Wie wil de Shuttle?

In opdracht van de nasa onderzocht het Amerikaanse onderzoeksinstituut rand de mogelijkheden om de Space Shuttle naar het bedrijfsleven over te hevelen. Maar dat was vóór de ramp met de Columbia.

Hoe moet het verder met de Space Shuttle? Dinsdag in Houston, tijdens de herdenkingsbijeenkomst voor de zeven verongelukte Columbia-astronauten in het Johnson Space Center van de NASA, benadrukte president Bush andermaal dat de ``verovering van de ruimte'' zou doorgaan. In sterk religieus getinte bewoordingen sprak hij van een ``verlangen dat geschreven staat in het hart van de mens''. ``We vormen dat deel van de schepping dat de schepping in zijn geheel wil doorgronden'', aldus Bush. ``We zoeken de beste mensen die we hebben, sturen ze nog niet verkende duisternis binnen en bidden dat ze veilig terugkeren.''

De rol van de Space Shuttle in deze verkenning is, ruim twintig jaar na de eerste vlucht, vooral die van ruimteveer naar het internationale ruimtestation ISS. Alleen de Shuttle krijgt de zwaardere ISS-onderdelen voor dat station omhoog en is in staat het station met een relatief hoge frequentie te bezoeken en bemanningen af te zetten of op te pikken. Tegelijk heeft het Shuttle-programma sinds 1990, net als de rest van NASA, flink geleden onder bezuinigingen. Het budget daalde met 40 procent – de deze week door Bush toegezegde extra 500 miljoen dollar brengt daarin weinig verandering. Gevolg: aanzienlijk minder vluchten dan gepland en een gekortwiekt ruimtestation.

Kort voor de ramp met de Columbia kwam het Amerikaanse onderzoeksinstituut annex think tank RAND met een doorwrocht rapport over de toekomst van de Space Shuttle: Alternate Trajectories; Options for Competitive Sourcing of the Space Shuttle Program. Kern van het advies is dat de NASA er goed aan zou doen zich terug te trekken op research & development-activiteiten op het gebied van ruimtevaart. Het beheer van de Space Shuttle zou grotendeels aan de markt moeten worden overgelaten. Dat lag oorspronkelijk ook in de bedoeling. Maar het exploderen van de Challenger in 1986 bracht de NASA ertoe de verantwoordelijkheid voor het Shuttle-programma juist naar zich toe te trekken. Plannen tot privatisering werden op de lange baan geschoven.

RAND beoordeelt de Space Shuttle als een `risicovol en complex systeem' dat niettemin technologisch en operationeel gezien `een toestand van relatieve stabiliteit' heeft bereikt. Het zou om een `robuust systeem' gaan dat mensen op betrouwbare wijze in een baan om de aarde weet te brengen. Sinds zaterdag klinkt dat wrang, zeker gezien de permanente problemen met de hittewerende tegeltjes op de buik van de Shuttle. Maar de RAND-analyse, uitgevoerd in opdracht van de NASA, blijft de moeite waard omdat deze het ruimteveer in een breed kader plaatst, een historisch overzicht van het Space Shuttle-project biedt en in zijn aanbevelingen de NASA tot een cultuuromslag uitnodigt.

compromis

Het idee van een herbruikbaar ruimtevaartuig stamt uit de begindagen van de ruimtevaart. Al in de jaren zestig en zeventig werden in Amerika plannen ontwikkeld die uiteindelijk tot de Space Shuttle zouden leiden. De Columbia, die op 12 april 1981 als eerste Shuttle een bemande vlucht uitvoerde, was, net als de Atlantis, de Enterprise en de Challenger (na de explosie van 1986 vervangen door de Endeavour), een compromis. Terwijl in de aanvankelijke opzet sprake was van een volledig herbruikbaar toestel, is de huidige praktijk dat de hardware (materiaal, onderhoud, brandstof, etc.) zo'n 44 procent van het jaarbudget van het Shuttle-programma opslokt. `Meer opkalefateren dan hergebruik', oordeelt RAND. Zo is de met vloeibare zuurstof en waterstof gevulde externe brandstoftank, die de drie hoofdmotoren van de Shuttle van 1,8 miljoen liter brandstof voorziet, niet herbruikbaar – de twee boosters met vaste stof zijn dat wel.

