Часть документа с общей оценкой и состоянием программы.
Для понимания методики расчета стоимости места на коммерческом пилотируемом корабле. Часть по оценке рисков и рекомендациям отсутствует.

………

ВВЕДЕНИЕ

За последние два десятилетия было совершено 85 полетов на Международную космическую Станцию (МКС или Станция). На МКС побывало 239 астронавтов доставленных на космическом «Шаттле» НАСА или кораблями «Союз» Роскосмоса. С момента окончания программы «Спейс шаттл» в 2011 году корабль «Союз» остался единственным средством доставки астронавтов на МКС и возвращения обратно на Землю. По состоянию на июль 2019 года НАСА приобрела 70 мест на «Союз» на сумму 3,9 млрд. долл. Это обеспечило США полеты 70-ти американских астронавтов и их партнеров на Станцию и обратно.

При планировании пилотируемого исследования космоса после закрытия программы «Шаттла» НАСА перешло от традиционного подхода к работе с частными аэрокосмические компании по созданию ракет-носителей и кораблей передаваемых в полное владение и управление правительством (например, корабли «Аполлон» и «Спейс Шаттл») к коммерческим контрактам, по которым НАСА платит частным компаниям фиксированную цену для разработки ракета-носителей и пилотируемых кораблей для совершения полетов к МКС, которые покупаются как услуга. Так же, как частные компании в настоящее время предоставляют услуги по доставке грузов на МКС по контрактам с фиксированной ценой. В 2010 году НАСА заключило соглашения с аэрокосмическими компаниями США по разработке коммерческих технологий и пилотируемых кораблей с целью обеспечения безопасности, надежности, и экономически эффективных полетов людей на МКС и возвращения обратно. Так как реализация таких проектов не ожидалась ранее 2015 года, НАСА планировало купить места на кораблях «Союз» для поддержания американской пилотируемой программы МКС в необходимо количестве до начала полетов коммерческих пилотируемых кораблей (1).

Программа Коммерческого Экипажа НАСА должна стимулировать коммерческий рынок пилотируемых космических полетов на низкую околоземную орбиту. По состоянию на август 2019 года НАСА выделило примерно 5,5 млрд долларов из 8,5 млрд долларов, запланированных на эту программу. Тем не менее, программа реализуется с задержками в несколько лет относительно запланированного срока начала полетов. После 5 лет разработки по контрактам с фиксированной ценой, два подрядчика: компания Боинг (Boeing) и Space Exploration Technologies Корпорация (SpaceX) работают над выполнением своих первых демонстрационных полетов с экипажем и дальнейшей целью выполнения до 12 оперативных миссий в интересах НАСА. Планируется, что они обеспечат доступ на МКС как минимум 48 астронавтов в период до 2024 года. Однако оба подрядчика сталкиваются с различными техническими проблемами и проблемами безопасности, которые необходимо решить прежде чем начнутся полеты экипажей на МКС.

Учитывая стоимость и важность коммерческой программы пилотируемых полетов, наш аудит проводится с целью оценить программу. В частности, мы рассмотрели задержки графика работ для подрядчиков, МКС, а также ценообразование и стратегии НАСА. См. Приложение A для методологии.

Общая ситуация

В 2004 году президент Джордж Буш объявил о новой концепции космических исследований, которая, среди прочего, включала предложения НАСА для обеспечения доступа к МКС и низкой околоземной орбите для экипажей и грузов транспортными средствами коммерческих партнеров. Конгресс впоследствии принял NASA Authorization Act 2005 года, поручив Агентству заключить соглашения с американскими компаниями на проведение исследований и разработок пилотируемых и грузовых кораблей (2). В ответ на этот закон НАСА создало Commercial Crew and Cargo Program Office 2005 году, а затем создало Commercial Crew Program (CCP) office в 2011 году. Дирекция CCP (HEOMD) разделена между космическими центрами Кеннеди и Джонсона и имеет около 360 штатных руководителей, государственных служащих, инженеров и вспомогательный персонал.

