon 9 atualizado com a espaçonave Dragon 2 para entregar astronautas à ISS. Para missões tripuladas, a NASA precisará incorporar o Falcon 9 atualizado no processo de certificação. Desde 2010, o foguete lançou com sucesso a espaçonave de carga SpaceX durante 17 missões para entregar carga à ISS. Durante esse período, a SpaceX teve uma falha na inicialização. As duas últimas missões de carga sob o primeiro contrato serão concluídas no final de 2019 e no início de 2020 no navio de carga Dragon 1. A partir do 21º ano, a SpaceX planeja realizar voos de carga para o ISS agendados para meados de 2020 na configuração do navio de carga Dragon 2.


2. .
OIG , , , . (6) .


:

1. , , 2011 2013 , 2017 .
2. NASA Authorization Act of 2005, Pub. L. No. 109-155, § 502, 119 Stat. 2895-2945 (2005).
3. «» 200- - «» 200 .
4. 2017 , 373,5 . $ 74,7 . Boeing «», , «» , - « ».
5. 1958 , , . 2006 1,5 . . : Alliant Techsystems Inc.; Blue Origin, LLC; Boeing; Excalibur Almaz, Inc.; Paragon Space Development Corporation; Sierra Nevada Corporation; SpaceX; and United Launch Alliance.
6. . 2020 , . , .
7. , , . CCtCap, H.20 .
8. , , , . , . .
9. , , ISS Design Certification Review . , , , ; ; , , .
10. 2018. , OIG 2013 , , . OIG, Commercial Resupply Contracts (IG-13-016, June 13, 2013)..).
11. Atlas V United Launch Alliance, Boeing Lockheed Martin.

.

Realizamos essa auditoria de fevereiro de 2019 a novembro de 2019, de acordo com as normas de auditoria estaduais adotadas. Essas normas exigem que, ao planejar e conduzir a auditoria, obtenham evidência suficiente e apropriada para fornecer uma base razoável para nossas conclusões e conclusões. Acreditamos que as evidências obtidas fornecem uma base razoável para nossas descobertas e conclusões com base nos objetivos de nossa auditoria.

O objetivo geral desta auditoria foi avaliar os programas tripulados e ISS, com ênfase nos vôos espaciais Boing, SpaceX e Soyuz. Também avaliamos o cronograma de voos tripulados, fornecendo acesso às tabelas de preços dos contratos da Estação e do CCtCap. Além disso, consideramos riscos técnicos e fizemos sugestões, pois estão relacionados a um objetivo comum. Também entrevistamos a equipe do HEOMD, do PCCh sobre o progresso para garantir o acesso constante e seguro da tripulação à ISS. Revisamos as leis, regras e políticas relevantes para identificar regras e problemas estabelecidos para a colaboração do PCC. Revisamos os requisitos e critérios da NASA para o PCC ...

Apêndice B.

Desde 2010, o programa do PCCh passou por vários estágios de desenvolvimento, enquanto a NASA financiou e planeja financiar atividades para desenvolver as capacidades comerciais de voos tripulados para oito empresas, totalizando US $ 8,5 bilhões.

Rodada 1. Tripulação comercial - (CCDev1). O estudo da possibilidade comercial de transporte de tripulação começou em fevereiro de 2010, quando a Agência alocou um total de US $ 50 milhões sob o Space Act Agreement, que foram recebidos por cinco empresas Blue Origin, Boeing, Paragon Space Development Corporation, Sierra Nevada Corporation (Sierra Nevada), e a United Launch Alliance para financiar a pesquisa e o desenvolvimento das principais tecnologias e sistemas.
Rodada 2. Tripulação comercial - (CCDev2).A partir de abril de 2011, a NASA financiou quatro empresas sob acordos suplementares no valor de US $ 316 milhões: Blue Origin, Boeing, Sierra Nevada e SpaceX para continuar a desenvolver seus sistemas de vôo tripulados no espaço. A NASA também firmou acordos não garantidos com três outras empresas: Alliant Techsystems, Excalibur Almaz Inc. e a United Launch Alliance, que fornecerá assistência técnica no desenvolvimento do conceito de transporte espacial.

Rodada 3. Recursos integrados da equipe comercial - (CCiCap). Em agosto de 2012, a NASA destinou um total de US $ 1,168 bilhão à Boeing, Sierra Nevada e SpaceX. Para continuar o desenvolvimento e a análise crítica do projeto de cada contratante, em preparação para os próximos contratos de transporte da tripulação da ISS.

Rodada 4. Contrato de Certificação de Produto - (CPC). Em dezembro de 2012, a agência concedeu um total de US $ 30 milhões à Boeing, Sierra Nevada e SpaceX através do CPC para concluir a certificação de cada contratado.

Rodada 5. Oportunidade de transporte comercial - (CCtCap). Em setembro de 2014, para concluir o desenvolvimento da Boeing e da SpaceX, a NASA assinou contratos de preço fixo de US $ 6,9 bilhões para voos comerciais de astronautas tripulados para a ISS e volta para 12 missões até 2024.


Figura 8. Histórico de financiamento do desenvolvimento de um programa tripulado comercial para Boeing, SpaceX e Sierra. Montantes totais.

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Original: IG-20-005.pdf

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