Space Launch System: NASA's peperdure, 'politieke' maanraket

Inleiding

Maandag is het eindelijk zover: de lancering van het Space Launch System. SLS is de spirituele opvolger van het spaceshuttleprogramma, maar moet Amerikanen naar de maan brengen en later zelfs naar Mars. De lancering vindt, als alles goed gaat, maandagmiddag plaats. Het lanceervenster gaat om 14.33 uur Nederlandse tijd open en duurt twee uur. Als dat niet gehaald wordt, probeert NASA het op vrijdag 2 september rond 18.00 uur Nederlandse tijd nog eens. De lancering is live te zien op NASA TV.

Update 15.13 uur: de lancering is uitgesteld vanwege problemen met de koeling van een van de raketmotoren.

De kans is overigens aanzienlijk dat de lancering niet meteen plaatsvindt. SLS is te kostbaar en te belangrijk voor NASA om risico's te nemen. Het ruimteagentschap zal waarschijnlijk bij de geringste twijfel eieren voor zijn geld kiezen en de lancering even opschuiven.

Dat zal hooguit een paar dagen duren, een peuleschil als je de lange, moeizame geschiedenis van SLS bekijkt. Die geschiedenis begon officieel in 2010, toen NASA begon met de bouw van de raket. Maar eigenlijk moet je terug naar 2003; toen stortte spaceshuttle Columbia neer. Na die ramp besloot NASA de Space Shuttle versneld af te schalen. Na 2011 bleven de overgebleven shuttles aan de grond. Ondertussen zocht NASA naar een nieuwe manier om astronauten te vervoeren. Die moeten terug naar de maan en zelfs richting Mars.

Back to basics

In de zoektocht naar een alternatief besloot NASA back to basics te gaan. De Space Shuttle was innovatief, maar ook complexer, duurder en vooral onveiliger dan gedacht. NASA koos voor een grote, krachtige raket met een kleine capsule voor astronauten bovenop. De raket wordt, net als alle raketten in het verleden, na lancering in de oceaan gegooid, de capsule landt aan parachutes in de oceaan: never change a winning team.

In de praktijk duurde de ontwikkeling van SLS jaren. Hij had al in 2016 af moeten zijn en aanvankelijk 18 miljard dollar moeten kosten. Samen met de Orion-capsule zijn die kosten inmiddels opgelopen tot bijna 50 miljard dollar. De vertraging zit aan alle kanten; software, hardware, bouwproblemen, maar ook tornado's en corona gooiden roet in het eten. Nu staat SLS eindelijk op het lanceerplatform voor een eerste missie. Die moet de Orion-capsule, zonder astronauten, op een testvlucht naar de maan brengen. Als de missie goed gaat, cirkelt de capsule enkele weken rondom de maan en komt hij over 42 dagen terug naar de aarde.

In dit artikel nemen we je mee in de lange ontwikkelgeschiedenis van de raket, vertellen we je wat NASA er precies mee wil en wat nog het bestaansrecht is nu SpaceX en andere bedrijven hard aan de weg timmeren.

Wat is SLS en waarvoor wordt de raket ingezet?

De Block 1-configuratie van het Space Launch System, die maandag omhoog moet gaan, torent 98 meter boven het lanceerplatform van het Kennedy Space Center uit en kan 95 ton in een baan om de aarde brengen, of 27 ton in een baan om de maan. Latere Block-versies worden maar liefst 111 meter hoog en moeten door krachtigere motoren tot 46 ton in een baan om de maan kunnen brengen. De stuwkracht van de Block 1 die maandag gelanceerd wordt, bedraagt 39 meganewton. Dat is meer dan welke raket ook, al moeten we dan wel SpaceX' geplande Starship buiten beschouwing laten. De stuwkracht daarvan zal die van SLS ruimschoots overtreffen, maar zover is het nog niet.

Als de kersverse NASA-raket wordt vergeleken met de Saturnus V, de raket die in 1969 verantwoordelijk was voor de eerste mensen op de maan, wordt snel duidelijk hoe gigantisch SLS is. De Block 1-versie die volgens plan maandag gelanceerd wordt, heeft zo'n 4 meganewton meer stuwkracht. De Saturnus V maakte in de jaren '60 al een verpletterende indruk. Walter Cronkite, de doorgaans vrij bedeesde en in 2009 overleden anchorman van CBS News, becommentarieerde in 1967 de eerste vlucht van de Saturnus V-raket. Hij kwam superlatieven tekort om de lancering te beschrijven, vooral door het overweldigende gebulder, de verreikende, luidruchtige schokgolf en het persgebouw dat op zijn grondvesten schudde.

