[논문 리뷰] A Vigorous Explorer Program

Martin Elvis, Matthew Beasley외 48명|ArXiv.org|2009. 11. 17.

Spacecraft Design and Technology인용 수 5

한 줄 요약

이 백서는 비용, 위험, 관리 비효율성 문제를 해결하여 나사의 천체물리학 탐사선 프로그램을 재건해 연간 발사로 복귀시키는 것을 제안한다. 과학적 성과를 달성하기 위한 최적의 비용 효율성을 달성하기 위해 기술 개발 강화, 간소화된 프로젝트 관리, 최적화된 비용 한도를 통해 이전에 노벨상 수상 성과를 내온 프로그램의 성공 기반을 바탕으로 한다.

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]

연구 동기 및 목표

• 수년간의 빈도 감소 이후 천체물리학 탐사선 프로그램을 연간 발사 주기로 복원하기.
• 기존 및 신규 상용 발사 차량을 활용한 빠르고 비용 효율적인 임무 개발에 초점을 맞추어 비용과 위험을 줄이기.
• 안정적인 자금 지원과 4~5년 내 발사로의 길을 확보하여 단계 B의 임무가 취소되거나 연기되는 것을 방지하기.
• 위험 평가 및 보고 절차를 포함한 프로젝트 관리 절차를 재검토하고 단순화하여 부담을 줄이고 효율성을 높이기.
• 다양한 탐사선 클래스(예: 소형, 중형, 대형)에 대한 비용 한도를 재평가하여 과학적 수익을 달성하는 데 최적화하기.

제안 방법

• 기존 및 신규 상용 발사 차량을 활용한 빠르고 비용 효율적인 임무 개발에 초점을 맞춘 재편된 접근 방식 제안.
• 비행 임무의 위험을 줄이기 위해 기술 개발 및 엣지궤도 비행 시험을 강화하여 전면 개발 이전에 리스크를 최소화하기.
• 더 깊이 있는 설계 및 위험 분석을 가능하게 하기 위해 단계 A의 임무 설계 기간을 연장하여 30%의 여유 예산이 필요로 하는 경우를 줄일 수 있도록 하기.
• 과도한 행정 부담을 줄이고 반응성을 높이기 위해 프로젝트 관리 요구사항을 점검하고 개선하기.
• 다양한 탐사선 클래스(예: 소형, 중형, 대형)에 대한 비용 한도를 재평가하여 과학적 잠재력과 비용 효율성에 부합하도록 조정하기.
• 비용 절감과 개발 일정 단축을 위해 혁신적인 파트너십과 기술 공유를 장려하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 천체물리학 탐사선 프로그램은 과학적 우수성과 비용 통제를 유지하면서도 연간 발사를 달성할 수 있는가?
• RQ2 어떤 기술적 및 관리적 개선 조치가 임무 위험을 줄이고 큰 여유 예산(30%)이 필요로 하지 않도록 할 수 있는가?
• RQ3 단계 B의 임무가 취소되거나 연기되는 것을 방지하기 위해 자금 안정성을 어떻게 확보할 수 있는가?
• RQ4 프로젝트 관리 및 보고 절차에 어떤 변화가 가해져도 임무 품질을 훼손하지 않으면서 효율성을 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 다양한 탐사선 클래스에 대한 비용 한도는 어떻게 조정되어야 과학적 수익을 달성하는 데 최적화될 수 있는가?

주요 결과

• 현재의 탐사선 발사 주기는 3년에 한 번으로서 프로그램의 과학적 잠재력과 장기 목표를 충족하기에 부족하다.
• 이 프로그램은 천체물리학 분야에서 노벨상 수상 기여를 포함해 높은 영향력 있는 과학 성과를 내온 유서깊은 역사를 지닌다.
• 더 길고 철저한 단계 A 연구와 함께 기술 개발을 강화함으로써 30%의 여유 예산을 줄이는 것이 가능하다.
• 안정적인 자금 지원을 통해 단계 B의 임무를 보호하면 발사까지의 시간을 4~5년으로 단축시켜 임무 예측 가능성을 높일 수 있다.
• 탐사선 클래스 전반에 걸쳐 비용 한도를 재검토하면 과학적 수익을 달성하는 데 있어 자금 지원을 임무 잠재력과 연계함으로써 더 나은 성과를 낼 수 있다.
• 신규 상용 발사 차량의 도입과 혁신적 파트너십의 확대는 발사 비용을 크게 낮추고 임무의 유연성을 높일 수 있다.