Об авторе: Кейси Хэндмер - с 2018 года архитектор ПО в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии, до того работал в Hyperloop One, Лаборатории передовых исследований НАСА (Frontier Development Lab) и Калифорнийском технологическом институте.
Предупреждение: текст насыщен Американским Патриотизмом, лицам с патологической непереносимостью данной субстанции рекомендуется воздержаться от чтения
Предупреждение: все совпадения с программами “Союз”, “Буран”, “Ангара”, “Орел” и другими случайны (на самом деле нет)
SLS (Space Launch System) по определению не может быть выгодна для американских налогоплательщиков. В этом плане она уже провалилась, даже если в итоге сможет вывести на орбиту пару полезных нагрузок уровня “Фэлкон Хэви”.
Вопрос скорее в том, допустимо ли так унижать американское общество, или оно все же заслуживает реально инновационной космической программы, руководимой настоящими техническими экспертами?
Лучше всего было отменить программу SLS 15 лет назад. Но раз нет - давайте закроем её сейчас.
А, да, чуть не забыл. Юридическая оговорка. Я не выступаю от имени своего работодателя. Этот пост не следует рассматривать как нападку на рядовых сотрудников, которые не имеют власти, или идеологически мотивированы, или считают, что такая программа лучше, чем никакой. Я знаю и уважаю многих людей, которые не согласятся с этим постом как минимум частично. Обычно я пишу более конструктивные, перспективные эссе, но время от времени приходится делать и грязную работу.
Поскольку теперь у всех нынче есть soundcloud, этот пост можно послушать там (на английском).
В отличие от упомянутых мною в более ранних постах мифов о космосе, SLS обычно освещается в СМИ достаточно адекватно - т.е. в основном негативно, по крайней мере, в последнее время. Несмотря на это давление, порою кажется, что единственные перемены в программе - это дедлайны, которые все съезжают вправо, и бюджет, который стабильно растет. После недавней неудачи с испытанием SLS Green Run я искал статью, в которой бы разбирались архитектурные и организационные проблемы программы, и почему-то не нашел ничего интересного, поэтому решил самостоятельно задокументировать этот огромный, сложный, многоуровневый провал.
Как SLS обижает меня? Давайте посмотрим… с чего бы начать. SLS - это настолько монументальный, эпохальный провал на всех возможных уровнях; она самоподобна, как фрактал. Этот пост изначально задумывался компактным и элегантным (он начался вообще как твиттер-тред), но таким же образом в процессе написания раздулся до размеров, превышающих все разумные пределы.
Краткая история (вынужденно неполная)
“Сатурн-5” была самой мощной ракетой-носителем для своего времени; она доставила 12 человек на Луну в период с 1969 по 1972 годы. Это был блестящий результат 10 лет упорной работы по программе “Аполлон”, монументальное достижение, и во многих отношениях лучшая ракета для решения конкретной задачи: доставить людей на Луну в кратчайшие сроки, невзирая на затраты.
А вот чего у этой ракеты не было, так это сколь бы то ни было реалистичного плана по удешевлению и универсализации, поэтому после выполнения основной задачи программа была закрыта (оставшиеся ракеты выполнили миссии “Союз-Аполлон” и “Скайлэб”), и начались работы над новой системой. Идея многоразовых кораблей тогда казалась неплохой (да и до сих пор таковой является), и после удовлетворения запросов всех заинтересованных сторон мы получили “Спейс Шаттл”.
Тут надо сделать небольшое лирическое отступление. В конструкции летательных аппаратов часто доводится до совершенства какая-то одна функция, даже если в ущерб другим. Как гласит старая пословица, “индейка - это курица, разработанная комитетом”, и “Шаттл”, имевший слишком много “хозяев”, оказался в итоге неизлечимо болен.
Технически совершенный, многоразовый (по крайней мере, на бумаге), с огромным грузовым отсеком для доставки и возврата спутников или блоков космических станций - “Шаттл” обещал рутинные и недорогие запуски, но так никогда и не достиг этой цели. На разработку программы ушло более десяти лет, но и к моменту ее завершения (еще 30 лет спустя) ни одно из первоначальных требований не было полностью выполнено. Стоимость запуска оказалась в 100 раз выше, чем планировалось, частота запусков - в 20 раз меньше, а безопасность… мы потеряли два корабля с экипажами. Далекие от официальных заявлений “один на миллион”, более точно оцененные риски катастрофы для “Шаттлов” варьировались от 1/10 для первых полетов до примерно 1/100 для более поздних. На это улучшение было потрачено много времени и сил, но все же преобладает мнение, что нам очень повезло потерять только два челнока.
Бейсджампинг безопаснее. Намного безопаснее. Как-то такой слоган не очень годится для “рутинных” космических полетов.
Как такое может быть? Может, космические полеты по природе своей должны быть смертельно опасными? Нет. Но конструкция “Шаттла” включала в себя высокие архитектурные риски, и поэтому вся система целиком никогда не могла бы выйти за рамки научно-технического эксперимента.
Программа “Шаттл” позволила добиться невероятных результатов, но она не сделала космические путешествия доступными или рутинными. “Шаттлы” были слишком дороги и с финансовой точки зрения, и с репутационной. И завершена это программа была, как и “Аполлон”, без достойной замены.
Еще в начале 1990-х годов изучалась реконфигурация “Шаттла” для создания более традиционной ракеты-носителя с большей второй ступенью и значительно большей грузоподъемностью. Помните, что хотя грузоподъемность “Шаттла” составляла 25 тонн на НОО, сам орбитер весил около 80 тонн, так что даже без разгонного блока на НОО выводилось в сумме 105 тонн - почти как у “Сатурна-5”.
Двух- и трехступенчатые ракеты могут доставить на НОО больший груз, чем “полторы ступени” “Шаттла”, поэтому добавление полноценной второй ступени должно бы, по идее, увеличить нагрузку примерно до 200 тонн на НОО.
Эта идея сверхтяжелой ракеты легла в основу концепции Mars Direct Зубрина и Бейкера, по которой один запуск в год мог бы поддержать экспедицию из 4-6 астронавтов на поверхности Марса. Предков SLS можно проследить через “Ares-V” до ракеты-носителя “Mars Direct Ares”, в свою очередь выросшей из “90-дневного исследования”.
Дополнительная информация о SLS и Starship от Тима Додда (Everyday Astronaut).
Без цели
То есть, SLS собрана из политически ценных частей программы “Шаттл” - но для чего, для какой миссии она предназначена?
Не вся путаница здесь - заслуга самой SLS. В начале 2000-х Конгресс менял приоритеты освоения космоса с каждым новым президентом, что приводило к ситуации типа “Люси и футбол” (running joke из комикса “Peanuts”, где Люси убирает мяч из-под ног Чарли, когда тот готовится ударить, и мальчик падает - прим. пер.) Луна? Марс? Астероиды? Как насчет программы, которая не ведет вообще никуда?
Проблема в том, что экстремально сложные системы (в том числе летающие) часто могут хорошо делать только одно дело. “Сатурн-5” был урезан, жестоко урезан, чтобы точно выполнить требования поставленной задачи. Как говорил Джон Хуболт: “Так мы хотим полететь на Луну или как?”; к сожалению, непохоже, чтобы его идеологические потомки хотели и могли бы внести такую же ясность в последующие программы разработки ракет-носителей НАСА.
SLS, равно как и корабль Orion, не имеет цели. Они не обладают достаточной производительностью даже для выхода на низкую лунную орбиту и возвращения, что делали еще советские “пилотируемые” системы начала 70-х годов, хоть в том случае единственными пассажирами и были лишь пара черепах.
Я участвовал в нескольких проектах по разработке миссий разной степени серьезности, например - Caltech Space Challenge. Даже в таких гипотетических сценариях, если допустить, что SLS доступна для использования, ее все равно удивительно трудно вписать в любой адекватный процесс исследования человеком Луны, Марса или дальнего космоса. Хотя ее грузоподъемность на НОО незначительно выше, чем у Falcon Heavy, но низкая частота запусков, непроверенная конструкция, непредсказуемый график и скрытые политические привязанности делают ее слишком рискованной для каких-либо критических задач. Даже если бы SLS не была архитектурно небезопасной, плохо управляемой, невероятно дорогой, технологически тупиковой, устаревшей и мучительно долго изготавливаемой, ей все равно некуда было бы лететь.