SLS moet het nieuwe super heavy-lift launch vehicle worden dat de Saturnus V en de Space Shuttle moet doen vergeten. In deze categorie, waarbij uitgegaan wordt van de capaciteit om meer dan 50 ton in een baan om de aarde te brengen, zit momenteel alleen de Falcon Heavy van SpaceX. Waarom is zo'n zware raket nodig? Dat heeft te maken met de plannen van NASA om terug te keren naar de maan. De komende Artemis I-missie is nog maar het begin. In 2024 moeten astronauten via het Orion-ruimtevaartuig daadwerkelijk op de maan aankomen en uiteindelijk staat wellicht ook Mars op het programma. Ook om aanzienlijke ladingen naar de maan te brengen, is een flinke raket nodig. Uiteindelijk zou de Block 2-versie van SLS ook ingezet kunnen worden voor bezoeken aan Mars en wetenschappelijke missies die nog verder het zonnestelsel in gaan.

Oorzaken van recente vertragingen

Zoals we op de vorige pagina beschreven, komt een groot deel van de SLS-vertragingen door politieke keuzes en strubbelingen. Er zijn echter ook genoeg technische redenen aan te wijzen voor vertragingen bij de constructie. Er zijn ruwweg vier onderdelen waarbij vertraging optrad: de software, SLS zelf, de grondstructuur en de Orion-capsule.

De software

Als de vertragingen van het SLS-programma een hiërarchie zouden hebben, zou de software waarschijnlijk bovenaan staan. NASA bouwt voor SLS het Spaceport Command and Control System. Die software stuurt zowat alle onderdelen aan die tijdens de lancering belangrijk zijn, zoals de brandstofpompen, motoren, aandrijvings-, elektra- en grondsystemen. Ook houdt de software de status van de raket in de gaten. De ontwikkeling van SCCS verloopt moeizaam. Dat concludeerde de inspecteur-generaal van NASA in een audit in 2016. Het project bleek toen al veel duurder uit te vallen dan in 2012 werd begroot. In 2016 had NASA al 207,4 miljoen dollar aan de software uitgegeven, 77 procent meer dan gedacht. Ook werden verschillende onderdelen uit de software verwijderd of ingeperkt, zoals een systeem waarmee gedetailleerde foutmeldingen naar boven kwamen bij fouten. Als er dus iets mis zou gaan bij het testen van de raket, zouden ingenieurs moeilijk kunnen detecteren wat precies.

In 2006 stond NASA voor de keus om software zelf te ontwikkelen of om de klus uit te besteden. Beide hebben hun voor- en nadelen, maar het ruimteagentschap koos voor de inkoop van softwarepakketten bij verschillende fabrikanten. Het idee was om die vervolgens aan elkaar te knopen met software die het agentschap zelf schreef. Inkoop zou minder tijd kosten en technisch minder complex zijn, was de redenering. Er werd voor gekozen om die inkoop bij verschillende verkopers te doen, omdat NASA niet van één bedrijf afhankelijk wilde zijn. In totaal werden 9 verschillende pakketten ingekocht. Er was een pakket dat simulaties moest draaien en een pakket dat vluchtapparatuur regelde, maar ook firmware voor specifieke adapters, zoals de 'umbilical', of voor displays. Dat bleek een catastrofale inschattingsfout te zijn.

"Hoewel de beslissing in 2006 redelijk was, gebaseerd op wat NASA destijds wist, is inmiddels duidelijk dat het agentschap de complexiteit heeft onderschat", schreef de inspecteur-generaal tien jaar later.

De bottleneck zat in de 'glue-ware', de software die NASA zelf zou schrijven om de 9 pakketten aan elkaar te knopen. Er waren uiteindelijk meer dan 15 verschillende stukken code nodig om de diverse softwarepakketten te koppelen. De grootste problemen zaten in de software OS/Comet, bedoeld om commando's vanuit de raket en capsule naar de aarde te sturen, en de Connext Data Distribution Service, bedoeld om computers op het netwerk onderling te laten communiceren. NASA besloot die pakketten samen te voegen tot een eigen netwerkcommunicatieprotocol: Command, Control, Communication and Information. Dat zou de communicatie tussen het Orion-vaartuig en mission control regelen. Die software werd vijf jaar later opgeleverd dan bedoeld, terwijl veel andere projecten ervan afhankelijk waren.

