[論文レビュー] A Vigorous Explorer Program

Martin Elvis, Matthew Beasley+48 more|ArXiv.org|Nov 17, 2009

Spacecraft Design and Technology被引用数 5

ひとこと要約

このホワイトペーパーは、コスト、リスク、管理の非効率性を是正することで、年間打ち上げを実現するため、ナサの宇宙物理学エクスプローラープログラムの活性化を提唱する。技術的開発の強化、簡素化されたプロジェクト管理、最適化されたコスト上限の導入により、単位投資当たりの科学的成果を最大化し、同プログラムがノーベル賞受賞の発見をもたらした実績を基盤に据える。

ABSTRACT

Explorers have made breakthroughs in many fields of astrophysics. The science from both these missions contributed to three Nobel Prizes - Giacconi (2002), Mather, and Smoot (2006). Explorers have: marked the definitive beginning of precision cosmology, discovered that short gamma-ray bursts are caused by compact star mergers and have measured metalicity to redshifts z>6. NASA Explorers do cutting-edge science that cannot be done by facility-class instruments. The Explorer program provides a rapid response to changing science and technology, to enable cutting-edge science at moderate cost. Explorers also enable innovation, and engage & train scientists, managers and engineers, adding human capital to NASA and the nation. The astrophysics Explorer launch rate now being achieved is 1 per 3 years, and budget projections are in the $150M/year range for the next five years. A newly Vigorous Explorer Program should be created to: 1. Reach the long-stated goal of annual astrophysics launches; 2. Find additional launch options for Explorers and actively encourage cost savings in launchers and spacecraft, such as new commercial vehicles and innovative partnerships. 3. Mitigate risk via stronger technical development and sub-orbital programs, and through longer, more thorough, Phase A programs, potentially reducing the need for a 30% contingency; 4. Strive to protect the funding for missions that have reached Phase B, to prevent significant launch slips and cancellations, with a goal of 4 to 5 years from Phase B to launch; 5. Review the project management procedures and requirements to seek cost reductions, including the risk management strategy and the review and reporting process; 6. Review and possibly modify the cost caps for all Explorer classes to optimize scientific returns per dollar. [ABRIDGED]

研究の動機と目的

• 数年にわたり頻度が低下した後、宇宙物理学エクスプローラープログラムを年間打ち上げのサイクルに回復させること。
• より優れた技術的開発、準軌道飛行テスト、および長期化したフェーズAの研究を通じて、ミッションコストとリスクを低減すること。
• 安定した資金供与と打ち上げまでの4〜5年間の明確なスケジュールを確保することで、フェーズBのミッションがキャンセルまたは遅延されないよう保護すること。
• リスク評価と報告を含むプロジェクト管理手順の見直しと簡素化により、余計な負担を削減し、効率を向上させること。
• エクスプローラークラス（例：スモール、ミディアム、ラージ）のコスト上限を再評価し、科学的成果を最大化するように最適化すること。

提案手法

• 既存および新興の民間発射機を活用した、迅速かつ費用対効果に優れたミッション開発に焦点を当てる。
• 飛行ミッションのリスク低減のため、技術的開発と準軌道飛行テストを強化する。
• より徹底的な設計とリスク分析を可能にするために、フェーズAのミッション策定期間を延長し、30％の予備費が不要になる可能性を高める。
• 官僚的負担を削減し、対応性を向上させるために、プロジェクト管理要件の見直しを実施する。
• エクスプローラークラス（例：スモール、ミディアム、ラージ）のコスト上限を再評価し、科学的潜在能力とコスト効率に整合させる。
• ミッションコストの低減と開発スケジュールの加速を図るため、革新的な提携や技術共有を奨励する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙物理学エクスプローラープログラムは、科学的優位性とコストコントロールを維持したまま、年間打ち上げを実現するにはどうすればよいか？
• RQ2 どのような技術的および管理的改善が、大きな予備費の必要性をなくし、ミッションリスクを低減できるか？
• RQ3 フェーズBのミッションが打ち上げの遅延やキャンセルを避けるために、資金供与の安定性をどのように確保できるか？
• RQ4 プロジェクト管理および報告手順にどのような変更を加えると、ミッション品質を損なわずに効率が向上するか？
• RQ5 エクスプローラークラス全体のコスト上限をどのように調整すれば、単位投資当たりの科学的成果を最大化できるか？

主な発見

• 現在のエクスプローラーの打ち上げ頻度（3年に1回）では、プログラムの科学的潜在能力と長期的目標を満たすには不十分である。
• このプログラムは、宇宙物理学分野で3度のノーベル賞に貢献するなど、実証済みの高インパクトの科学的成果を生んできた。
• より長期的かつ厳密なフェーズAの研究と技術的開発を進めることが可能であるため、30％の予備費を削減することが現実的である。
• 安定した資金供与によりフェーズBのミッションを保護すれば、打ち上げまでの期間を4〜5年間に短縮でき、ミッションの予測可能性が向上する。
• エクスプローラークラス全体のコスト上限を再検討することで、資金をミッションの潜在能力に合わせて配分することで、単位投資当たりの科学的成果を向上させられる。
• 新規の民間発射機の導入と革新的な提携の推進により、発射コストを大幅に削減し、ミッションの柔軟性を高められる。