Так что, SLS разрабатывается в течение двух десятилетий без четкой цели, которая могла бы как-то определить требования. Так дела не делаются, и первые руководители программы SLS при Обаме даже пытались говорить об этом, в том числе публично.
Не поймите неправильно, я на 100% поддерживаю щедрое финансирование Конгрессом разработок оборудования для пилотируемых экспедиций в космос, но, может быть, как-нибудь нам нужно сначала решить, куда мы направляемся и что мы собираемся там делать? В ином случае, чего сейчас удивляться, что SLS - это в лучшем случае невероятно дорогая “индейка”, которая никому не нужна?
Каждое решение вроде бы было направлено на снижение затрат и рисков, но почему-то имело прямо противоположный эффект.
Реконфигурация существующего оборудования “Шаттлов” на бумаге выглядит неплохо, но реальность внесла свои коррективы. Даже если убрать орбитальный самолет, все равно прото-SLS, который тогда назывался Ares-V в рамках программы Джорджа Буша “Созвездие” (“Constellation”) остается с неуклюжей водородной первой ступенью, гигантскими (почти) неуправляемыми твердотопливными ускорителями (ТТУ), привередливыми главными двигателями (SSME), и получает вдобавок все прелести “индустриальной археологии”. Переиспользование оборудования “Шаттла” должно было сохранить персонал и снизить риски, но тут надо помнить: даже после более 100 полетов практически ни один основной компонент “Шаттла” не достиг ни достаточной архитектурной надежности, ни хотя бы соответствия какому-либо стандарту сертификации.
Что это значит?
Допустим, я хочу модифицировать C-172 (Cessna 172, самый массовый самолет в мире - прим. пер.) для полета на скорости 300 узлов (около 550 км/ч - прим. пер.) - окей, но для этого мне понадобится гораздо более обтекаемое крыло с требующими гораздо большего мастерства от пилота летными характеристиками. И если мой новый самолет свалится в штопор на скорости более 61 узлов (112 км/ч - прим. пер.), FAA просто не сертифицирует его для гражданской авиации, в соответствии с частью 91 FAR. Я могу наклеить стикер “экспериментальный” на борт моего самолета и попрощаться со своей страховкой, но я никогда не смогу всерьез поверить, что моя “экспериментальная” Cessna соответствует требованиям сертификации.
У “Шаттла” вышла примерно такая же история. Пытаясь “сверху-вниз” построить систему с непревзойденными показателями, мы в итоге получили отличное подтверждение Закона Конвея (“Организации проектируют системы, которые копируют структуру коммуникаций в этой организации” - прим. пер.) для случая крупных аэрокосмических подрядчиков и технологий 1970-ых. Можем ли мы сегодня, 50 лет спустя, сделать лучше? Да, и намного. Сегодня многие частные ракетные компании поставляют более надежные и производительные (при прочих равных) двигатели, чем SSME.
Ящик с запчастями от “Шаттла” никогда не сможет стать “низкорисковым”.
В программе SLS НАСА попыталось снизить риски за счет повторного использования компонентов “Шаттла”, которые, в свою очередь, во многом основаны на дизайне “Сатурн-5” - таким образом, наша “новая” ракета использует технологии 50-летней давности. Причем, компоненты “Шаттла” не отличаются высокой надежностью: мы потеряли два челнока, но комплексный анализ FMEA обнаружил тысячи потенциально катастрофических типов отказов. Игра в “стукни крота” с архитектурно обусловленными конструктивными недостатками, да еще спустя десятилетия после ухода конструкторов на пенсию, со скоростью “один баг на одну потерянную миссию” - это очень плохой способ вести программу.
Например, “Челленджер” потерпел крушение, потому что горячие газы из ТТУ выходили через негерметичные уплотнительные кольца и повредили основной топливный бак.
Почему? Поскольку было слишком холодно, инженерные аргументы были отклонены в пользу “пусковой лихорадки”, а уплотнительные кольца не были достаточно гибкими при низких температурах.
Почему? Потому что руководство программы было мотивировано видеть версию реальности, в которой “Шаттл” был надежной, управляемой системой, а не бомбой замедленного действия.
Почему? Потому что ТТУ должны быть собраны из нескольких секций и герметизированы резиновыми уплотнительными кольцами.
Почему? Потому что в предыдущих запусках были обнаружены признаки прогаров уплотнительных колец, но они не привели к катастрофе, хотя в принципе могли бы.
Почему? Потому что люди склонны нормализовать отклонения.
Почему? Потому что конструкция требовала огромных и слабо контролируемых ТТУ, чтобы компенсировать низкую тягу главных двигателей при взлете. Просто спросите любого астронавта “Шаттла”, что они думают о сценарии прерывания RTLS (“возврат на стартовую площадку”).
Почему? Потому что при проектировании настаивали на архитектуре “почти SSTO”, полагая, что это снизит стоимость.
Почему? Потому что к этому моменту немецкие специалисты в основном покинули американскую программу разработки ракет.
Почему? Потому что ветераны Vanguard (“морская” ракетная программа США, конкурент “артиллерийской” Redstone и “авиационной” Atlas - прим. пер.) подумали, что пришло время американцам возглавить программу разработки ракет.
Почему? Потому что ветераны программы Х-15 считали, что космические самолеты лучше обычных ракет.
Почему? Поскольку результат этого каскада проектных решений оказался у команды разработчиков, и никто не имел достаточно власти сказать: “Очевидно, была сделана ужасная ошибка: эта архитектура никогда не сможет достичь обещанных целей, давайте начнем сначала”.
Вместо этого они пошли и построили невозможное. Такое вот высокомерие.
SSME был первым ЖРД замкнутой схемы, разработанным в США, поэтому у него был ряд весьма серьезных “детских болезней”: нестабильность горения, трещины лопаток турбин, протекающие уплотнения, и т.д. В процессе запуска двигатели работали с мощностью до 109% от проектной, исключая возможность компенсации отказа одного из них вплоть до самых поздних этапов запуска. На этапе проектирования это было не лишено смысла: двигатели должны были быть столь же надежны, как турбореактивные двигатели гражданских лайнеров. К сожалению, оценка надежности была завышена в тысячу (или около того) раз, поэтому каждый двигатель “многоразового использования” приходилось тщательно перебирать и испытывать перед каждым полетом, что требовало огромных затрат времени и средств.
Известный физик Ричард Фейнман был членом Комиссии Роджерса, расследовавшей гибель “Челленджера”, и в итоге опубликовал свое известное “особое мнение” о причинах катастрофы. Благодаря своей известности и противоречивому характеру, ему удалось получить от сотрудников НАСА и подрядчиков уникальную (в т.ч. неофициальную) информацию, что привело его к выводам о природе проблемы на управленческом уровне. К сожалению, эти выводы были включены в приложение к отчету (не налагающее ни на кого конкретных обязательств) только после того, как Фейнман пригрозил публично выйти из комиссии.
Так вот, уже в 1986 году в отчете Фейнмана указывалось, что ни один из произведенных SSME даже близко не соответствовал квалификационным требованиям проектирования. По идее, такие выводы должны были бы привести к радикальному перепроектированию двигателей и, возможно, даже изменению или отмене программы в целом, но вместо этого руководители программы привычно “поправляли” целевые показатели, не обращая внимания на возражения инженеров, и без какого-либо тщательного анализа. Например, вместо того, чтобы выяснить, почему в двигателях проявился заметный износ после одного испытательного запуска, когда они были рассчитаны на десятки полетов между проверками, было решено, что раз не произошло катастрофического отказа (т.е. полного отказа с разрушением двигателя) после одного цикла, то двигатели находятся в пределах проектного запаса прочности.
