Защо СпейсЕкс победи Боинг в пилотираната космическа надпревара? Вече знаем!

[SAlexandrov]

Защо СпейсЕкс победи Боинг в пилотираната космическа надпревара? Вече знаем!

Image credit : The Angry Astronaut

7 май 2024 г. 16:55 ч.

Светослав Александров. Всички знаем какво се случи: през 2014 г. НАСА избра СпейсЕкс и Боинг да построят нови пилотирани космически кораби, за да могат САЩ да извозват астронавти до МКС независимо от Русия. Боинг получиха лъвския пай от $4.2 милиарда. СпейсЕкс получиха само $2.6 милиарда. И въпреки това СпейсЕкс успешно построиха пилотирания кораб “Крю Драгън”, който от 2020 г. досега вози безпроблемно астронавти до орбита и обратно. Към днешна дата Боинг не са изстреляли нито един човек в космоса.

Но това, че знаем какво се случи, не обяснява защо се случи. Защо всъщност Боинг загуби комерсиалната космическа надпревара?

През последните месеци журналистът Ерик Бъргър от Арс Текника търсеше контакт със служители на Боинг, настоящи и бивши, за да се изясни каква е картината зад провала на “Старлайнър”. На 5-ти май материалът бе официално публикуван.

“Когато договорите бяха връчени”, пише Бъргър, “СпейсЕкс разполагаше с предимството да работи с НАСА за разработването на товарния кораб “Драгън”, който до 2014 г. вече извозваше провизии до МКС. Но фирмата нямаше никакъв опит с пилотирани полети. Обратното, Боинг имаше десетилетен такъв опит, но трябваше да започне от нулата със Старлайнър. Също така всяка от фирмите се бе сблъскала с културни предизвикателства. Преди десетилетие СпейсЕкс работиха задълбочено по няколко големи проекта, включително по създаването на нова версия ракета “Фалкън 9”, която да може да лети по-често, експериментираха с кацания и възвръщаемост, и провеждаха товарни мисии. Новият договор означаваше за тях повече пари, но и повече работа. Инженер от НАСА, който работеше със СпейсЕкс и Боинг по това време, си спомня, че когато посещаваше СпейсЕкс, атмосферата бе като в обезумяло висше училище, където всеки работник дърпаше в различни посоки. Да могат да бъдат накарани инженерите да се фокусират върху “Крю Драгън” бе трудно”.

Въпреки всичко това бе нормалната среда за СпейсЕкс. Боинг никога не бяха печелили договор за фиксирана сума. Те бяха свикнали да работят на договори от типа “разходи плюс”, при които всички преразходи се пишат за сметка на правителството. Преразходите и забавянията не бяха проблем на Боинг, а на НАСА. Тъй че Боинг трябваше да се раздели с този начин на мислене и да създаде пилотиран космически кораб за твърда, ограничена сума.

Но тази среда се оказа прекалено непонятна за Боинг. Що се касае до скъпоструващи космически проекти, фирмата бе свикнала да харчи чужди пари. Но сега всеки цент, похарчен за “Старлайнър”, означаваше цент по-малко печалби (или повече загуби). Ето защо Боинг разпредели по-малко ресурси за “Старлайнър”, отколкото програмата имаше нужда.

“Различията между културите на двете фирми, дизайнерските философии и структурите, които вземат решенията, бяха причината СпейсЕкс да се справи отлично в среда на договори за фиксирана сума, докато Боинг се препъна, независимо че получи повече пари”, съобщава бившата зам. администраторка на НАСА Лори Гарвър.

Така финансовият натиск върху Боинг бе много голям още в самото начало. В същото време фирмата се сблъска със сериозни технически трудности. Създаването на нов пилотиран космически кораб е много мъчна задача. Най-големите предизвикателства се оказаха софтуерът и горивните системи.

Интересен факт е, че Боинг нямаше единен екип за създаването на софтуера на “Старлайнър”. Имаше два екипа – единият се намираше в центъра Кенеди (в щата Флорида) и той бе отговорен по създаването на програмното оборудване за наземните системи. Другият бе в центъра Джонсън (в Тексас) и той бе отговорен по създаването на този софтуер, нужен за полета. Но екипите нямаха доверие един на друг. Комуникациите бяха ограничени. Екипът във Флорида започна да подозира, че този в Тексас изостава в работата си, но не си го признава.

