В начале года Счетная Палата США провела очередной аудит NASA и 1 мая опубликовала результаты. Документ написан простым языком и представляет собой занимательное чтиво. Счетная Палата отмечает, что увеличились задержки по срокам проектов, а идущий сейчас перерасчет стоимости программы Orion не позволяет оценить увеличение стоимости проектов в этом году. Но главная ценность документа, на мой взгляд, в другом — он наглядно показывает, что сложные и замечательные космические технологии растут в условиях постоянного преодоления земных проблем вида «детали привезли позже», «возможно, повредили ракету при транспортировке», «подали не то напряжение и сожгли электронику», «повредили двигатели, промывая их».
Сборка телескопа James Webb, фото NASA. Торжественность момента омрачается тем, что вскоре на полу найдут выпавшие из него шайбы и гайки
Небольшое введение
Космический аппарат NASA проходит жизненный цикл, состоящий из двух больших частей и семи этапов.
В первой части проводятся исследования, создаются концепты и предварительная конструкция. Во второй части аппарат производится, собирается, запускается, работает и прекращает функционирование. Переход на каждый новый этап происходит только после одобрения в ключевой точке принятия решения. На стадиях A и B формулируются оценки стоимости и времени проекта, которые фиксируются в точке C. На случай непредвиденных проблем у проектов есть резервы, а для дорогих проектов стоимостью более $250 миллионов отдельно выделяются и документируются два типа резервов — проектный и штаб-квартиры, которые обеспечивают оценочную уверенность в успехе проекта до 50 и 70% соответственно.
Сроки и стоимость
На графике показаны среднее удорожание (левая шкала, проценты) и задержка (правая шкала, месяцы) проектов. Кстати, не стоит думать, что они обязательно оказываются дороже и занимают больше времени — четыре сумели уложиться и по цене и по срокам, а стартовавший недавно TESS сумел сэкономить почти 40 миллионов долларов и завершился на два месяца раньше. В последние годы даже наметился было тренд на уменьшение непредвиденных удорожания и задержек проектов, но в этом году движение началось в обратную сторону, главным образом из-за телескопа James Webb, ракеты SLS и корабля Orion. Оценки по «Ориону» сейчас пересчитывают, и обновленные цифры появятся в июне 2018, что помешало Счетной Палате дать точную оценку подорожания за этот год.
В качестве причин подорожаний и задержек Счетная Палата выделяет три основные. Во-первых, на технические проблемы накладываются излишне рискованные управленческие решения. Например, SLS была запущена всего с двухпроцентными резервами, в нарушение инструкций, требующих для ракет-носителей резерва 20%. Здесь же было решено монтировать новое оборудование одновременно с испытаниями мобильного установщика, и несколько лет велась работа без показателей результативности PMB. Во-вторых, проблемы возникают при сборке и тестировании — здесь самым наглядным примером будет телескоп James Webb, который уже почти уперся в предел расходов, установленный Конгрессом, при сборке и испытаниях возникают новые сложности, а работы еще предстоит много. И, в-третьих, есть проекты, которые страдают из-за внешних причин. В целом Счетная Палата делает вывод, что риски продолжения превышений бюджета и задержек остаются.
Отдельная глава отчета посвящена проблемам NASA с кадрами. Оказывается, 56% процентов сотрудников NASA старше 50 лет, и этот показатель вырос на 7% за последние пять лет. 21% сотрудников старше пенсионного возраста, а еще 23% достигнут возраста выхода на пенсию в течение пяти лет. В этом есть свои плюсы — хорошо хранится и передается опыт, но рост среднего возраста говорит о нехватке молодежи. Были отмечены проблемы с кадрами у марсохода 2020 и Europa Clipper, но, по словам NASA, они решаются повышением приоритета программ и переводом сотрудников внутри организации.
Земные проблемы
А теперь посмотрим на конкретные проблемы, которые возникают при реализации проектов.
Телескоп James Webb. Подрядчик серьезно недооценил сроки по сборке и испытаниям. Работа оказалась сложнее ожидаемого, и конструкция телескопа не позволяет легко добраться до требуемых точек, что еще замедляет дело. Также подрядчик переоценил сокращения персонала в начале фискального года. Они оказались меньше, поэтому непредвиденно большие средства ушли на зарплату. Грустная ирония заключается в том, что лишние люди не решили проблему недооценки трудоемкости работ, а приблизили финансовый предел расходов Конгресса. Не обходится без ошибок — год назад выяснилось, что используемые для промывания двигателей ориентации очистители повредили их. Замену должны были установить в феврале, но техник по ошибке подал слишком большое напряжение и сжег компоненты системы ориентации. Замена этих компонентов заняла еще пять недель. В итоге телескоп уже превысил изначальный бюджет на 77%, а сроки — на 71 месяц.
Уже после выхода отчета появилась новость, что после перевозки частично собранного телескопа между стендами акустических и вибрационных испытаний под ним нашли шайбы и гайки. Предположительно, они высыпались из солнечного экрана.
Commercial Crew Program. SpaceX устраняет замечания к бакам наддува ракеты-носителя и трещины в турбонасосах двигателей. У Boeing обнаружили риск повреждения парашютов крышкой контейнера, ведется анализ конструкции, и в худшем случае придется ее переделывать, а это может привести к задержке еще в шесть месяцев.
Проект Exploration Ground Systems (стартовые сооружения под SLS, включая мобильный транспортер) вырос в цене на 15% и по срокам на 19 месяцев. Здесь недооценили сложность работ по созданию программного обеспечения для стартового комплекса, требования по обработке данных выросли, возникали незапланированные переделки, а еще на местном рынке труда может возникнуть проблема с поиском разработчиков.
У SLS задержку вызвали проблемы со сваркой баков — материал оказался толще использовавшегося раньше, пришлось перенастраивать сварочный аппарат, а это тут же вызвало необходимость оценки прочности — не снизилась ли она?
Parker Solar Probe, зонд для исследования Солнца, может отправиться в полет с меньшим количеством приборов, чем изначально планировалось — стартовое окно фиксировано, следующее будет нескоро, а у прибора Solar Probe Cup были обнаружены проблемы в конструкции. А еще от одного из сплавов пошло загрязнение других агрегатов. Ну и при испытаниях не сработали три пироболта, но это было легко исправить — их просто неправильно установили.
ICON (зонд для изучения ионосферы) пострадал из-за ракеты-носителя. Сначала возник инцидент при транспортировке, пришлось отвозить ступени назад на дополнительные проверки. К счастью, повреждений не нашли. Но потом появилась новая проблема — один из болторезов, ломающих болты, крепящие ракету к стартовому сооружению, не прошел проверку. Расследование продолжается, но сроки уже съехали на 8 месяцев.
Для аппарата ICESat-2, который должен будет изучать ледяные шапки Земли, критическим компонентом является лазер. Его произвели в трех экземплярах и привезли на испытания. Два оказались с трещинами, третий отработал 2300 часов. Пока думали, что делать, на стенде технологического демонстратора нашли трещины в четвертом кристалле. В итоге количество лазеров на аппарате увеличили с одного до двух, причем поставили два после починки, которые испытали дополнительно. Но сроки сдвинулись уже на 17 месяцев.
Послесловие
Эти истории — только вершина айсберга, огромное количество проблем отлавливается без того, чтобы прославиться в каком-нибудь отчете. И только сложные, вынужденно медленные и громоздкие процессы защищают от того, чтобы ракеты и зонды не рассыпались еще по дороге на старт. И «новые частники» не являются панацеей — с ростом сложности их задач им придется внедрять аналогичные подходы.
Автор: Филипп Терехов