Более глубокий смысл политически спорного доклада Фейнмана заключался в том, что Комиссия Роджерса начала свою работу с готовых выводов - даже после того, как попытка НАСА сокрыть информацию провалилась. Конкретнее, что за год или два обширных инвестиций в программу “Шаттл” ее можно “починить”, и в итоге выполнить первоначальное обещание о доступном безопасном космическом аппарате “на каждый день”. Конечно, это было физически невозможно; Фейнман и тысячи других людей прекрасно это понимали, и этот вывод Комиссии был 100% фарсом. Но любой, кто знаком с крупными проектами, государственными или частными, знает, что комиссия, сообщающая о таких малоприятных фактах, не является политически жизнеспособной. Реальность 1981 (первые пуски), 1986 (“Челленджер”), 2003 (“Колумбия”) и 2021 (подставить нужный) годов показала, что подвести итог программы “Шаттл” можно так: она оказалась плохо продуманной и отвратительно исполненной; не только серьезно небезопасной, но и буквально смертельной.
Известны случаи, когда разработка самолета была свернута, когда тестирование показало серьезные проблемы с безопасностью. Но вместо этого Комиссия Роджерса уступила политическому давлению, отпустила программу на все четыре стороны, и предрешила судьбу “Колумбии STS-107”. Тогда, как и сейчас, катастрофа была лишь вопросом времени.
Не убеждены? Позвольте мне процитировать абзац из Приложения Фейнмана, касающийся концепции “запаса прочности”.
Несмотря на эти колебания от случая к случаю, чиновники вели себя так, как будто точно понимали, что происходит, приводя друг другу внешне логичные аргументы, часто основанные на “успехе” предыдущих полетов. Например, при определении безопасности полета рейса 51-L (“Челленджер”) при наблюдаемой эрозии кольца в полете 51-C было замечено, что глубина эрозии составляла только одну треть его толщины, а эксперименты по оценке пределов прочности кольца показали, что необходимо было повредить его на всю толщину, чтобы кольцо разрушилось. Но вместо того, чтобы изучить процесс эрозии, или избавиться от неё вовсе, было решено, что существует “коэффициент безопасности, равный трем”. Это странное использование инженерного термина “коэффициент безопасности”. Если нужно построить мост, выдерживающий определенную нагрузку без деформации, трещин и изломов балок, можно спроектировать его на нагрузку в три раза больше. Этот “коэффициент безопасности” будет учитывать случайные превышения нагрузки при эксплуатации, неизвестные заранее дополнительные силы, слабые места в материале, неожиданные дефекты, и т.д. Если теперь на новый мост действует ожидаемая нагрузка, и в балке появляется трещина, это априори проблема. Никакого запаса прочности нет вовсе, хоть мост и не разрушился (“трещина прошла через балку только на треть”). Уплотнительные кольца ТТУ не были рассчитаны на эрозию; она - признак неизвестных проблем. Эрозия не может свидетельствовать о безопасности.
Я не большой фанат простановки “галок”, но в своей жизни достаточно сделал вещей, которые люди обычно оными отмечают: получил лицензию пилота, прыгал с парашютом, нырял с аквалангом, ходил в горы, и вот до сих пор жив. Но это фейнмановское описание ориентированной на результат подделки критериев проектирования каждый раз заставляет меня внутренне орать. “Шаттл” изобиловал системами, в которых конструкция не соответствовала требованиям, отказывала всевозможными странными и пугающими способами, и все это в основном игнорировалось в угоду Большой Цели - ускорению следующего раунда “русской рулетки”. Поэтому вряд ли стоит удивляться, что “проверенное в полетах” оборудование “Шаттлов”, которое так и не достигло хотя бы приблизительно безопасных характеристик, продолжает давать сбои на протяжении всей программы разработки SLS, но почему-то это не оказывается достаточной причиной для задержавшегося на 40 лет полного перепроектирования.
В 1986 году еще оставалось достаточно ветеранов “Аполлона”, и если бы у кого-нибудь из участников программы хватило смелости объявить “Шаттл” полной неудачей и поставить его на прикол, то вполне вероятно, ракета типа “Фэлкон-9” могла бы быть сертифицирована и введена в эксплуатацию к 1990 году, наметив реальный путь к многоразовости и снижению стоимости, а также вернув NASA в нашу реальность с ее неудобными фактами.
Простите, этот пост не про бесконечные дифирамбы SpaceX, но очень показательно, что с малой долей времени и денег, выделенных SLS, но мотивированные правильными архитектурными вопросами, они разработали ракету “Фэлкон-9” и космический корабль “Дрэгон” - систему, значительно менее экзотичную, чем “Шаттл”, но при этом на порядки дешевле, безопаснее и эффективнее.
Сегодня на складах осталось несколько десятков SSME - изысканных образцов техники 1970-х, не уступающих по красоте яйцу Фаберже; они отлично подходят для музея, но не для современной ракеты. Достаточно ли они надежны? Нет. Являются ли они выгодными “расходниками”? Нет. Ну, наверное, они дешевы - ведь они у нас уже есть? Тоже нет. Подрядчики предоставляют их для SLS по цене $150 млн за двигатель.
Еще раз. Мы собираемся взять эти бесценные старинные многоразовые ракетные двигатели, пролететь на них один раз и сбросить в Атлантический океан. И одни только 4 этих двигателя обойдутся нам примерно в ту же сумму, что и 10 полетов “Фэлкон-9”.
Давайте теперь о водороде. Конструкторы “Шаттлов” выбрали водород, потому что его удельный импульс значительно выше, чем у других видов топлива, а для “Шаттла” производительность была на первом месте. Современная же точка зрения заключается в том, что если учесть стоимость, сложность и дополнительную массу (баков, прежде всего - прим.пер.), необходимую для работы с водородом, его характеристики становятся хуже, чем у более традиционных видов топлива (керосин RP-1 или метан), особенно для запуска на НОО. Например, температура сжижения водорода крайне низка, он требует дополнительной теплоизоляции, а значит - массы. Он легко протекает через субмикронные зазоры, просачивается через металлы, вызывая охрупчивание, и настолько холоден, что это само по себе сильно ограничивает выбор материалов. Кроме того, удельный импульс - это не единственная значимая характеристика, при старте ракета движется медленно и не особо нуждается в высокой скорости истечения и эффективности; но нужна большая тяга, чтобы преодолеть атмосферу. Здесь водород почти бесполезен, поэтому “Шаттлу” приходилось играть в “русскую рулетку” с гигантскими ТТУ.
Для сравнения, “Фэлкон-9” имеет аналогичную грузоподъемность (~22 тонн на НОО), использует пару керосин-кислород и стоит примерно 5% от “Шаттла”, в пересчете на килограмм нагрузки на НОО. Не на 5% дешевле. В 20 раз дешевле. Для постройки МКС потребовалось около 35 полетов “Шаттла”. Если бы модули запускались по ценам “Фэлкон-9”, все они были бы запущены за меньшую сумму, чем стоимость двух полетов “Шаттла” (или одного года работы программы “Шаттл” в целом), и скорее всего, станцию мы бы построили не за 20 лет, а намного быстрее.
SLS примерно на 30% больше “Шаттла”. У нее 4 двигателя, а не 3. У него более мощные ТТУ и больше топлива. И все же ее планируемая нагрузка на НОО составляет всего 70 (странно, Вики говорит про 95 - прим.пер.) тонн - всего чуть-чуть больше, чем у хорошо мотивированного “Фэлкон Хэви” (63 тонны - прим.пер.). “Шаттл” мог вывести 105 тонн, включая массу орбитального самолета. SLS - это упрощенный, выглаженный и увеличенный в размерах стек “Шаттла”, который почему-то потерял около половины своей производительности. Добавление второй ступени (EUS) должно улучшить ситуацию, но проектирование и постройка этой ступени даже еще не финансируются и, как ожидается, займут по меньшей мере еще десятилетие (почему так долго? понятия не имею), так что SLS будет бесполезна как минимум до 2035 года - почти 100 лет после разработки некоторых ее компонентов!