Когато се работи по договор за фиксирана сума, на компанията се плаща само когато бъдат изпълнени определени стъпки. Завършил си обзор на софтуера? Плащат ти. Доказал си пред НАСА, че може да построиш компонент? Плащат ти. Този тип договорна структура служи като стимул на мениджърите да достигат целите.

Проблемът е, че компанията може да изпълни някакъв формален критерий, за да си прибере парите, но реално нужната работа да не е свършена. Това прилича на ученици, които си преписват домашното през срока. Те имат високи оценки, но не са положили усилия да учат, за да разберат материала. Накрая това се разкрива по време на последния изпит. По същия начин Боинг натрупаха несвършена работа, която трябваше да се довърши в последните етапи.

По отношение на софтуерните екипи, финалният изпит за тях бе дебютният безпилотен полет на “Старлайнър” през декември 2019 година. Сигурно си спомняте, че часовникът сбърка бордовото време с цели 11 часа. Като резултат корабът не запали своевременно двигателите си, за да достигне орбита, а когато те бяха запалени, беше похабено голямо количество гориво и “Старлайнър” не успя да се скачи с МКС. Впоследствие, няколко часа преди завръщането на кораба на Земята, се оказа, че има нова софтуерна грешка, която щеше да доведе до сблъскването на служебния модул с командния модул.

Няколко месеца по-късно вицепрецидентът по пилотирани космичеки полети на фирмата Джон Мълхоланд призна, че Боинг не са изпълнили цялостно софтуерно изпитание от начало до край, колкото би продължила цялата мисия. Вместо това изпитанията са били накъсани на части. Т.е. имало е изпитание от изстрелването на кораба до разделянето на ракетата, след това отделно изпитание от разделянето до скачването и т.н… Ако обаче е било изпълнено цялостно изпитание, проблемът е щял да бъде хванат още на Земята. Ерик Бъргър съобщава, че някои от хората, които е интервюирал, са си мислили, че е трябвало да притиснат Боинг за такъв тип тест, но не са го направили заради усещането, че Боинг са по-добри от СпейсЕкс.

Ето как Боинг формално изпълниха критериите по време на софтуерната разработка, за да си получат парите, но се провалиха на последния изпит. Като резултат те трябваше да идат на поправителен, като изстрелят втори безпилотен кораб за своя сметка. Това бе катастрофално за финансовото състояние на компанията.

Боинг се сблъскаха с проблеми и при създаването на горивната система. Когато СпейсЕкс проектираха двигателите “Драко” и “СуперДрако” за кораба “Дрю Драгън”, това бе осъществено вътрешно, в самата фирма. Този подход носи названието “вертикална интеграция”. Боинг решиха да се доверят на традиционния подход в космонавтиката, при който задачата се поверява на поддоставчик с опит – в случая на фирмата Аероджет Рокетдайн. Аероджет Рокетдайн пък си имат свои собствени поддоставчици.

Вертикалната интеграция е основната отличителна черта между съвременните фирми като СпейсЕкс и традиционните като Боинг. Тези нови фирми си създават сами компонентите по-бързо, по-евтино и по-ефективно. Най-важното: всички са в един екип и работят заедно в една посока.

Когато обаче се разчита на поддоставчик, процедурата е много по-тромава. Журналистът Бъргър дава следния пример: представете си, че сте инженер в Рокетдайн, който работи по горивната система. Като такъв трябва да създадете някаква джаджа, който се свърза със служебния модул. За тази цел трябва да получите информация какви са лимитите при натоварванията на модула. Това изисква съвместна работа с инженер на Боинг и директор по снабдяването. След това инженерите на Рокетдайн трябва да сверят получената информация. После ти правиш дизайн на възпросната джаджа. След това някой друг трябва да ѝ направи структурен анализ. После трябва да изпълниш процедура по снабдяването, за да купиш материали, след това трябва да се обърнеш към системен интегратор и инженер, които от своя страна да намерят поддоставчик, който да построи джаджата”.

Резултатът от всичко това е, че цяла дузина различни служители, работещи в различни департменти, част от различни компании, са имали досег с тази джаджа. Това забавя и оскъпява процеса. По-лошо: никой не притежава усещане, че процесът е негов. А сега си представете, че сте инженер в модерна компания като СпейсЕкс и трябва да създадете същия прибор. Съобразно философията на вертикалната интеграция, вие просто го проектирате и пишете поръчка, за да закупите нужните за това материали.

“Когато си инженер, от теб се очаква да решаваш трудни проблеми, но структурната неефективност много силно ни затрудняваше”, признава един от хората, интервюирани анонимно от Бъргър.