Bij de start van het Shuttle-programma rekende de NASA op 48 vluchten per jaar. Ze zouden satellieten op het gebied van wetenschap, communicatie en spionage in een baan om de aarde brengen, wetenschappelijke experimenten faciliteren (Spacelab, Spacehab, reparatie van de Hubble-ruimtetelescoop) en militaire activiteiten ontplooien. Buitenlandse opdrachtgevers waren welkom. Ook zou de Space Shuttle transporten uitvoeren voor een te bouwen NASA-ruimtestation. Fraaie plannen, maar de praktijk bleek weerbarstig. Weliswaar had de Shuttle vanaf vlucht 2 lading in zijn vrachtruim, maar het idee dat in vijf missies voldoende routine viel op te bouwen om de zaak met een gerust hart over te dragen aan contractors, getuigde van groot optimisme. Tal van kinderziektes vroegen om een oplossing en het vertrouwen in de Shuttle groeide traag – om in 1986 met het exploderen van de Challenger een geweldige knauw op te lopen.

Altijd heeft de NASA het leeuwendeel van de werkzaamheden aan de Shuttles uitbesteed aan bedrijven buiten de deur – dit jaar gaat het om 3,2 miljard dollar op een totaalbudget van 3,8 miljard. Binnen NASA verdienen enkele duizenden mensen hun brood met de Shuttle, erbuiten zo'n 20.000. Koploper van deze outsourcing is een consortium van Lockheed Martin en Boeing: 1,5 miljard. Maar het plan om deze bedrijven de verantwoordelijkheid voor het Shuttle-programma toe te spelen trok de NASA schielijk in zodra bleek dat het vliegen met het ruimteveer complexer was dan gedacht. Na de ramp met de Challenger verdween het plan van tafel.

De 48 Shuttlevluchten bleken hoog gegrepen. Toen de Columbia in 1981 zijn eerste reis begon, was de frequentie al bijgesteld tot 12 à 14 per jaar. Maar ook dat getal is nooit gehaald: 1985 is met 9 vluchten koploper. Zonder een boost in de vraag naar Shuttlevluchten zal het aantal de eerstkomende jaren op 4 à 6 blijven liggen – consequenties van de ramp met de Columbia (volgens RAND ook vóór zaterdag de Shuttle met de slechtste staat van dienst) daargelaten. Zodra de opbouw van het internationale ruimtestation is voltooid – gepland voor 2006, maar die datum zal ongetwijfeld niet worden gehaald – komt de vraag naar Shuttlevluchten nog meer onder druk.

kwetsbaarheid

De ramp met de Challenger, veroorzaakt door het lekken van heet gas door een defecte O-ring (de verbinding tussen twee tegen elkaar klemmende stukken pijp), hield de overige Shuttles een kleine drie jaar aan de grond. Een nieuw ontwerp van het falende onderdeel en aangescherpte procedures moesten de veiligheid verzekeren en najaar 1988 pakte de Discovery de draad weer op. Maar intussen was de vraag naar Shuttlevluchten ingezakt. Potentiële klanten, afgeschrikt door het gat van drie jaar, extra eisen aan de lading en de gebleken kwetsbaarheid van de Shuttle, kozen voor een concurrerende lanceerder, zoals de Ariane-draagraket uit Europa. Maar de grootste aanslag op de orderportefeuille was het weglopen van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Dat heeft nu zijn kaarten gezet op de pas ontwikkelde Delta 4 en Atlas 5-raketten.

Met een budget van 3,8 miljard dollar voor 2003 is de Space Shuttle met voorsprong NASA's grootste kostenpost (op een totaal budget van 15 miljard). Bijna de helft van het NASA-budget gaat naar bemande ruimtevaart: Space Shuttle en het internationale ruimtestation ISS. `Space science' krijgt 3,5 miljard; biomedisch, fysisch en aardonderzoek 2,5 miljard en ruimtevaarttechnologie 2,85 miljard. Uit het RAND-onderzoek blijkt dat de bedrijfskosten van de Shuttle sinds 1994 vrijwel constant zijn gebleven, terwijl het aantal vluchten in die periode uiteenliep van drie in 1999 tot zeven in 2002. Zolang de NASA de huidige Shuttle-infrastructuur in stand houdt, zo stelt RAND, zal een beknibbeling op het aantal vluchten per jaar geen kostenbesparing van formaat opleveren.

Grootste klant van de Space Shuttle is de NASA zelf, die bij gebrek aan middelen voor een eigen ruimtestation nu participeert in het ISS. Van de afgelopen twintig vluchten stond 80 procent in dienst van het ruimtestation. Tweemaal werd een bezoekje aan de Hubble gebracht, in 1999 zette de Columbia de (zeer succesvolle) Chandra-röntgensatelliet buiten de deur en dezelfde Shuttle zou zaterdag terugkeren na een zestiendaagse reis met aan boord twee laboratorium-modules.