Как может быть, что ракета, собранная из существующих компонентов, прошедших летные испытания, оказывается умопомрачительно дорогой, трудной в производстве, имеет отвратительный график запусков и вызывает серьезные опасения в своей безопасности? Я поспрашивал знакомых, и ни один старший инженер ни в одной крупной аэрокосмической компании не смог толком объяснить, как так вышло. Лучшее предположение: поскольку инженеры MSFC (Marshall Space Flight Center - прим.пер.) не создавали новых систем уже несколько десятилетий (по меркам отрасли это все равно что вечность), они итеративно вводили запасы на безопасность здесь и там, пока не растеряли половину мощности.
Я, кстати, далеко не первый, кто выявил непреодолимые структурные проблемы в программе SLS. Еще в 2015 году, когда график едва начал срываться, Рэнд Симберг указал, что программа SLS в лучшем случае является воплощением “аполлоизма”, идеи о том, что исследование глубокого космоса возможно только при наличии всенародного порыва и огромной дорогой ракеты, потому что именно так все сработало в 60-ые. Анализ Симберга включает также подробный разбор текстов актов Конгресса, которые привели к созданию SLS. В прошлом году Эли Дурадо опубликовал статью “SLS - неисправимая ошибка”.
Я же сосредоточился на управлении рисками на архитектурном и организационном уровне - первопричине предыдущих трагедий НАСА и уроке, который еще предстоит усвоить.
Нормализация отклонений
НАСА совершало ошибки, в том числе приведшие к человеческим жертвам. Подобно авиационной FAA и автомобильной NTSB, NASA расследует аварии, изучает их основные причины и публикует отчеты, чтобы все могли извлечь из них уроки и попытаться предотвратить их повторение.
Аполлон-1: https://history.nasa.gov/Apollo204/appendices/AppendixD12-17.pdf
Аполлон-13: https://www.hq.nasa.gov/alsj/a13/A13_MissionReport.pdf
Челленджер: https://history.nasa.gov/rogersrep/genindex.htm
Колумбия: https://www.nasa.gov/columbia/home/CAIB_Vol1.html
В общей сложности это более 1000 страниц экспертных комментариев по самым разным темам и случаям.
Можно еще вернуться к приложению Фейнмана к отчету комиссии Роджерса, которое завершается предложением:
Для успеха технологии реальность намного важнее пиара, ведь природу не обманешь.
Я все понимаю, но если даже Фейнман называет процесс принятия решений высокомерным фарсом, то, похоже, у нас реальная проблема.
Я уже затрагивал некоторые аспекты доклада Фейнмана ранее, но в данном случае мой особый интерес вызвала общая тема, объединяющая все четыре аварии. Не особенности технических сбоев, хотя они, конечно, интересны, а нарушение работы систем управления людьми, которые вроде бы должны предотвращать именно такие аварии, а вместо этого становятся их первопричиной. Нормализация отклонений. Групповое мышление. Избирательная интерпретация результатов. Принятие выбранных решений, даже если они противоречат принципам инженерии.
После “Челленджера” значительные усилия были направлены на перепроектирование частей ТТУ, чтобы избежать повторения этой конкретной аварии. В процессе были обнаружены и исправлены десятки других критических недостатков конструкции. Думаете, они все потенциальные проблемы нашли? Конечно, нет, даже близко нет.
Существует несколько подходов к большим программам, таким как SLS или “Шаттл”. Один из них отдает предпочтение детальному анализу, тщательному проектированию и проверке, а также испытаниям окончательной конструкции “на прочность”. Другой предпочитает двигаться быстро и регулярно ломать систему, но рассматривать это как опыт, обучение и инвестиции в развитие команды.
“Шаттл” начинал с первым подходом, но устраняя проблемы “Челленджера”, перешел ко второму. К сожалению, мы не можем позволить себе разбить 300 “Шаттлов”, чтобы выявить 300 критических недостатков конструкции. И поэтому программа “Шаттл” так и продолжалась с тысячами архитектурных недостатков, которые угрожали убить всех на борту.
Я пишу этот пост, потому что во всех возможных отношениях программа SLS воплощает в себе логическое объединение всех организационных проблем, беспокоивших НАСА с момента его создания в 1958 году. Это не то же самое, что бюрократическая неэффективность в местной автоинспекции. Это национальный флагманский проект стоимостью в несколько миллиардов долларов, рассчитанный на несколько десятилетий и нацеленный на запуск живых людей в дальний космос - и он осуществляется так, чтобы максимально увеличить вероятность публичного провала.
В той или иной степени все организации имеют проблемные области работы. Создание передовых технических систем - заведомо трудная задача, но именно поэтому необходимо ревностно избегать добавления требований в процессе работы. Это проблема “слишком много поваров”, о которой вкратце предупреждал Келли Джонсон (руководитель инновационного подразделения Lockheed Martin “Skunk Works” - прим.пер.) в своих “правилах эксплуатации”.
Я не знаю никого, кто читал бы о крупных катастрофах НАСА и об SLS, и не видел бы явных аналогий, для этого не нужно сильно богатого воображения. Такая система с огромной вероятностью приведет к национальному унижению и трагедии.
Смешайте высокомерие в организации, политическую целесообразность как основной фактор принятия решений, абсолютно устаревшее ненадежное оборудование, сомнительную методологию проектирования, плохое управление программой, неподотчетное поведение подрядчиков, нормализованную "творческую бухгалтерию" и обычное отрицание реальности - как-то это непохоже на рецепт успеха.
Итак, мы разобрались, как появились “Шаттл” и SLS, и понимаем, насколько бессмысленна эта архитектура с точки зрения принципов инженерии. Она не только изначально небезопасна, но и: невероятно дорога, является технологическим тупиком и не имеет ни технологического, ни финансового смысла.
Вроде же ее уже закрывали?
Мы видим, насколько SLS непригодна на всех возможных уровнях, поэтому читателя не удивит тот факт, что программу уже однажды отменили (правда, потом воскресили и зазомбировали). В 2009 году Комиссия Огастина пришла к выводу, что “Арес-5”, предшественник SLS с немного лучшими характеристиками, не сможет полететь раньше конца 2020-х годов при тогдашнем уровне финансирования. Этот вывод, что интересно, оказался удивительно прозорливым.
Обама согласился и попытался зарубить всю программу “Созвездие”, но SLS и космический корабль “Орион” (еще одна раздутая дойная корова для подрядчиков, искалеченная плохим дизайном и отсутствием четкой миссии, требующая немедленной отмены, но в остальном выходящая за рамки этой статьи) были вытащены с пинками и воплями обратно из мусорки и реанимированы, лишь бы восстановить механизм отмывания денег, необходимый для удовлетворения ключевых участников программы: отдела НАСА по пилотируемым космическим полетам и научного сообщества.
Ха-ха, шучу. Я, конечно, имею в виду Boeing с его армией лоббистов с хорошими связями и ключевыми избирательными округами в южных штатах, которые действуют абсолютно по-бандитски.
В обмен на согласие с длительной мучительной конфабуляцией (discombobulating combobulators… © Kerbal Space Program - прим.пер.) ракеты-монстра Франкенштейна из спертых частей расчлененного трупа “Шаттла” из могилы, Обама смог запустить коммерческие программы: грузовую (COTS - прим.пер.) и пилотируемую (CCP - прим.пер.). Несмотря на преднамеренный саботаж со стороны Конгресса путем блокировки финансирования, эти программы выполнили свою миссию практически в срок и в рамках бюджета, примерно в 50 раз превысив соотношение цены и качества, которого SLS могла бы достичь при наилучшем сценарии.
Ок, SLS была восстановлена, но она оказалась во главе несуществующей программы. Куда она полетит? Какую миссию она будет выполнять? Низкая околоземная орбита? Космические станции? Луна? Марс? Астероиды? Не знаю, не волнует, не имеет значения. В конце концов, она все еще никуда не летит.