В течение более 20 лет МКС служила лабораторией, обсерваторией и фабрикой на низкой околоземной орбите Земли, предоставляя людям возможность жить и работать в космосе. Размером с почти футбольное поле в длину МКС весит почти миллион фунтов и состоит из двух отдельных сегментов: российского сегмента управляемого Роскосмосом и американского орбитального сегмента (USOS) эксплуатируемого НАСА и его международными партнерами: Canadian Space Agency, European Space Agency, Japan Aerospace Exploration Agency. НАСА ежегодно тратит от 3 до 4 миллиардов долларов на МКС, или около половины годового бюджета программы пилотируемых полетов в космос, включая платежи за перевозку людей и грузов.

Для эксплуатации станции и проведения исследований НАСА и его партнеры поддерживали сменяемые команды из трех-четырех астронавтов на американском сегменте USOS, в то время как Роскосмос поддерживал два-три космонавта на российском сегменте. Члены экипажа USOS обычно работают на МКС примерно 5 месяцев, чтобы ограничить негативное влияние длительного пребывания в условиях невесомости на здоровье. Тем не менее, два астронавта оставались на станции в течение года, чтобы изучить последствия для здоровья условий длительного полета. Имея цели возвращения на Луну и, в конечном итоге, полета на Марс, МКС играет ключевую роль в понимании и снижении рисков для здоровья астронавтов и эксплуатационных характеристик оборудования необходимого для длительного космического полета, а также отработка технологии тестирования, необходимых для таких путешествий.

Полеты кораблей «Союз» к МКС

Корабль Роскосмоса «Союз» доставляет экипажи на МКС с ноября 2000 года. Первоначально разработанный для полетов космонавтов на Луну, «Союз» способен перевозить троих членов экипажа. Каждый «Союз» сертифицирован на стыковку с МКС и нахождении в ее составе не более 200 дней (3). В настоящее время Роскосмос обеспечивает единственную возможность для пролетов астронавтов на МКС. По крайней мере, один «Союз» всегда пристыкован к Станции на случай экстренной эвакуации, но обычно пристыкованы два корабля, чтобы до шести космонавтов работали на станции. С 2006 года НАСА приобрело 70 мест стоимостью примерно 3,9 млрд. $ США, включая 5 мест, купленных через Boeing за 373,5 млн. $ США (4). В целом НАСА заплатило среднюю цену за одно место в размере 55,4 млн. $ США для 70 завершенных и запланированных миссий с 2006 по 2020 с ценами от 21,3 до 86 миллионов долларов за каждый полет туда и обратно. После 2017 года, когда частные подрядчики планировали начать пилотируемые полеты, НАСА использовало или заключило контракт на 12 дополнительных мест в «Союзе», стоимостью около 1 миллиарда долларов, или в среднем 79,7 миллиона долларов за место.

Рисунок 1. Средняя стоимость одного места «Союза» в год, которое использовало или будет использовать НАСА.

Начало полетов коммерческих пилотируемых кораблей приведет к снижению потребности в полетах корабля «Союз». Начиная с января 2020 года Роскосмос планирует сократить полеты «Союз» с двух пересекающихся полетов до одного полета каждые 6 месяцев, уменьшая экипаж на борту МКС с шести до трех, если предположить, что с апреля 2020 года в США не будут начаты полеты коммерческих пилотируемых кораблей. Если коммерческие пилотируемые корабли начнут полеты в 2020 году, МКС может постоянно поддерживать численность экипажа, по меньшей мере, в семь членов. К Станции будут постоянно пристыкованы корабль «Союз» и один из коммерческих кораблей. Однако, если коммерческие рейсы Чиновники МКС предупредили, что полеты "Союз" для доставить команду США или партнера на станцию. НАСА и Роскосмос продолжают изучать возможность безопасного продления нахождения корабля «Союз» на Станции за пределы максимума в 200 дней.

Таблица 1. Запланированное расписание полетов космического корабля "Союз" и коммерческого транспорта, а также прогнозируемое количество членов экипажа на станции. Сентябрь 2019 г.

Примечание: красные ячейки указывают на сценарии, которые представляют риск для операций МКС из-за сокращения экипажа, желтые ячейки указывают на штатные операции, а зеленые ячейки на оптимальные условия, основанные на текущих возможностях МКС.

НАСА пока не определило, будет ли четвертое место на борту американских коммерческих кораблей предоставлено члену USOS или Роскосмосу.