SCCS modules — Het aantal softwarepakketten dat NASA met glue-ware aan elkaar moet koppelen

Regels tellen in code zegt nooit alles, maar het is in het geval van SLS redelijk illustratief. In totaal moesten er 2,5 miljoen regels code worden geschreven aan enkel die glue-ware, dus buiten de regels voor de softwarepakketten zelf. NASA maakt zelf de vergelijking met de software voor de Hubble-telescoop; daar werden 30 pakketten geïntegreerd met in totaal een half miljoen regels code.

Volgens een audit van de Amerikaanse overheid was het problematisch dat NASA-programmeurs code moesten schrijven terwijl de raket en de capsule nog in ontwikkeling waren. Daardoor hadden ze vaak te weinig informatie om mee te werken en moesten ze hun doelen bijstellen. Het Government Accountability Office dat de audit uitvoerde, noemt als voorbeeld dat er in de code meer dan 300.000 fields zaten. Dat aantal liep alleen maar op. Daardoor ontstonden er problemen in de code, die ook weer moesten worden opgelost.

SLS zelf

Er zaten ook grote problemen in het 'gewone' ingenieurswerk. NASA besteedt de bouw van SLS aan diverse partijen uit:

Bedrijf	Onderdeel
Boeing	Eerste trap (Core Stage) Tweede trap (Upper Stage)
Aerojet Rocketdyne	RS-25-motoren
Northrop Grumman	Solid rocket boosters

Alle drie die onderdelen kregen te maken met technische obstakels.

Core Stage

Boeing bouwt zowel de eerste trap als de hogere Interim Cryogenic Propulsion Stage. Die eerste trap werd pas in januari 2020 officieel opgeleverd en dat bleek een groot probleem te zijn: zonder eerste trap natuurlijk geen raket. Boeing was zo lang bezig met de eerste trap dat de ICPS ook vertraging opliep. Het aansluiten van de motoren op die trap was moeilijker dan verwacht. Boeings management onderschatte volgens een inspectierapport constant de hoeveelheid werk die nodig was.

Een ander probleem zat in het laswerk dat nodig was om onderdelen aan elkaar te bevestigen. De Core Stage heeft vijf grote onderdelen: de vloeibarezuurstof- en de vloeibarewaterstoftanks, de motorsectie, een tussentank, en een onderdeel met alle computers, camera's en hardware. Boeing gebruikt grote lasmachines om die aan elkaar vast te maken, maar die machines hadden in de afgelopen weken vaak last van storingen. Die zaten in het Vertical Assembly Center, waar de raket in elkaar werd gezet. Daarbij kwamen vaak relatief kleine, maar langdurige fouten voor. Een aantal rails die de onderdelen moesten vervoeren, was bijvoorbeeld verkeerd afgesteld en dat leverde een knelpunt op voor de bouw.

Core Stage SLS

Voor de tweede ICPS kwam de vertraging vooral doordat NASA in de afgelopen jaren steeds meer eisen stelde aan het ontwerp. Die waren meestal het gevolg van ontwikkelingen elders in de raket. Zo moesten de computers in deze trap halverwege de bouw worden aangepast toen meer bekend werd over de software die toen nog werd ontwikkeld.

Solid rocket boosters

SLS maakt, net als de Space Shuttle, gebruik van twee solid rocket boosters aan de zijkant van de raket. Die gebruiken vaste brandstof om de raket meer stuwkracht te geven. NASA gaf ook Northrop Grumman tijdens het ontwerpproces nieuwe opdrachten. Dat gebeurde sinds 2013 zeker 73 keer; in een periode van vijf jaar kwam NASA bijna maandelijks met een nieuw verzoek. Dat waren zowel technische verzoeken als administratieve, bijvoorbeeld om extra haalbaarheidsstudies uit te laten voeren naar de veiligheid van de raketmotoren.