Весь этот чертов “Lunar Gateway” существует только потому, что SLS слишком дохлая, чтобы запустить весьма тяжелый “Орион” в какое-нибудь полезное место, так что, возможно, нам следует просто сбросить все это добро в Атлантический океан и покончить с этим.
Вам не интересно? Давайте поговорим об обширном списке макетированных систем.
Этот раздел обязан существованием сайту NASAWatch, который собирает всевозможные слухи в отрасли вот уже больше 10 лет, в течение которых эта программа-зомби усердно обирает общественный карман и приносит отрицательную прибыль.
В программе много серьезных программных сбоев, так что я тут постараюсь быть краток и упомяну только основные моменты. Конечно, у каждого проекта есть проблемы, а это затраты времени и денег. И чем больше времени и денег тратится, тем больше денег зарабатывает “cost-plus” (схема финансирования больших проектов по принципу “оплата фактических расходов, плюс процент”; при отсутствии рычагов давления на исполнителя прямо мотивирует того раздувать бюджет до бесконечности - прим.пер.) подрядчик. Стоит ли тогда удивляться, что SLS стоит 20 миллиардов долларов, строится более десяти лет, и до сих пор не летает?
Бак лопнул
Некто уронил невероятно дорогую верхнюю стенку резервуара, повредив его без возможности восстановления. Конечно, если бы это было нормальное малосерийное производство, заменить его было бы не очень сложно, но поскольку все изготавливается вручную эльфами с пилочками для ногтей, получилась серьезная задержка.
Сварочный аппарат сломался
НАСА потратило месяцы на установку нового аппарата для сварки трением, а потом обнаружило, что один из субподрядчиков забыл правильно укрепить пол в помещении, из-за чего аппарат сломался, и потребовалось его пересобирать с нуля.
Через два года сварочный аппарат снова сломался.
Двигателям потребовалась доработка
Ранее я упоминал, что, несмотря на 40-летнюю историю полетов, многоразовые (в прошлом) SSME по-прежнему подвержены множеству технических проблем и так и не приблизились к первоначальным критериям сертификации.
Кроме того, компания Aerojet Rocketdyne (подрядчик по производству двигателей) умудрилась выторговать за один двигатель больше, чем когда-то стоила его постройка. За б/у двигатели, которые пылятся на каком-то складе.
Кстати, более дешевый, расходуемый вариант SSME под названием RS-68 был сертифицирован 20 лет назад и первоначально планировался для использования на ракете “Арес-5”, пока ее не отменили. Этот двигатель использовался на ракете Delta IV, пока та не прекратила свое существование из-за крайне неконкурентоспособной стоимости запуска, а если бы мы решили использовать ее для пилотируемых полетов - она потребовала бы более 200 изменений в конструкции для соответствовия современным стандартам.
Между топливным баком и двигателем у нас топливопроводы. SLS-овцы умудрились загрязнить их парафином, и обнаружен он был только после окончания сборки. Примеси в баках и двигателях - частая причина аварий ракет (например, “Антарес”), и все знают, что нужно за ними следить и принимать меры предосторожности. Ну, почти все.
По какой-то причине на прикрепление каждого двигателя к ракете уходит месяц. Возможно, больше, если это делать сбоку (не очень понял, что тут имелось в виду - прим.пер.).
Комментарий от @BorisStratula: В оригинале автор ссылается на новость, что Боинг присоединил, а затем вынужден был для проверки сборки отсоединить двигатели, и причиной этому сборка в горизонтальном положении и трудности техников с этим. При этом я не знаю, где они вообще эти двигатели в вертикальном положении присоединяли, вроде на шаттле тоже всё было лёжа.
Для сравнения, “Боинг 737” проводит на конвейере в сумме всего девять дней.
Программное обеспечение, о, программное обеспечение!!!
Процесс разработки программного обеспечения для полетов - это (как правило) очень серьезное мероприятие, требующее опыта и глубоких знаний, чтобы гарантировать, что не случится чего-нибудь подобного первому запуску “Ариан-5”.
Должны ли мы тогда беспокоиться, когда Генеральный Инспектор НАСА сообщает, что команда разработчиков ПО никак не может собраться с силами, и что SLS до сих пор не имеет ни полного набора летного ПО, ни какой-либо среды для интеграционного тестирования?
Думаю, можно предположить, учитывая то, как все были озадачены параметрами TVC (thrust vector control, система управления вектором тяги - прим.пер.) во время неудачи теста Green Run (заголовок про “находящуюся в прекрасном состоянии” систему несколько контрастирует с фактом, что тест был прерван на 69 секунде из 480 - прим.пер.), что программное обеспечение по-прежнему находится в полном беспорядке.
Это не очень известный факт, но перед первым (и сильно задержанным) запуском “Шаттла” в 1981 году весь программный стек и систему тестирования пришлось переписывать с нуля. Пережив сотни изменений дизайна, ПО было настолько беспорядочным, что даже тесты не запускались сколько-нибудь стабильно.
Провал испытаний ТТУ
Важно помнить, что в таких программах публичные тесты - обычно приемочные, они специально сделаны максимально скучными. В этом стеке технологий 50-летней давности ничего не должно сломаться - и все же критически важная точка отказа, сопло с вектором тяги на ТТУ вышло из строя без видимой причины. Если бы такое произошло во время полета “Шаттла” или SLS, можно с уверенностью предположить полную потерю корабля, полезной нагрузки и экипажа: ТТУ не поддерживают компенсации отключения двигателя. Очевидно, у них есть вполне вероятные виды отказов, которые все еще не изучены и не исправлены. Можно предположить, что частота отказов типа “черного лебедя” (или “неизвестные неизвестные”) составляет примерно 1 к 100, что вообще никак не подходит для ракеты в 21 веке.
Частота отказов 1 к 100 в любой критической подсистеме означает, что общая надежность системы никогда не поднимется выше этой цифры. На ТТУ можно сколько угодно тратить неимоверные инженерные усилия, но они никогда не будут достаточно надежными для любой сертификации коммерческих полетов, даже с натяжкой. Если бы мы говорили о самолетах, мы бы говорили о катастрофическом разрушении конструкции; а самолеты, которые время от времени отбрасывают крылья, никак не могут быть сертифицированы.
Кричим, пока у них не пойдет кровь из ушей: первые ступени с водородом + ТТУ - архитектурно небезопасны!
Политическое упорство, с которым “Шаттл” и SLS используют твердотопливные ускорители, гарантирует вероятность катастрофического отказа 1 к 100, сколько бы денег и времени не вкладывалось в их доводку. Зачем бесконечно вливать деньги в устаревшую систему с уже заложенными ошибками?
Как продвигается строительство стартовой башни за миллиард долларов?
НАСА потратило миллиарды долларов на модернизацию ML-1, мобильной стартовой башни - большой фермы рядом с ракетой на стартовой площадке. К сожалению, она тоже построена с ошибками, и будет использоваться только максимум для одного полета. Переделка существующей стальной фермы - это не то чтобы ракетная физика, но за те же деньги можно было бы осуществить 20 запусков “Фэлкон-9”. А так как модернизация башни для SLS Block 1B займет еще три года (почему? понятия не имею), то вместо этого они построят еще одну башню за еще один миллиард долларов.
Блок питания Orion сломался, и для его замены требуется год работы. Это шутка?
Я не акцентирую здесь внимание на корабле Orion, но стоит упомянуть, что во время недавних испытаний было обнаружено, что резервный блок питания/данных (PDU) вышел из строя, и, что еще веселее - это часть корпуса космического корабля, поэтому его замена займет больше полугода. Полагаю, если на создание космического корабля и его запуск нужно 12 лет, один из десяти тысяч причудливых девайсиков внутри за это время устанет ждать и выпустит волшебный дым (как известно: если из электроники выходит Волшебный Дым, она перестает работать - прим.пер.)? Хорошо, но тогда наверное не стоит замуровывать в корпус корабля компоненты, которые могут сломаться.
Кроме того, это невероятно дорого. Кто заинтересованные стороны?
