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スペースシャトル計画に対する批判は、NASAのスペースシャトル計画が約束したコストと実用性の目標を達成できなかったこと、および設計、コスト、管理、安全性の問題から生じた。 [ 1 ]根本的に、宇宙へのアクセスコストを削減するという目標は達成できなかった。スペースシャトルの1ポンドあたりの打ち上げコストは、最終的に使い捨てロケットのそれよりもかなり高くなった。[ 2 ] 2010年、スペースシャトルの1回の飛行あたりのコストは4億900万ドル、つまり低地球軌道（LEO）への1キログラムあたり14,186ドル（1ポンドあたり6,435ドル）だった。対照的に、同等のプロトンロケットの費用は LEOまで1億4100万ドル、 1キログラムあたり6721ドル（1ポンドあたり3049ドル）であり、ソユーズ2.1は5500万ドル、1キログラムあたり6665ドル（1ポンドあたり3023ドル）であったが、これらのロケットは再利用できない。[ 3 ]
設計とメンテナンスの費用をすべて考慮に入れると、スペースシャトル計画の最終的な費用は、すべてのミッションの平均でインフレ調整（2008年）すると、打ち上げ1回あたり15億ドル、つまり低軌道へのペイロード1キログラムあたり6万ドル（1ポンドあたり2万7000ドル）と推定された。[ 4 ]これは、当初想定されていた1972年ドルのペイロード1キログラムあたり260ドル（1ポンドあたり118ドル） （ 2019年のインフレ調整で約554ドル）の費用とは対照的である。 [ 5 ]
「スペースシャトルは、週1回の飛行で費用対効果を発揮するように設計されましたが、それは決して実現可能な目標ではありませんでした。」 -マイケル・D・グリフィン、NASA長官、2007年、アビエーション・ウィーク。
シャトルは軌道上の衛星や宇宙ステーションへのサービスという目的は果たしましたが、シャトルの故障による数年にわたる打ち上げの中断などが原因で、定期的かつ信頼性の高い宇宙へのアクセスを実現するという当初の目標は達成できませんでした。衛星打ち上げの任務においては、使い捨てロケットほど経済的ではありませんでした。[ 6 ] NASAの予算圧力は、NASAスペースシャトル計画の慢性的な高コストが原因の一つとなり、2026年のアルテミスIIミッションまで50年以上にわたってNASAの低軌道を超える有人宇宙飛行を中止させ、無人探査機の使用を大幅に制限しました。[ 7 ] NASAがシャトルを推進し、それに依存したことで、 1986年のチャレンジャー号事故後まで国内の商業用使い捨て打ち上げロケット（ELV）計画は遅れました。[ 8 ]
5機の宇宙船のうち2機が事故で破壊され、14人の宇宙飛行士が死亡した。これは宇宙飛行史上最大の人的損失である。[ 9 ]
「宇宙輸送システム」（NASAのシャトル計画全体の正式名称）は、乗組員とペイロードを地球低軌道に輸送するために作られました。[ 10 ]シャトルに搭載された科学実験を実施して、宇宙飛行が人間、動物、植物に与える影響を研究する機会が提供されます。他の実験では、宇宙でどのように物を作ることができるかを研究します。シャトルは、宇宙飛行士がシャトルから衛星を打ち上げたり、すでに宇宙にある衛星を修理したりすることも可能にします。[ 11 ]シャトルは、無重力に対する人間の反応を研究することも目的としていました。[ 12 ]
スペースシャトルは当初、週に一度打ち上げることができ、償却によって打ち上げコストを低く抑えることができる宇宙船として宣伝されていました。開発コストは、宇宙への頻繁なアクセスによって回収されると予想されていました。これらの主張は、米国議会から予算資金を獲得するための試みとして行われました。[ 13 ] 1981年から、スペースシャトルは宇宙旅行に使用され始めました。しかし、1980年代半ばまでに、シャトルミッションを多数飛行するという概念は非現実的であることが判明し、予定されていた打ち上げの期待は50%削減されました。[ 14 ] 1986年のチャレンジャー号事故の後、ミッションは安全レビューが行われるまで停止されました。この中断は長期化し、最終的にはプログラムの資金と安全性に関する議論が続いたため、ほぼ3年間続きました。最終的に軍は代わりに使い捨ての打ち上げロケットの使用を再開しました。[ 12 ] 2003年のコロンビア号の喪失後、ミッションは再び中断された。全体として、コロンビア号の最初の軌道飛行から30年間で135のミッションが打ち上げられ、平均すると約3ヶ月に1回のペースであった。
予想を上回る運営コストが発生した理由としては、以下のようなものが挙げられます。