Het grootste technische obstakel van de solid rocket boosters zat in de Propellant Liner and Insulation-component. Dat is de beschermlaag voor de metalen behuizing tegen de hitte als de raket opstijgt. Daarvoor wordt een ander materiaal gebruikt dan tijdens het shuttleprogramma; die PLI bevatte nog asbest. Het nieuwe materiaal bleek op sommige punten toch hittedoorlatend te zijn. Het duurde langer dan gedacht om dat probleem op te lossen.

Daarnaast had Northrop Grumman nog problemen met het assembleren van onderdelen en met het certificeren van de hardware.

Motoren

Je zou kunnen denken dat de motoren niet zo'n probleem opleveren voor de raket. De RJ-25-motoren van Aerojet Rockeydyne zijn immers precies dezelfde als die voor de Space Shuttle werden gebruikt. Toch was de ontwikkeling ervan lastiger dan verwacht. Dat kwam door de Engine Controller Units. Aerojet was vóór de SLS-opdracht al begonnen aan het bouwen van die units, maar dan voor wat toen nog het Constellation-programma was. Het ombouwen van de ECU's kostte tijd.

Een tweede probleem lag bij het bouwen van de straalpijp, die moest worden aangepast aan het ontwerp van SLS. Daar had Aerojet weinig ervaring mee. Het bedrijf moest nieuw gereedschap kopen en leren kennen, waaronder een soort 3d-printer. Dat vertraagde de ontwikkeling twee jaar, waarbij NASA de kanttekening maakt dat het geen invloed had op de rest van de ontwikkeling van de raket.

Grondstructuur

Niet alleen de raket en de capsule hadden hun problemen. Een belangrijk onderdeel van de installatie bestaat uit de faciliteiten op de grond. Dat noemt NASA het GSDO-programma, of Ground Systems Development and Operations. Dat bestaat uit nieuwe en bestaande faciliteiten. De bestaande zijn bijvoorbeeld het Vehicle Assembly Building bij Kennedy Space Center, het enorme gebouw waarin vroeger ook de Apollo-raketten werden gebouwd.

VAB

Het VAB moest op verschillende punten worden aangepast om SLS in elkaar te zetten en operationeel te krijgen. Zo moest er bijna 250 kilometer aan kabels worden bijgewerkt of vervangen die er al sinds het Apollo-tijdperk lagen. Ook moesten liften en hijskranen in het gebouw worden aangepast, maar dat had niet alleen met SLS te maken, ook met brandveiligheid.

Een belangrijke aanpassing van het VAB was dat er tien nieuwe platforms bovenin moesten worden gebouwd. Daar moesten de ingenieurs bij om de Orion-capsule goed te integreren met de raket. Die veranderingen leverden kleine vertragingen op in het programma; ze waren in februari 2017 klaar.

Mobiele lanceertoren

NASA heeft tijdens de ontwikkeltijd veel nieuwe eisen gesteld aan de ontwikkeling van de Mobile Launcher. Dat is de mobiele lanceertoren waar SLS op wordt geplaatst in het assemblagegebouw voordat het de zes kilometer aflegt naar het lanceerplatform. NASA verhoogde de eisen voor het maximale draaggewicht van de lanceertoren. Ook wilde NASA meer umbilicals toevoegen waarmee de raket aan de toren wordt gekoppeld om brandstof, stroom- en datatoevoer te regelen. Die extra eisen leverden een vertraging van maanden op.

Mobile Launcher

Tornado's in Michoud

Dan is er ook nog de vertraging waar NASA toch echt weinig aan kon doen. In 2017 sloeg een tornado toe bij de Michoud Assembly Facility in New Orleans. In dat gebouw werden de Orion-capsule en de Core Stage van SLS aan elkaar gekoppeld. Bij het noodweer bleven de raket en capsule gelukkig buiten schot, maar het gebouw raakte ernstig beschadigd. Het dak stortte deels in. Daarnaast raakten vijf werknemers lichtgewond. Het gebouw moest gerepareerd worden voordat NASA verder kon met de ontwikkeling van de raket. Dat leidde tot een extra jaar vertraging.

Corona

En natuurlijk was er het coronavirus. In 2020 besloot NASA de productie van SLS en Orion tijdelijk stop te zetten vanwege de pandemie. Dat leverde een relatief korte vertraging van enkele maanden op; in het grote plaatje viel dat toen mee.