Cui bono? Boeing является генеральным подрядчиком, и они заработали ужасно много денег на провале SLS; гораздо больше, чем могли бы, управляя проектом должным образом и запустив ракету в срок. Очевидно, сотрудники НАСА и местные подрядчики в MSFC (Marshall Space Flight Center) и JSC (Johnson Space Center) тоже неплохо зарабатывают себе на жизнь. Компания Boeing ежегодно тратит миллионы на лоббирование и другую “правительственную деятельность”, что позволяет оплачивать не только огромное количество лоббистов, шикарные обеды и политические кампании, тратя на это лишь небольшую долю одних только бонусов за работу, которые почему-то Boeing довольно часто получает.
В целом, картина такова: все ключевые группы, обладающие властью и деньгами, очень довольны SLS, потому что она обеспечивает операционное прикрытие для перемещения огромных сумм общественного богатства в частные руки. Действительно, запуск реальной физической ракеты довольно рискован с точки зрения существующей схемы: она может взорваться и положить конец этим хорошим временам.
Бывший директор Ames Research Center Пит Ворден в 1992 году, почти 30 лет назад, описал эту систему как самооблизывающийся рожок мороженого.
Пока бюджет на освоение человеком космоса был “облагодетельствован” подобным беспроигрышным мошенничеством, еще одно поколение инженеров-идеалистов ушло на пенсию, большинство посетителей Луны умерло от старости, а база на Луне или Марсе кажется сейчас еще более недосягаемой, чем раньше. Но все не обязательно должно быть так.
Каждый месяц я смотрю на полную Луну, и она смеется над нами, людьми, с нашими примитивными ракетами, убогими технологиями и некачественной организацией. Мы должны быть там, наверху, и играть в лунный теннис.
У этого поста есть очень четкий посыл, и я сказал об этом в самом начале. Но не верьте мне на слово. Смотрите сами, как жадность губит хорошее дело.
Бесконечные отчеты беззубых инспекторов из правительства и НАСА, указывающих на очевидное - ракета дорогая, небезопасная и никогда не будет работать должным образом. Один из них даже обнаружил, что НАСА скрыло почти 800 млн долларов расходов, потратив деньги, предназначенные для будущих программ, чтобы избежать ограничения бюджета, установленного Конгрессом. Просто попробуйте такой финт в своей годовой налоговой декларации и посмотрите, что из этого получится. (На самом деле, лучше не стоит.) Для обозначения таких схем есть слово, и оно начинается на “мошен” и заканчивается на “ничество”.
Вот несколько статей о том, как буквально все считают руководство SLS хуже, чем бесполезным, и тем не менее все ключевые игроки продолжают награждать друг друга бонусами за эффективность. Если бы, гипотетически, обыгрывать систему было бы их единственной задачей - они наверняка действовали бы ровно так же, как сейчас.
Вот несколько статей об абсурдной стоимости SLS. Помните, даже если бы на самом деле можно было быстро и безопасно переиспользовать оборудование “Шаттлов”, даже если бы программа была хорошо управляема, она все равно бы запускала 1-2 ракеты в год и стоила бы от 2 до 3 миллиардов долларов за запуск. Может быть, больше. На самом деле, никто не знает наверняка. Давайте вы перестанете уже спрашивать, а?
Можете ли вы представить, что придете на обычную работу и скажете своему боссу, что ваша зарплата теперь - секрет, но как минимум в 3 раза выше, чем вчера, и что ваш продукт будет опаздывать на десять лет? Даже люди, чья единственная работа - точно знать, сколько стоит SLS, очевидно, этого не знают.
Единственные показатели, которые имеют значение для больших ракет и пилотируемой космонавтики - это стоимость за тонну и число тонн за год. С невероятно огромным отрывом SLS оказалась в полном одиночестве по обеим этим осям: она стоит в 20 раз дороже за тонну и (из-за ужасающе низкой частоты запусков) доставляет на орбиту за год меньше массы, чем SpaceX за две недели в 2021 году (не очень понятно, что тут имелось в виду - вроде бы больше 3 пусков за 2 недели у F9, не говоря уж о Хэви, не было, по 15 тонн Старлинков это всего 45 тонн, против 95 у SLS - прим.пер.).
По проекту, SpaceX Starship должен будет доставлять на орбиту порядка миллиона тонн в год по цене около 100 долларов за кг, это в 15 000 раз больше груза за 1/500 стоимости. Я не сомневаюсь, что его разработка столкнется с различными сюрпризами и отказами, но Starship уже совершил полет на высоту 12,5 км - примерно на такую высоту, какой достигнет стопка 100-долларовых купюр, потраченных на SLS. Даже если Starship будет стоить в 10 раз дороже планируемых цифр, он все равно будет в 50 раз дешевле конкурентов. Потратите ли вы $20 тыс. на автомобиль или $1 млн на тот же автомобиль? Здесь даже трудно делать осмысленные сравнения.
Хотите еще? Вот десерт. Компания Boeing тратит государственные деньги на многочисленные целевые рекламные кампании (т.е. пропаганду) о SLS, при этом продвигая фактическую ложь.
Эй, но ведь Green Run!..
Всего за несколько дней до инаугурации президента Байдена НАСА провело решающий тест “SLS Green Run”. По сути, это огневые испытания, соответствующие по продолжительности и профилю реальному 8-минутному запуску и предназначенные для демонстрации готовности летного оборудования. Огневые испытания на этом этапе разработки - это приемочный тест, они предназначены для подтверждения правильной работы, а не для выявления каких-либо новых неожиданных проблем.
Огневые испытания с полным профилем - стандартный этап разработки любой современной ракеты, и такое испытание должно максимально точно имитировать профиль запуска, чтобы ракета фактически работала в условиях, максимально близких к полету. Проверяйте, как летаете; летайте, как проверяете.
В какой-то момент руководители программы предлагали вообще пропустить “Green Run”, чтобы компенсировать часть из бесконечных задержек, ведь программа тестирования занимает несколько месяцев. По их словам, ракета должна быть достаточно безопасной для запуска людей (естественно, чьих-то чужих родителей, супругов и детей) с первого раза. К счастью, победили более холодные головы.
Время проведения теста было важно для повышения авторитета программы “Артемида” в новой администрации Байдена. Похоже, из-за этого несколько ключевых параметров теста были изменены, чтобы снизить вероятность провала теста. Это не то же самое, что отключить стенд за мгновение до взрыва; использование “осторожно-консервативных параметров испытаний” вместо реальных параметров запуска - это просто-напросто мошенничество.
Тем не менее, спустя всего 67 секунд ракета отключилась, выдав поток запутанных сообщений об ошибках, на разбор которых ушло несколько дней. В публичных комментариях упоминалось что-то о том, что гидравлическая система управления подвесом двигателя выходит за “очень консервативные” рамки, но при этом также звучали очень искренние заверения, что “в реальном полете все было бы в порядке”. Может быть. Так, знаете, говорят менеджеры, для которых прохождение (или нет) “Green Run” означает разницу между получением (или нет) очередного транша бонусов в размере ~$100 млн.
Конечно, невозможно сказать наверняка, так как параметры испытаний не были похожи на реальный запуск. Мы знаем только то, что SLS имеет по крайней мере один непонятный режим отказа, который приводит к отключению двигателей без видимых причин. Если бы это произошло в полете, наши не-очень-безопасные ТТУ продолжали бы работать в течение нескольких минут, прежде чем вторая ступень смогла бы отделиться, и запустилась бы процедура прерывания полета. А, ну и как мы помним из результатов единственного тестового запуска неудачного “дяди” SLS, ракеты-носителя “Арес-1”, догорающие ускорители в принципе могут поджечь спасательный парашют. Таким образом, нам практически гарантирована полная потеря ракеты, полезной нагрузки и всех, кто на ней находится.