技術が成功するためには、広報活動よりも現実を優先しなければならない。なぜなら、自然は欺くことができないからだ。
一部の研究者は、NASAの文化が安全よりも打ち上げを優先する方向に大きくシフトし、「ゴーフィーバー」と呼ばれるようになったことを批判している。伝えられるところによると、NASAの上層部は1980年代にこの安全重視の低下を受け入れたが、一部の技術者は警戒心を持ち続けていた。社会学者のダイアン・ヴォーンによれば、積極的な打ち上げスケジュールは、ベトナム戦争後のアメリカの威信を回復しようとする試みとしてレーガン政権時代に生まれたという。[ 22 ]
チャレンジャー号事故の公式調査に任命された物理学者リチャード・ファインマンは、報告書の中で、NASAの現場技術者たちはミッション失敗のリスクを「 1パーセント程度」と見積もっていたと記し、「一方、公式経営陣は失敗の確率は千分の一以下だと主張している。その理由の一つは、資金供給を確保するためにNASAの完璧さと成功を政府に保証しようとする試みかもしれない。もう一つの理由は、彼らがそれを真に信じていたためであり、彼らと現場技術者との間に信じられないほどのコミュニケーション不足があったことを示している」と付け加えた。[ 23 ]
ファインマンの警告にもかかわらず、またヴォーンがNASAの安全委員会や委員会に所属していたにもかかわらず、その後の報道では、NASAの安全に対する相対的な軽視が依然として続いていたことを示す証拠がいくつか見つかった。例えば、コロンビア号の事故に至るまで、NASAは打ち上げ時の小さな発泡材の破片の破損によるリスクを軽視し、過去の発泡材の衝突による損傷がないことから、将来のリスクは低いと想定していた。[ 24 ]
スペースシャトルは当初、旅客機のように運用されることを想定して構想された。着陸後、オービターは点検を受け、外部燃料タンクと固体ロケットブースターとの結合作業が開始され、最短2週間で打ち上げ準備が整うはずだった。
実際には、チャレンジャー号の事故以前は、ミッション後のターンアラウンドタイムの約半分は、飛行中に発生した予期せぬ出来事に基づく計画外のテストと修正に費やされていました。[ 25 ]このプロセスは通常数か月かかり、アトランティス号は54日以内に2回打ち上げ、チャレンジャー号以前の記録を樹立しましたが、コロンビア号はチャレンジャー号以降の記録である88日を樹立しました。シャトル計画の目標である乗組員を安全に地球に帰還させることは、迅速かつ低コストのペイロード打ち上げという目標と相反していました。さらに、多くの場合、生存可能なアボートモードがなかったため、多くのハードウェアは完全に機能する必要があり、そのため各飛行前に綿密な検査が必要でした。その結果、人件費が高額になり、シャトルの運用には約25,000人の作業員が従事し、人件費は年間約10億ドルに達しました。[ 5 ]
当初、宇宙ステーション支援に重要とされていたスペースシャトルの機能の中には、不要であることが判明したものもある。
チャレンジャー号とコロンビア号の事故の技術的な詳細は異なるものの、組織的な問題点には類似点が見られる。飛行技術者が懸念していた潜在的な問題は、NASAの上級管理職に適切に伝えられず、理解もされなかった。機体は異常事態を事前に十分に警告していたにもかかわらず、階層化され、手順重視の官僚的な組織構造が、必要なコミュニケーションと行動を阻害した。さらに、両ミッションの失敗は、有人軌道船を打ち上げ機の側面に取り付けるという設計上の欠陥に起因するとされている。チャレンジャー号の事故では軌道船の脱出が不可能となり、コロンビア号の事故では耐熱シールドが損傷を受けやすくなった。
チャレンジャー号の場合、本来なら全く摩耗しないはずのOリングが、以前のシャトル打ち上げで摩耗していた。しかし、経営陣は、以前の摩耗が30%以下だったため、「3倍の安全マージン」があるとして危険ではないと判断した（実際には、部品は故障しており、安全マージンなど存在しなかった）。モートン・チオコール社は固体ロケットブースター（SRB）を設計・製造しており、NASAとの打ち上げ前の電話会議で、 Oリングに関して最も経験豊富なチオコール社のエンジニア、ロジャー・ボワジョリー氏は、打ち上げの中止または延期を繰り返し経営陣に懇願した。彼は、異常に低い温度によってOリングが硬化し、ロケットモーターセグメントの屈曲時に完全な密閉ができなくなることを懸念しており、まさにそれが致命的な飛行で起こったことだった。しかし、NASA経営陣からの圧力により、チオコール社の上級管理職は彼の意見を却下し、打ち上げを続行させた。打ち上げの1週間前には、固体ロケットブースターの再処理に関するチオコール社の契約も見直しの時期を迎えており、チオコール社の経営陣は打ち上げの中止を何としても避けたいと考えていた。予想通り、チャレンジャー号のOリングは完全に腐食し、宇宙船は完全に破壊され、搭乗していた7人の宇宙飛行士全員が死亡した。