Orion

Naast de SLS-raket kende ook de ontwikkeling van de Orion-capsule verschillende technische obstakels. Er waren problemen met het hitteschild en de parachutes. De grootste vertraging zat niet bij NASA, maar bij ESA, het Europese ruimteagentschap. Dat bouwt een essentieel onderdeel van de Orion-capsule: de aandrijving. De European Service Module is het gedeelte van de capsule waarin de motoren, aandrijving, zuurstoftanks en eigenlijk alle elektronica en leefsystemen zijn opgenomen. NASA werkt samen met ESA om die ESM te bouwen. ESA laat dat op zijn beurt weer doen door de Duitse afdeling van Airbus.

"De module bleek veel moeilijker te bouwen dan verwacht en is al meer dan eens vertraagd", schreef de Amerikaanse financiële toezichthouder in een audit in 2018. ESA baseerde het ontwerp van de ESM op dat van de ATV, het Automated Transfer Vehicle dat tussen 2008 en 2014 vijf keer vrachten naar het International Space Station bracht. Net als bij de SLS-motoren bleek het hergebruik van een bestaand ontwerp niet direct een recept voor succes. "De veranderingen bleken substantiëler dan verwacht", schreef de toezichthouder.

Orion EMS

Nu SLS eindelijk op het lanceerplatform staat, lijken de grootste obstakels vooral een probleem in de achteruitkijkspiegel. Toch zullen veel ingenieurs, bouwers en programmeurs een zucht van verlichting slaken, mits de raket succesvol omhooggaat natuurlijk.

Wat gaat er op 29 augustus gebeuren?

Maandag om 14.33 uur Nederlandse tijd begint het twee uur durende lanceervenster. Mocht er iets misgaan, dan zijn 2 en 5 september de back-updata. Het is dus niet zeker dat de lancering daadwerkelijk op maandag plaatsvindt. Er zijn ook nog enkele laatste tests die goed moeten verlopen. Dat betreft een test met de twee vastebrandstofmotoren en een test met de verbindingen tussen de raket en het mobiele lanceerplatform. De cruciaalste test kan pas op de dag van de lancering plaatsvinden en dat is een do-or-die-scenario. Het betreft het verifiëren van een eerder doorgevoerde oplossing voor een in juni tijdens een brandstoftest ontdekt waterstoflek, waarbij de motoren van de raket werden voorbereid voor deze, zeer koude brandstof. Deze cruciale test kan enkel plaatsvinden op de dag van de lancering.

Ook als alle seinen op groen staan, wordt het allesbehalve een makkelijke missie. Mike Sarafin, NASA's mission manager voor Artemis I, benadrukte onlangs tegen de pers dat het de eerste vlucht van een nieuwe raket en een nieuw ruimtevaartuig is. Hij stipte aan dat de missie 'ongelooflijk moeilijk' is en dat er inherente risico's zijn. Met het Orion-vierpersoonsruimtevaartuig worden de grenzen opgezocht en de parameters die voor bemande vluchten gelden, worden zelfs overschreden. Het doel daarvan is om te testen wat het ruimtevaartuig kan weerstaan en daarmee zeker stellen dat het veilig is voor toekomstige bemande vluchten.

SLS Orion — Drie poppen gaan mee in Orion om te kijken hoe hoog de straling wordt. Dat is geen overbodige luxe, want de bescherming van de Van Allengordels bij de aarde is afwezig bij maanmissies.

Artemis I is de naam voor de missie die maandag moet aanvangen met de eerste lancering van SLS. Het is de eerste missie in een reeks elkaar opvolgende missies die moeten leiden tot een langetermijnaanwezigheid van mensen op de maan. Artemis I is nog volledig onbemand en is bedoeld om de systemen van Orion te testen in de ruimte en om een veilige terugkeer in de dampkring, afdaling, neerkomst in de oceaan en recovery aan te tonen.

Dit is nodig als eerste stap, want Artemis II is de tweede missie, waarbij er wel bemanning zal meegaan in Orion. Vier astronauten zullen in 2024 in een baan om de maan komen en iets meer dan 400.000km van de aarde reizen, verder dan mensen ooit zijn gekomen. Daarbij komen ze zo'n 16.000km voorbij de maan en op een maximale hoogte van 8889km boven het maanoppervlak. Deze twee missies zijn allemaal bedoeld om het pad te effenen om daadwerkelijk mensen op de maan te zetten. Dat moet gebeuren met Artemis III in 2025.