Контракты на коммерческие пилотируемые корабли

После первоначального привлечения восьми компаний к разработке технологий, подсистем изучения возможности полетов по Space Act Agreements, в 2014 году НАСА выбрало коммерческие компании для заключения контрактов с фиксированной ценой. По программе Commercial Crew Transportation Capability (CCtCap) заключаются контракты с Boeing и SpaceX на выполнение космических полетов, разработку и проведение демонстрационных миссий на МКС (5). Контракты CCtCap устанавливают фиксированные цены на опытно-конструкторские работы и испытательные полеты, полеты экипажей на МКС и дополнительные исследования. По состоянию на май 2019 года Контракты Boeing и SpaceX были оценены в 4,3 млрд долларов и 2,5 млрд долларов соответственно. Из этих сумм, затраты на разработку и испытательные полеты составили 2,2 миллиарда долларов для Boing и 1,2 миллиарда долларов для SpaceX. Для пилотируемых полетов на МКС НАСА присудило каждому подрядчику шесть рейсов на МКС и обратно. Предполагая четырех астронавтов в полете и, используя общедоступную информацию, предполагаемую среднюю стоимость за место - около 90 миллионов долларов для Boing и около 55 миллионов для SpaceX, потенциально обеспечивая экономию затрат по сравнению с текущими ценами на «Союз» (6). Кроме того, каждый контракт включает до 150 миллионов долларов США для дополнительных исследований по требованию НАСА, таких как дополнительные испытания парашютов на возвращаемых капсулах. По состоянию на май 2019 года Boeing было выплачено 32 миллиона долларов, а SpaceX - 49 миллионов долларов за дополнительные исследования. Хотя контракты имеют твердую фиксированную цену, изменения в требованиях, технические недостатки, или задержки в графике могут привести к справедливым корректировкам бюджета (7). Приложение А описывает общее финансирование коммерческая деятельность экипажа в период с 2010 по 2024 год.

Ценообразование миссии экипажа определяется таблицей цен в каждом контракте, которая определяет цены на основе того, когда и сколько миссий заказано. В контрактах также указывается время, необходимое для подготовки миссии к запуску. Оно составляет 32 месяца для Boing и 24 месяца для SpaceX. Когда контракты CCtCap были заключены в 2014 году, цены на миссии изначально были основаны на календарный год на который планировался рейс. Но во время обсуждения в 2016 году о планировании заказов для третьей-шестой миссии, оба подрядчика выразили обеспокоенность по поводу неопределенности текстовой формулировки в контракте, по которому НАСА может заказывать миссии, не предоставляя разрешение на обработку (ATP), формальной процедуры необходимой для начала промежуточных платежей. НАСА изменило оба контракта на установление расценок для каждой миссии на основе календарного года, по которому снимаются опасения подрядчиков по своевременным платежам (8). Это изменение контракта позволило НАСА заказать будущие миссии в декабре 2016 года при использовании ценообразования на основе прогноза на следующие годы. НАСА платит каждому подрядчику фиксированную цену, используя промежуточные платежи за ключевые этапы, такие как готовность корабля, запуск и успешная миссия. За каждую миссию НАСА платит до 75 процентов общей стоимости миссии до момента запуска. Контракт CCtCap запрещает платежи для следующих миссий, если подрядчик не смог продемонстрировать свои возможности, выполнив этап разработки, называемый «Обзор сертификации МКС». Это ограничение, например, запретило Boeing и SpaceX получать платежи в 2016 году за третьи-шестые миссии до тех пор, пока не будет завершен этап рассмотрения проекта сертификации МКС (10).

Коммерческие носители для пилотируемых кораблей

После завершения тестовых полетов и до выполнения регулярных полетов на МКС коммерческие ракеты-носители Boeing и SpaceX должны быть сертифицированы НАСА. Boeing планирует использовать Launch Complex 41 ВВС США на мысе Канаверал во Флориде для запуска ракеты Atlas V и выведения своего космического пилотируемого корабля Crew Space Transportation-100 Starliner (Starliner) на околоземную орбиту, где космический корабль будет состыкован с МКС (11). Хотя «Атлас V» имеет долгую историю успешных полетов, он никогда не использовался для полета человека в космос. Корабль Starliner - это новый и ранее не летавший пилотируемый космический корабль.