Ну ладно, теперь мы собираемся снова провести “Green Run Test”, но на этот раз всего на 4 минуты, потому что, возможно, конструкции бустера не понравятся термические циклы нескольких операций заправки/разгрузки. В любой нормальной программе неожиданный сбой вызвал бы тщательное изучение и более полный режим тестирования, но в параллельной реальности SLS прошлый сбой оправдывает “срезание углов” при следующем тесте.
Вот последняя информация о неудачном испытании SLS “Green Run”, содержащая подробные сведения о принятии решений в НАСА в реальном времени, поскольку необходимость повторного испытания стала неоспоримой.
Структура и содержание этих документов почти в точности повторяют заявления и отчеты после провала испытаний Starliner, также вызванного сбоями в непроверенном программном обеспечении.
Я пишу этот пост, потому что эти провалы наглядно демонстрируют, что все те проблемы в NASA, которые привели к предыдущим катастрофам - живут и здравствуют.
Давление графика и политическая целесообразность приводят к тому, что приходится срезать углы и проводить “упрощенные” испытания с крайне ограниченной ценностью, как в случае с “Аполлоном-1”.
Системы, предоставленные подрядчиками, отказывают непонятным образом, а между инженерами подрядчика, инженерами НАСА и руководством наблюдается явный разрыв, как и в случае с “Челленджером”. И Mars Climate Orbiter. И Mars Polar Lander.
Приводятся оправдания непредвиденным видам отказов, и отклонения нормализуются - как и у “Колумбии”. И “Челленджера”. И еще полудюжины “промахов”.
Являются ли эти проблемы уникальным для НАСА? Нет, но это вполне себе отличительная черта Boeing.
Когда-то компания Boeing была символом инноваций, элитных достижений и безупречного исполнения. По мнению многих, проект 777 был мастер-классом в управлении программой, когда ~280 отдельных команд по подсистемам успешно выполнили децентрализованное проектирование и оптимизацию, чтобы запустить самолет в производство в срок и по графику.
Имея такое завидное наследие, созданное за десятилетия упорного труда, компания Boeing ревностно оберегала институциональные знания, которые они с таким трудом завоевали. Верно?
Нет. Они купили McDonnell Douglas, своего предыдущего конкурента, чей пассажирский самолет потерпел неудачу на рынке из-за сомнительных бухгалтерских решений, о которых с замечательной тщательностью рассказал Джон Харт-Смит.
Естественно, Boeing поставил эту провальную команду руководителей во главе своей собственной компании, затем они вытеснили прошлое руководство, перевели штаб-квартиру в Чикаго (безо всякой на то причины), устроили реорганизацию, отправили около 10 000 опытных инженеров и техников на досрочную пенсию, а затем начали чрезвычайно амбициозный проект 787, передали работу по проектированию ~50 субподрядчикам и сделали вид, что удивились, когда этот проект вопиюще провалился, точно так же, как это произошло с McDonnell, и с Douglas Aviation до того.
Сожрав 50 миллиардов долларов на программу "честной стоимостью" в 5 миллиардов, 787-й наконец вышел в серию, но и после этого самолет преследовали мучительно досадные неудачи. В каждом случае их суб-(суб-суб-)подрядчики получали прибыль, прямо пропорциональную убыткам интегратора проекта, чей аутсорсинг явно не помог диверсифицировать риски.
В Boeing усвоили урок и снова наняли сотрудников, необходимых для вертикальной интеграции и строительства перспективных самолетов. Верно? Конечно, нет. Вместо этого они растратили миллиарды на лоббирование и законодательный захват рынка, а затем провалили разработку 737 MAX (убив 346 человек), F35 (суб-подряд), KC-46, Starliner и SLS. В случае Starliner непроверенное стороннее программное обеспечение было настолько ужасным, что даже публичные приемочные тесты терпели неудачу. Как можно главному подрядчику использовать непроверенное стороннее программное обеспечение во время испытательного полета пилотируемого корабля для НАСА?
Неудивительно, что Boeing даже не сумел воспользоваться инсайдерской информацией от Дага Ловерро (бывший руководитель отдела пилотируемых полетов НАСА - прим.пер.), что стоило тому карьеры, но Boeing так и не получил контракт на лунный посадочный модуль.
Короче, компания Boeing сбилась с пути. Все организации в какой-то момент оказываются в точке, где их внутренние процессы и системы разваливаются быстрее, чем их можно чинить. Как при проказе или некротизирующем фасциите - пациент еще живет, но дни его сочтены.
Стоит ли удивляться, что компания Boeing оказывается выбрана для программы SLS, убеждает дружественное руководство NASA отдать им побольше бонусов, подкупает лоббирует Конгресс для получения гарантированного потока финансирования, а потом с опозданием на шесть лет поставляет полуфабрикаты, которые даже не могут пройти пиар-тест перед новой президентской командой?
В Америке приветствуется обогащение за счет хороших дел. Никто не возражает, когда господрядчик или частная компания получает свою прибыль, если они предоставляют отличные услуги или создают пользу для клиентов. Но по сравнению с SLS даже Microsoft - образцовый американский семейный бизнес!
И я резко против, когда генподрядчик с политическими связями рубит бабло за счет фактического клиента - народа США. SLS не отвечает ничьим интересам, за исключением тех немногих, кто гребет бабло двумя руками. SLS должна быть машиной для доставки грузов в космос, а не для перекачки государственных денег в карманы с хорошими связями. Позор!
Не все НАСА такое
Тем временем, многие подразделения НАСА довольно успешно справляются с такими проблемами: например, научные программы предусматривают глубокий анализ каждые 10 лет, и пересмотр при необходимости, таким образом гарантируя некоторый уровень дисциплины. Этот анализ опирается на научный консенсус, и такая обратная связь обеспечивает более-менее стабильный прогресс в ключевых вопросах (и по разумной цене). В целом, у такой схемы неплохой послужной список.
Немногие исключения, как например JWST (телескоп Джеймс Уэбб - прим.пер), при ближайшем рассмотрении обнаруживают на себе отпечатки пальцев крупного аэрокосмического подрядчика (в этом случае - Northrop Grumman), который “специализируется” на скупке более мелких подрядчиков с госконтрактами и выжимании из них всех соков.
Вот хороший бизнес-план, если вы третий по величине крупный авиакосмический подрядчик (из трех; Raytheon и GD обычно не работают в космической сфере).
Наймите юристов - больше, чем есть у чем правительства
Осуществляйте “недружественные поглощения” крупных государственных подрядчиков
Продолбайте проектирование
Препятствуйте разработке и поставке продукции
Требуйте больше денег
Получите их
Потратьте часть этих денег на политические взносы и лоббирование
Остальное оставьте себе
Смойте, повторите.
Джим Брайденстайн (бывший глава НАСА при Трампе - прим.пер.) попытался разделить SLS и “Орион”, предположив, что “Орион” может лететь на “Фэлкон Хэви”. В ответ сенатор Шелби из Алабамы (где находится MSFC) потребовал его отставки. При поддержке вице-президента Пенса Джим сохранил свое кресло, но быстро пошел на попятную. SLS выжила, но какой ценой?
Полеты человека в космос должны иметь десятилетний анализ. Интересно, почему это не так?
Это даже не программа трудоустройства
Существует мнение, что сенаторы Космического побережья (Space Coast, регион вокруг мыса Канаверал - прим.пер.) используют финансирование НАСА в качестве личной политической копилки, почти законно вкладывая государственные деньги в промышленное развитие исторически слаборазвитого континентального Юга.
В MSFC работает около 6000 человек, а годовой бюджет составляет $2,8 млрд, то есть $466 тыс. на одного сотрудника, значительно больше их зарплаты. Да, завершение программы “Шаттл” означало потерю средств к существованию для примерно 10 000 человек (неудивительно, что запуски были такими дорогими!), но сохранение всех этих рабочих мест в каком-то потемкинском проекте не обеспечивает гарантии занятости, а просто откладывает проблему на потом.