De komende missie zal 42 dagen duren, waarbij ruim 2 miljoen kilometer wordt afgelegd. Dankzij de twee aan weerszijden gemonteerde vastebrandstofmotoren en de vier RS-25-motoren van de Core Stage zal SLS de ruimte bereiken, waarna de cryogene, vloeibarewaterstofaandrijving van de RL10-motor ervoor moet zorgen dat Orion met de European Service Module de maan bereikt. Deze ESA-module zorgt voor de aandrijving van het ruimtevaartuig in de ruimte, evenals thermal control en stroom via zonnepanelen. In volgende missies met astronauten zal de module ook life support systems bevatten, waaronder water, zuurstof en stikstof.

Ruim twee minuten na de lancering worden de twee vastebrandstofmotoren als eerste afgestoten. Vervolgens vliegt de raket nog zes minuten door, waarna de Core Stage met de RS-25-motoren wordt afgestoten op een hoogte van zo'n 166km. Op dat moment is het aan het bovenste deel van de raket, de Interim Cryogenic Propulsion Stage, waar de Europese module en Orion bovenop zitten, om nog twee keer de RL-10 te ontsteken om de Trans-Lunar Injection mogelijk te maken. Dat is kort gezegd de aandrijvingsmanoeuvre die nodig is om de koers in te zetten waarmee een ontmoeting met de maan mogelijk wordt en de aarde definitief in de achteruitkijkspiegel verdwijnt. Na dagen wordt de maan bereikt en komt Orion in een ovale baan om de maan. Daarbij komt het ruimtevaartuig op zo'n 96km boven het maanoppervlak. Vervolgens volgt een tweede lus om de maan, waarbij Orion veel verder voorbij de maan gaat, tot zo'n 64.000km. Zover zijn ruimtevaartuigen bedoeld voor mensen nog niet eerder gekomen, stelt NASA, al is het agentschap in zijn enthousiasme waarschijnlijk de 'ascent module' van Apollo 10 vergeten, die destijds diep de ruimte in werd geschoten.

Uiteindelijk zal de motor van de Europese module worden ontstoken om Orion terug naar de aarde te krijgen. De European Service Module en Orion zijn vrijwel de hele missie aan elkaar bevestigd, tot de laatste fase, waarin op de terugreis de aarde weer wordt bereikt. Dan ontkoppelt Orion zich van de module om de atmosfeer weer binnen te gaan. Uiteindelijk moet Orion met Mach 32 ofwel bijna 40.000km/u in de dampkring terugkeren en op 10 oktober in de oceaan neerkomen, nadat grote parachutes de afdaling aanzienlijk verder hebben afgeremd.

Politieke en economische prikkels en kosten

De Starship-raket van SpaceX moet op zijn beurt SLS overtreffen op het vlak van stuwkracht en het aantal tonnen dat omhoog kan. Aan deze raket wordt al een tijdje gewerkt en hij moet veel goedkoper worden, zeker per lancering. Dat heeft grotendeels te maken met het feit dat Starship herbruikbaar wordt, terwijl SLS op dat vlak nog 'ouderwets' is; van rakettrappen en motoren die terugvallen naar de aarde en landen of opgepikt worden voor hergebruik, is geen sprake. Alleen de Orion-capsule zal hergebruikt worden. De VS zal straks waarschijnlijk dus een krachtigere en veel modernere raket hebben, die ook nog eens veel minder geld van de belastingbetaler vergt.

NASA SLS bovenaf

Eerst een blik op de kosten. De operationele kosten voor een enkele Artemis-lancering bedragen 4,1 miljard dollar. Dat is 2,2 miljard dollar voor het bouwen van een enkele raket, 568 miljoen dollar voor de grondsystemen, 1 miljard dollar voor Orion en 300 miljoen dollar voor de Europese servicemodule. Dit zijn dus de kosten voor een enkele lancering, waarin de ontwikkelkosten niet zijn verdisconteerd.

The Planet Society heeft de jaarlijkse kosten van de verschillende onderdelen in kaart gebracht en komt tot het onderstaande overzicht.