Een bredere klantenkring zou het perspectief op een Shuttle die aan de tucht van de markt bloot staat – met als gevolg betere prestaties voor minder geld – sterk verbeteren, aldus RAND. Maar het onderzoeksinstituut is de eerste om toe te geven dat het met de mogelijkheden droevig gesteld is. Van het ontwikkelen van commerciële ruimtestations valt voorlopig weinig te verwachten, zeker na de enorme kostenoverschrijdingen bij het ISS. Ook het in de ruimte zetten van commerciële satellieten zal op de korte en middellange termijn nauwelijks geld in het laatje brengen. Onbemande lanceerders kunnen dat veel beter – en goedkoper – al gaat er met de Ariane 5 regelmatig iets mis. Bovendien is de Shuttle in feite alleen geschikt om LEO-satellieten mee te nemen (low earth orbit) en de markt voor communicatiesatellieten in die lage banen is onlangs ingestort. Het Amerikaanse defensieapparaat had zijn enthousiasme al in 1986 verloren.

Om de kosten per Shuttlevlucht omlaag te brengen stelt RAND een systeem van competitive sourcing voor. Hierbij wordt de huidige praktijk van vaste onderaannemers voor afgebakende werkzaamheden doorbroken door ze veel sterker dan nu het geval is met elkaar te laten concurreren. Een groot struikelbrok is de onwil bij NASA om de controle over de Shuttle uit handen te geven, onwil die volgens RAND een praktische en een culturele dimensie heeft. De praktische bezwaren komen erop neer dat de Shuttle nauwelijks operationeel is te noemen in de zin van routinematige bedrijfsvoering, en de ramp van vorige week zal dat gevoel hebben versterkt. Een Shuttle is geen Boeing 747, maar een raket met vleugels. Gemak in onderhoud is in het post-Challengertijdperk geofferd aan zeer stringente veiligheidsmaatregelen. Tegelijk verzet de NASA-cultuur zich tegen een meer operationele Space Shuttle met een standaard draaiboek. Het enige herbruikbare ruimtevaartuig ter wereld is een geliefd testobject waaraan voortdurend wordt gesleuteld.

Commerciële uitbaters van Shuttlevluchten zien zich geconfronteerd met een vloot op leeftijd die nog minstens tien jaar mee moet. Plannen voor een opvolger van de Space Shuttle staan, ook al gezien de kosten, nog in de kinderschoenen. In 2001 schrapte de NASA de verdere ontwikkeling van de X-33, na er een miljard dollar te hebben ingepompt, vanwege `technische moeilijkheden'. Afgelopen december presenteerde NASA-directeur Sean O'Keefe een nieuwe opvolger die op zijn vroegst over zeven jaar zal vliegen. Geschatte ontwikkelkosten: 12 miljard dollar.

revisie

Door de bezuinigingen ligt het huidige aantal Shuttlevluchten zo laag, dat de kleinere onderaannemers die leven van opdrachten voor de Shuttle, de NASA vaarwel hebben gezegd. Het certificeren van hun vervangers kost zeeën van tijd en dit verloop van contractanten jaagt de prijs van onderdelen omhoog. Daarnaast is de Shuttle na twintig jaar aan revisie toe, verdergaand dan alleen een opknapbeurt. Het ruimteveer is verouderd en te duur. Alleen al het op orde houden van onderdelen in het depot en het onderhoud aan gebouwen vergt, zo becijfert RAND, de komende jaren 300 miljoen dollar per jaar, het dubbele van wat NASA heeft begroot. Er is sprake van vele honderden miljoenen dollars aan achterstallig onderhoud. Zo is het dak van het assemblagegebouw op Kennedy Space Center in Florida dringend aan vervanging toe. Kosten: 100 miljoen.

Niettemin ziet RAND mogelijkheden voor een sterkere inbreng van het bedrijfsleven, mits het Shuttle-programma, inclusief het management, in die richting wordt geherstructureerd. Maar de kern van competitive sourcing bestaat in het overdragen van verantwoordelijkheden door de NASA aan het bedrijfsleven – op het gevaar van het in leven roepen van een monopolist gaat RAND niet in. Dat hoeft niet ten koste te gaan van de veiligheid. Veiligheid en winstgevendheid zijn bij een project als de Space Shuttle juist nauw met elkaar verweven, aldus RAND. In de olie-industrie, de luchtvaart en bij kerncentrales, bedrijfstakken waar ongelukken direct enorme financiële consequenties hebben, bestaat grote aandacht voor veiligheid. Waarom zou het Shuttle-programma dan bij het bedrijfsleven niet in goede handen zijn? En bevrijd van de Space Shuttle kan de NASA zich concentreren op reseach & development ten behoeve van de ruimtevaart, de taak waarvoor het is opgericht. Na afgelopen zaterdag misschien wel een rustgevend idee.

Het RAND rapport is te vinden op http://www.rand.org/scitech/stpi/NASA/nasaFinalRpt.html

    • Dirk van Delft