SpaceX будет использовать Space Shuttle launch Pad 39A в космическом центре Кеннеди, чтобы запустить модернизированную ракету Falcon 9 с космическим кораблем Dragon 2 для доставки астронавтов на МКС. Для пилотируемых миссий НАСА должно будет включить обновленный Falcon 9 в процесс сертификации. Ракета с 2010 года успешно запустила космические грузовые корабли SpaceX во время 17 миссий по доставке грузов на МКС. В течение этого периода SpaceX имела одну аварию при запуске. Последние две грузовых миссии по первому контракту будут выполнены в конце 2019 года и в начале 2020 года на грузовом корабле Dragon 1. Начиная с 21-го года грузовые полеты на МКС, запланированные с середины 2020 года SpaceX планирует осуществлять на грузовой конфигурации корабля Dragon 2.

Рисунок 2. Сводка по каждой транспортной системе пилотируемых миссий.

OIG НАСА оценило приблизительную среднюю стоимость на место в корабле, предполагая, что в одном космическом корабле находится четыре астронавта, и публично доступную информацию. Используемая здесь методология аналогична сноске (6) настоящего доклада.

Сноски:

1. В связи с тем, что Программа Коммерческого Экипажа получала меньше финансирования, чем было запрошено в период с 2011 по 2013 финансовый год, операционная дата начала полетов была позже скорректирована до середины 2017 года.
2. NASA Authorization Act of 2005, Pub. L. No. 109-155, § 502, 119 Stat. 2895-2945 (2005).
3. Корабль «Союз» ограничен 200-дневными миссиями в составе МКС из-за продление нескольких миссий «Союз» на 200 с лишним дней в зависимости от выполнения расстыковки в определенном положении.
4. В феврале 2017 года НАСА приобрело у Боинга два места в Союзе, а затем три дополнительных места за 373,5 млн. $ США или 74,7 миллиона долларов за место. Boeing имел право продать места в результате расчетов с РКК «Энергия», компании, которая строит космический корабль «Союз» для Роскосмоса, из-за неудачного партнерства по «Морскому старту».
5. Административный закон 1958 года, устанавливающий ряд юридически обязательных обязательств между НАСА и партнером для достижения поставленной цели без навязывания обширного перечня требований, обычно встречающихся в большинстве правительственных контрактов. С 2006 года НАСА предоставило соглашения о космическом акте на сумму 1,5 млрд. Долл. США следующим восьми компаниям: Alliant Techsystems Inc.; Blue Origin, LLC; Boeing; Excalibur Almaz, Inc.; Paragon Space Development Corporation; Sierra Nevada Corporation; SpaceX; and United Launch Alliance.
6. Средняя стоимость одного места рассчитывалась на основе общей стоимости контракта с вычитанием тестового и демонстрационного полета. Использованы открытые финансовые отчеты и планы бюджетов на 2020 год, чтобы определить общую стоимость миссии для каждого подрядчика. Это число было получено из доступной информации и является усредненным, а не точными расходами.
7. При справедливой корректировке любая из сторон может получить компенсацию за изменения вне согласованных требований, цен, или графиков. Для контрактов CCtCap, пункт H.20 диктует процесс справедливых корректировок в связи с изменениями графика для заданий.
8. Например, в соответствии с предыдущим контрактом НАСА может заказать до четырех миссий в год для получения скидок, без начала платежей, пока не будут определены сроки выполнения задания. Таким образом корректировки в контрактной цене могут быть установлены на заказанный год, хотя миссии могут быть запланированы на несколько лет в будущем. При этом Агентство не обязано начинать платежи.
9. Процесс подготовки к летным испытаниям, проведенный до первого демонстрационного полета с экипажем на низкую околоземную орбиту, включает ISS Design Certification Review завершенных этапов сертификации подрядчика и готовности к летным испытаниям. Чтобы завершить этап и получить оплату, каждый подрядчик должен продемонстрировать, что его корабль, транспортная система и операции с ними соответствуют всем требованиям; продемонстрировать график выполнения работ; и оценить безопасность, технические, стоимостные и плановые риски.
10. Запрет платежей до завершения рассмотрения проекта сертификации МКС был отменен для третьей миссии в 2018. Чиновник НАСА заявил, что это ограничение было введено в ответ на отчет OIG НАСА 2013 года, изучивший выполнение грузовых контрактов и критикующие Агентство за крупные платежи до того, как подрядчики продемонстрировали возможности по доставку грузов. НАСА OIG, Commercial Resupply Contracts (IG-13-016, June 13, 2013).г.).
11. Ракета Atlas V была разработана United Launch Alliance, совместным предприятием Boeing и Lockheed Martin.