Но най-лошото е, че работните отношения между Рокетдайн и Боинг са били силно влошени.

През юни 2018 г. кораб “Старлайнър” претърпя аномалия по време на огнево изпитание на двигателите му за аварийно спасяване. Двигателите се запалиха по план, но само четири от осемте горивни клапани се затвориха в края на теста. Близо два тона отровно хидразиново гориво се изляха на площадката. Слава Богу нямаше експлозия, но все пак огромен пожар обгърна изпитателното оборудване. Причината за аномалията бе, поне отчасти, лоша комуникация между Боинг и Рокетдайн.

“Боинг и Рокетдайн малко или много се мразеха”, признава техник, участвал в злополучното изпитание. “Всеки бе минал в отбранителен режим още преди това да се случи. Беше класифицирано като риск, но двете страни не говореха открито и честно за това”.

Но защо съществува такава неприязън? Според някои източници, след като Боинг избрали Рокетдайн, те поискали някакви промени в някакви системни спецификации. От Рокетдайн съответно поискали такса за промяна на поръчката, каквато е практиката при правителствените договори. Това ядосало Боинг, които са си мислили, че имат в лицето на Рокетдайн равностоен партньор, но Рокетдайн са се възприемали като поддоставчик. Като резултат Боинг и Рокетдайн са се окопали и не са работили съвместно към създаването на по-качествена горивна система.

Боинг не съобщили изобщо за инцидента след случването му. Астронавтите, назначени да летят със “Старлайнър”, също не били информирани. Ние, космическите фенове, научихме за аномалията месец по-късно след репортаж на Арс Текника.

Влошените отношения между Боинг и Рокетдайн излязоха наяве през лятото на 2021 г., когато, преди втория изпитателен полет на “Старлайнър” в безпилотен режим, обратното броене бе прекратено буквално часове преди старта заради неработещи клапани на горивната система. Тогава Боинг заяви, че работи заедно с партньорите си, включително Аероджет Рокетдайн, за да установи причината за повредата. Така все едно Боинг бутна поддоставчика си под влака.

В програмно отношение, проектирането на “Старлайнър” също така съвпадна с много лош период в историята на Боинг. Това се случи на фона на сериозни проблеми с авиационния бизнес на фирмата, в частност двете трагични катастрофи през 2018 и 2019 г., свързани с новия самолет “737 МАХ 8”, при които загинаха над 346 души. Институционните слабости на Боинг са добре описани в книгата Flying Blind на Питър Робинсън. Робинсън е наблюдавал Боинг по времето на сливането с МакДонъл Дъглас преди четвърт век и е описал много от процесите, настъпили след този ход – в това число приоритизирането на печалбите спрямо научно-изследователските разработки, наемане на хора на ръководни позиции от МакДонъл Дъглас, въобще замяната на ръководителите-инженери с обикновени мениджъри.

Замразяването на полетите на “737 МАХ”, изплащането на обезщетенията на семействата на жертвите, доведоха до финансови загуби, възлизащи на $20 милиарда. Това се случи точно когато Боинг трябваше да довършат “Старлайнър”.

И накрая, разбира се, настъпи пандемията от ковид през 2020 година. Тя ускори пенсионирането на инженери с опит, които преди са работили по совалковата програма на НАСА. Така имаме два фактора едновременно: най-добрите специалисти от Боинг са принудени да работят върху проблемите със самолетите, а опитните космически лица биват пенсионирани.

През 2023 г. изпълнителният директор на Боинг съобщи, че космическият отдел на фирмата вече няма да се съревновава за проекти, които се изпълняват съобразно фиксирана сума. Това вероятно ще е краят на Боинг като космическа компания – НАСА постепенно преминава към работа само на този принцип, като през 2022 г. администраторът Бил Нелсън описа договорите “разходи плюс” с израза “чума за агенцията”. В бъдеще ще има нови фирми, които работят за по-малко пари и вършат повече работа за по-кратко време.

Що се касае до “Старлайнър”, както коментира журналистът Бъргър, предстоящото изстрелване на кораба с екипаж вероятно трябва да бъде отпразнувано. Не защото Боинг загубиха съревнованието срещу млада фирма като СпейсЕкс, а защото “Старлайнър” изобщо бе построен, което, на фона на гореспоменатите проблеми представлява истинско чудо.

https://cosmos.1.bg/space/2024/05/07/spacex-vs-boeing/