SLS (2011 - nu)	Orion (2006 - nu)	Exploration Ground Systems (2012 - nu)	Totaal
23,8 miljard dollar	20,4 miljard dollar	5,7 miljard dollar	49,9 miljard dollar

De verschillende programma's hebben dus ongeveer 50 miljard dollar gekost. Volgens de website houdt NASA er andere bedragen op na, wat vooral een kwestie lijkt van welke ontwikkelingen en perioden precies worden meegerekend. NASA houdt het op 11,8 miljard dollar voor SLS, uitgaande van de periode tot en met de aanstaande eerste lancering. Dat bedrag is 42,5 procent meer dan werd berekend. Orion zou volgens NASA naar schatting 13,8 miljard dollar kosten, berekend tot de eerste bemande vlucht. Dit bedrag is 37,4 procent hoger dan oorspronkelijk gepland. Het Exploration Ground Systems-programma, waarbij gedacht moet worden aan diensten en hardware benodigd voor de lanceringen, softwareontwikkeling, mobiele lanceerplatforms en transportvoertuigen, is 40 procent hoger dan gebudgetteerd.

Gelet op deze hoge kosten, de kostenoverschrijdingen en de waarschijnlijke komst van alternatieven van bijvoorbeeld SpaceX en mogelijk op termijn ook van Jeff Bezos' ruimtevaartbedrijf Blue Orgin, rijst de vraag waarom er toch zo stevig is ingezet op SLS? Peter Huessey, de directeur van het door de industrie gefinancierde Strategic Deterrent Studies van het Mitchell Institute for Aerospace Studies of the Air Force Association, verwoordde in 2018 de gedachte die in politiek Amerika nog altijd leidend leek te zijn: "NASA's grote, nieuwe raket is niet enkel een nieuw middel van nationale kracht, maar ook een verzekeringspolis. Amerika heeft geluk dat mensen als Musk en Bezos bereid zijn hun visies van een ruimtevarende beschaving te financieren, maar we kunnen en moeten niet al onze ruimte-eieren in het miljardairsmandje stoppen."

NASA SLS lucht

De VS wil zich kennelijk dus niet geheel overleveren aan de grillen van twee miljardairs en ruimtevaartondernemers. Zij maken echter wel innovatieve, zeer moderne raketten die ook veel goedkoper zullen zijn. Waarom zet de VS dan toch zo hoog in op een betrekkelijk verouderd concept, in feite een enigszins gemoderniseerde versie van technologie en ontwerpen uit het Space Shuttle-project?

Het uitdiepen van het antwoord op die vraag kan makkelijk een boek vullen, maar hier beperken we ons tot een korte uiteenzetting. Deze vraag wordt weleens schertsend beantwoord door critici met een alternatieve betekenis van 'SLS'. In plaats van Space Launch System noemen ze de raket Senate Launch System. Daarmee doelen ze op het Amerikaanse congres als de pleitbezorger van deze raket en dat de raket zeker niet het resultaat is van de wens van wetenschappers en technici.

Het Amerikaanse politieke systeem is daar zonder meer schuldig aan, stelt The Planetary Society. De jaarlijkse discretionaire financiering via het Congres - elk jaar moet het Congres wetgeving voor federale taken aannemen, anders komt de overheid tot stilstand - en de regionale invloed op de federale vertegenwoordiging maken dat er een duidelijke stimulans is om federale fondsen in te zetten door het hele land heen. Daarmee worden banen gecreëerd en behouden. Wetgevers varen daar wel bij, in de zin dat economisch zekere kiezers uit hun staten en regio's doorgaans de status quo zullen handhaven, wat de kans op herverkiezing vergroot. Simpel gezegd, stem je als senator tegen een project waarvoor veel werk wordt verzet in je eigen staat, dan kan dat nogal wat ontslagen betekenen en dat vergroot doorgaans niet de herverkiezingskansen.

Er is ook duidelijk sprake van een vervlechting van politiek en industrie, wat bijvoorbeeld inzichtelijk wordt doordat bijna elke politicus met een NASA-centrum in zijn staat ook in een Congres-commissie zit om beleid en geld vast te stellen voor NASA. De vele contracten van NASA hebben veelal ook een vertegenwoordiging in commissies. Aerojet Rocketdyne, Boeing, Jacobs, Lockheed Martin en Northrop Grumman zijn de belangrijkste bedrijven en die hebben weer ongeveer 3800 leveranciers die bijvoorbeeld onderdelen aanleveren.