Приложение А.

Мы проводили этот аудит с февраля 2019 года по ноябрь 2019 года в соответствии с принятые государственные стандартами аудита. Эти стандарты требуют, чтобы мы при планировании и проведения аудита получили достаточные и надлежащие доказательства, чтобы обеспечить разумную основу для наших выводов и заключений. Мы считаем, что полученные доказательства дают разумную основу для наших выводов и заключений исходя из целей нашего аудита.

Общая цель этого аудита состояла в том, чтобы оценить пилотируемые программы и программа МКС с упором на Boing, SpaceX и космические полеты «Союз». Мы также оценили график пилотируемых полетов, обеспечение доступа к Станция и таблицы цен контракта CCtCap. Кроме того, мы рассмотрели технические риски и сделали предложения, поскольку они связаны с общей целью. Мы также взяли интервью у сотрудников HEOMD, CCP, по прогрессу в обеспечении постоянного и безопасного доступа экипажей к МКС. Мы рассмотрели соответствующие законы, правила и политики, чтобы определить установленные правила и проблемы сотрудничества CCP. Мы рассмотрели требования НАСА и критерии для CCP…

Приложение В.

С 2010 года программа CCP прошла несколько этапов развития, при этом НАСА финансировало и планирует финансировать мероприятия по развитию коммерческих возможностей пилотируемых полетов для восьми компании на общую сумму 8,5 миллиардов долларов.

Раунд 1. Коммерческий экипаж — (CCDev1). Изучение коммерческой возможности перевозки экипажа началась в феврале 2010 года, когда Агентство выделило в общей сложности 50 миллионов долларов в рамках Соглашения о космическом акте которые получили пять компаний Blue Origin, Boeing, Корпорация Развития Космоса Paragon, Корпорация Сьерра-Невада (Сьерра-Невада), и United Launch Alliance для финансирования исследований и разработки ключевых технологий и систем.

Раунд 2. Коммерческий экипаж — (CCDev2). Начиная с апреля 2011 года НАСА финансирует по дополнительным соглашениям на сумму 316 миллионов долларов США четыре компании: Blue Origin, Boeing, Сьерра-Невада и SpaceX для продолжения разработки своих систем космических пилотируемых полетов. НАСА также заключило необеспеченные соглашения с тремя другими компаниями: Alliant Techsystems, Excalibur Almaz Inc. и United Launch Alliance которые предоставят техническую помощь в разработке концепции космического транспорта.

Раунд 3. Интегрированные возможности коммерческого экипажа — (CCiCap). НАСА в августе 2012 года выделило Boeing, Сьерра-Невада и SpaceX в общей сложности $ 1,168 млрд. Для продолжения разработки и критического анализа проекта для каждого подрядчика при подготовке к предстоящим контрактам на перевозку экипажей МКС.

Раунд 4. Договор о сертификации продукции — (CPC). Агентство присудило в декабре 2012 года в общей сложности 30 миллионов долларов Boeing, Sierra Nevada, и SpaceX через CPC, чтобы выполнить сертификацию для каждого подрядчика.

Раунд 5. Коммерческая возможность перевозки экипажа — (CCtCap). В сентябре 2014 года НАСА для завершения разработки Boeing и SpaceX заключило контракты с фиксированной ценой на сумму 6,9 млрд.$ на выполнение коммерческих пилотируемых полетов астронавтов на МКС и обратно на 12 миссий к 2024 году.

Рисунок 8. История финансирования разработки коммерческой пилотируемой программы для Boeing, SpaceX и Sierra. Общие суммы.

Оригинал:
https://oig.nasa.gov/docs/IG-20-005.pdf

P.S. Мое понимание ситуации с затратами американского бюджета на программу частных пилотируемых кораблей: первая картинка — сделана до публикации аудита НАСА, вторая картинка по данным аудита НАСА (еще хуже — средняя стоимость одного места по этой программе 177 млн $ США). Сделал сравнение с альтернативой покупки мест (48) у русских — разница в 2 раза!