Допустим, что в 2011 году по окончании программы “Шаттл” сотрудникам MSFC предложили добровольное увольнение с солидным бонусом: 100 000 долларов в год в течение десяти лет, т.е в сумме миллион долларов каждому. Если все сотрудники на этот бонус подпишутся, то бюджет этого мероприятия окажется менее четверти бюджета SLS на данный момент, и все эти талантливые и хорошо обученные люди могли бы вложить эти деньги в другие отрасли местной промышленности, которые действительно отвечают потребностям рынка и приносят экономическую выгоду.
Вместо этого эти люди оказались в ловушке на хорошо оплачиваемых должностях, создавая практически фальшивую ракету, чтобы Boeing мог прикарманить 300% “накладных расходов” и поддерживать в рабочем состоянии набор старинных инструментов для обслуживания. Хоть какое-то оборудование или процессы, созданные для “Шаттла”, могут быть полезны на современном рынке? Нет.
Вместо того, чтобы вкладывать доллар в реальную современную промышленность, ~25c уходит на политическую программу занятости без какого-либо промышленного развития, а ~75c исчезает в “накладных расходах”. Это значительно менее полезно, чем безусловный базовый доход. Стоит ли удивляться тому, что, несмотря на надежный приток финансирования из госбюджета, Юг остается относительно неиндустриализированным? Кстати, иронично: все это происходит в основном усилиями республиканских политиков, якобы сторонников «компактного правительства».
Астронавты согласны рисковать своей жизнью
Астронавты - взрослые люди с рискованной профессией, и им самим приходится принимать решение рисковать своей жизнью. Я уважаю и восхищаюсь ими, но давайте не будем делать вид, что это как-то снимает ответственность за их смерть с реальных виновников.
Это не дает их начальству карт-бланш бросать их жизни на произвол судьбы. Это не оправдывает намеренное создание небезопасных систем запуска для удовлетворения политической целесообразности или финансовых интересов подрядчика. Это определенно не создает ни условий для более рутинного, дешевого и безопасного доступа к космосу, ни адекватной культуры исследований.
Всегда найдутся смельчаки, готовые сесть на любую ракету, направленную острым концом вверх, но мы не можем считать себя серьезной космической державой, если собираемся проводить космическую программу с тем же уровнем безопасности, как аттракцион по прыжкам с парашютом в Патагонии. Что, кстати, безопаснее и намного дешевле.
Семнадцать астронавтов НАСА погибли в результате несчастных случаев, связанных с космическими полетами, и еще несколько - в результате несчастных случаев во время тренировок. Как и в случае с четырьмя смертями космонавтов, которые произошли из-за аналогичных организационных проблем, ни одна смерть не имела уважительной причины.
27 января 1967 года. Аполлон-1. Вирджил «Гас» Гриссом, Эд Уайт, Роджер Б. Чаффи. Пусковая лихорадка, нетипичная конфигурация тестирования, неполный анализ FMEA, проблемы архитектурной безопасности.
24 апреля 1967 года. Союз-1. Владимир Комаров. Пусковая лихорадка из-за политического юбилея, запуск вопиюще недоделанного корабля.
30 июня 1971 года. Союз-11. Георгий Добровольский, Виктор Пацаев, Владислав Волков. Политическое требование как можно быстрее запустить трехместный корабль, отказ от внутрикорабельных скафандров, разгерметизация в процессе посадки.
28 января 1986 года. Челленджер. Грегори Джарвис, Криста МакОлифф, Рональд МакНейр, Эллисон Онизука, Джудит Резник, Майкл Дж. Смит, Дик Скоби. Пусковая лихорадка, инженерные соображения отметаются, запуск за безопасными пределами параметров.
Февраль 2003 года. Колумбия. Рик Д. Хазбанд, Уильям К. МакКул, Майкл П. Андерсон, Дэвид М. Браун, Калпана Чавла, Лорел Кларк, Илан Рамон. Нормализация отклонений позволяла не замечать известную повторяющуюся проблему, пока запас удачливости не закончился.
В каждом случае потеря экипажа и миссии происходила по глупой причине - обычно хорошо понятной, предвиденной, предупрежденной и проигнорированной. Я считаю, что навязывание этим жертвам языка посмертного героизма порочит их наследие, цинично скрывая вину людей, на самом деле ответственных за эти катастрофы. Не думаю, что близким этих людей нравится такое слышать, но факт: их жизни были потрачены впустую, а их жертва ничего не изменила.
Я - гордый сторонник безумно амбициозной политики освоения космоса. Я хочу увидеть сотни человек на Луне и Марсе к концу десятилетия. Этому видению ни в коем случае не мешают законы физики - только так называемые “законы” организационной неэффективности и тренированной близорукости. Я не сомневаюсь, что в будущем много людей умрет в космосе, но если нам повезет - они умрут, пробуя на прочность границы человеческого опыта, амбиций и воображения, а не сидя в жестяной ракете, про которую все знают: это западня.
Культура молчания
В НАСА существует распространенный (хоть и не во всех отделах) подход, своего рода выученная беспомощность. “SLS была навязана НАСА влиятельными сенаторами”. “Решения принимаются там, наверху”. “Моя работа - выполнить и реализовать план, составленный моими политическими хозяевами”. “Я не знаю общей картины”. “Я просто сижу тут с 9 до 18”. “Я уйду на пенсию раньше, чем она полетит”. “Не раскачивайте лодку”. “Это лучше, чем ничего (или альтернатива)”. “Пнешь мир - ударишь ногу”.
Я отвергаю эту точку зрения. Это трусость. Это халатность. Инженеры-строители проходят сертификацию и, как говорят, носят кольца, сделанные из арматуры обрушившегося моста. Кольцо касается бумаги, когда мы работаем, и мы помним: от нашей работы зависит безопасность и благополучие наших собратьев.
Все, что нужно, - это один смелый человек, способный встать и сказать «нет».
Это может быть директор NASA, или техник, собирающийся снять последнюю красную бирку “снять перед полетом”, или любой другой человек между ними. Все эти люди были наняты для того, чтобы применить свой профессионализм и опыт для общего благородного дела, и его успех порой зависит от наличия правильного человека в правильное время в правильном месте, принимающего правильное решение. Это может быть непросто в культуре, которая однозначно ценит конформизм и наказывает за чрезмерное проявление критического мышления, не говоря уже о культуре, которая практически без раздумий избавляется от широко уважаемых руководителей высшего звена, таких как Даг Ловерро или Билл Герстенмайер (руководители пилотируемых программ НАСА - прим. пер.). Но я знаю, что в каждом случае отказа ракеты-носителя всегда находился кто-то на земле, кто сразу знал, что именно пошло не так. Очевидно, что об этом не особо говорят, но такой человек может остановить этот “сумасшедший поезд” и предотвратить катастрофу.
Все, что нужно, - это чтобы один смелый человек встал и сказал «нет».
Нет, SLS не является достаточно безопасной ни для роботов, ни для людей, и принципиально не может быть доведена до такого состояния.
Нет, SLS не является выгодной для НАСА и американских налогоплательщиков. Даже не не-выгодной. Она отрицательно-выгодна.
Нет, я не согласен с тем, что законы физики второстепенны по сравнению с политической целесообразностью.
Нет, мы не должны строить тупиковую систему без перспектив улучшения производительности и безопасности.
Нет, мы не должны строить систему, с которой трагедия и национальное унижение - лишь вопрос времени.
Какой смысл в том, что десять тысяч инженеров посвятили свою жизнь глубокому пониманию устройства Вселенной, если этим людям, лучшим из лучших, управляющим космическими полетами в НАСА, нельзя доверить решить что правильно, а что нет.
Каких программ мы заслуживаем, если позволяем политическим лидерам без технического образования десятилетиями навязывать ошибочные с научной и инженерной точки зрения решения? Лысенко? Большой скачок? Торпеда Марк 14? Еще один “Челленджер”? Еще одна “Колумбия”? Бесконечная нажива за государственный счет крупными аэрокосмическими подрядчиками?
Не в мою смену. “Хватит” значит хватит.
Физика побеждает. Отвергните все. Засолите землю.
Держите строй. Скажите “нет”.
Программа SLS должна быть закрыта.