SLS met boven het Orion-ruimtevaartuig op Launch Pad 39B van NASA's Kennedy Space Center in Florida. Foto van 17 augustus

Daar komt bij dat grote projecten zoals SLS en Orion een nogal grote schaal hebben. Alle betrokken contracten en zeker de onderleveranciers zijn door het land verspreid. Mensen en bedrijven uit alle 50 staten werken aan SLS. Kortom, in elk congresdistrict, zelfs in Puerto Rico, zijn er belangen. Een rapport uit 2019 maakte duidelijk hoe belangrijk dit soort projecten zijn voor de economie. Het Moon to Mars-programma van NASA, waaronder het Artemis-programma, genereerde in 2019 meer dan 14 miljard dollar in totale economische output en ondersteunde meer dan 69.000 banen door het hele land. Het zal duidelijk zijn dat een streep door SLS en Orion nogal wat economische en daarmee ook politieke gevolgen heeft.

De uitwerking hiervan was goed zichtbaar nadat het Space Shuttle-programma ten einde kwam. De voortzetting was het eveneens op bemanning gerichte Constellation-programma, maar dit programma bevond zich in zwaar weer. De voormalige president Obama wilde er in 2009 eigenlijk van af, maar daar staken senatoren uit Florida en Texas een stokje voor met de in 2010 aangenomen National Aeronautics and Space Administration Authorization Act. Daarmee werd het volledig schrappen van Constellation voorkomen in de zin dat Orion en het programma voor een zware, nieuwe raket werden behouden. NASA werd in feite opgedragen om bestaande contracten uit het Space Shuttle- en Constellation-programma aan te wenden voor SLS, waarmee veel banen behouden bleven.

Allerlei critici hebben zich openlijk afgevraagd of SLS wel nodig is en hebben het dure plan bekritiseerd. Ook Jim Bridenstine, de baas van NASA van 2018 tot 2021, stelde in 2019 de vraag naar de noodzaak en gaf aan dat NASA voor de Orion-missies lanceringen met commerciële raketten zou overwegen, zoals de Falcon Heavy. Dat kon echter meteen rekenen op een reactie van Richard Selby, een senator uit Alabama. Hij was toen de voorzitter van het Senate Committee on Appropriations en zei dat NASA's verkenning van de ruimte altijd gegaan is en altijd zal gaan door het Marshall Space Flight Centre. Dat is een NASA-centrum in Alabama, de staat van Selby, waar veel werkzaamheden voor Artemis plaatsvinden. Volgens The Economist is de senator 'het schild en de verdediger' van SLS, maar dat schild kan wegvallen, omdat hij niet voor herverkiezing zal opgaan. Stel, de eerste Starship-lancering vindt plaats voor het einde van dit jaar en is een succes, dan kan de toekomst van SLS wellicht opnieuw ter discussie worden gesteld.

Human lander — Een illustratie van de *human lander* van SpaceX, waarmee NASA-astronauten van het Artemis-programma naar het maanoppervlak zullen gaan

Gelet op de belangen en hoeveel geld er nu al is uitgegeven, lijkt het toch onwaarschijnlijk dat de lancering maandag de eerste en laatste van SLS zal zijn, zeker als deze missie een succes wordt. Daar komt bij dat er nog andere delen van het Artemis-programma zijn, waar ook belangen mee gemoeid zijn. Zo is er het Human Landing System. SLS kan niet voldoende vracht in een baan om de maan brengen en ook meteen astronauten direct laten afdalen naar het oppervlak. Voor dat laatste is HLS nodig, dat door SpaceX wordt gebouwd. Daarnaast is de bouw voorzien van de Lunar Gateway, die in een baan om de maan komt. De eerste componenten daarvan zullen door Falcon Heavy-raketten van SpaceX worden vervoerd. Het bedrijf van Elon Musk profiteert dus ook van het programma en het bestaan van SLS. NASA zal ook niet ontevreden zijn; de instantie is al bezig om zich te verzekeren van mogelijk zelfs 24 SLS-raketten tot in 2036. Dat zou betekenen dat NASA voorlopig zonder meer zal terugkeren naar de maan en misschien nog wel meer dan dat.