コロンビア号は、上昇中に外部燃料タンクから剥がれ落ちた発泡体の破片によって熱保護が損傷したために破壊された。発泡体は剥がれるように設計されておらず、また剥がれることも想定されていなかったが、過去には事故なく剥がれ落ちたことが観察されていた。当初のシャトル運用仕様書には、オービターの熱保護タイルは破片の衝突に全く耐えられないように設計されていないと記載されていた。時間が経つにつれて、NASAの管理者は、Oリングの損傷が受け入れられたのと同様に、タイルの損傷を徐々に受け入れるようになった。コロンビア号事故調査委員会はこの傾向を「逸脱の正常化」と呼んだ。つまり、設計許容範囲外の事象が、これまで壊滅的な事態に至っていないという理由だけで徐々に受け入れられるようになったということである。 [ 29 ]
スペースシャトル艦隊の熱タイルが欠落または損傷しているという問題は、2003年にコロンビア号が再突入時に分解して失われた後に初めて問題となった。実際、それ以前にもシャトルは最大20枚のタイルが欠落した状態で問題なく帰還していた。STS -1とSTS-41はどちらも軌道マニューバリングシステムポッドの熱タイルが欠落した状態で飛行していた（乗組員には見えた）。コロンビア号の問題は、損傷が熱タイルではなく、翼の強化カーボンカーボン前縁パネルへのフォームの衝突によって生じたことだった。最初のシャトルミッションであるSTS-1では、突出したギャップフィラーが再突入時に高温ガスを右車輪格納部に誘導し、右主着陸装置のドアが座屈した。[ 30 ]
STSミッションの技術的リスク分析の例として、STS-133のSPRA反復3.1の上位リスク要因が挙げられます。[ 31 ] [ 32 ]
ジョン・ヤングとジェリー・L・ロスは、スペースシャトルは常に実験機であり、ロナルド・レーガン大統領がSTS-4後に宣言したような日常的な宇宙飛行のための運用機ではないと信じていた宇宙飛行士の一人だった。リック・ハウクは2017年に、STS-1の前に、機体の喪失リスクを280分の1と推定する分析を見たことがあると述べたが[ 33 ] 、2010年末か2011年初めに発表されたNASA内部のリスク評価研究（ジョンソン宇宙センターのシャトル計画安全・ミッション保証室が実施）では、NASAがシャトルの運用に伴うリスクのレベルを著しく過小評価していたと結論付けられた。報告書では、シャトルの最初の 9 回の飛行中に壊滅的な災害が発生する確率は 9 分の 1 であったが、その後の安全対策の改善によりリスク比率は 90 分の 1 に改善されたと評価した。[ 34 ] 1984 年、レーガンは、シャトルが年間 24 回のミッションを飛行できるようになるまで、おそらく 1988 年までに「完全に運用可能」にならないという国家安全保障決定指令に署名した。 [ 25 ]シャトルは 1985 年の 9 回のミッションを超える頻度で飛行したことはなく、[ 33 ] 1988 年から 2003 年の間は平均して年間約 6 回のミッションであった。[ 35 ]
多くのNASA宇宙飛行士は、訓練の不十分な部外者が宇宙飛行のリスクを十分に理解していないと考えていたため、ペイロードスペシャリストプログラムを批判したが、常勤の宇宙飛行士も同様だったかもしれない。 [ 33 ]チャールズ・ボールデンは、コロンビア号の喪失後、14年間操縦した機体の「貫通不可能な」前翼の縁が1インチ未満の厚さだったことを知って驚いた。[ 36 ] NASAは1982年10月に1986年初頭までに37回のシャトル飛行を予測したが、 [ 25 ]チャレンジャー号の喪失は25回目のシャトル飛行だった。米国海軍テストパイロット学校で危険な航空機を操縦した経験が豊富なハウクは、「25回に1回は失敗すると事前に知っていたら、最初の26回の飛行のうち3回（私がしたように）飛行することを二度考え直しただろう」と述べた。[ 33 ]
システムは1971年にリチャード・M・ニクソン大統領に提示された当初の費用と時間の見積もり内で開発されたものの、2003年2月のコロンビア号事故の時点では、運用コスト、飛行率、ペイロード容量、信頼性が当初の予想よりもはるかに悪いことが判明した。[ 37 ] 1981年4月のSTS-1打ち上げの1年前、グレッグ・イースターブルックはワシントン・マンスリー誌で、打ち上げスケジュールが野心的すぎるため飛行あたりの限界費用が予想以上に高くなること、民間と軍事のすべてのペイロードをシャトルに依存するリスク、固体ロケットブースターが故障した場合の生存可能な中止シナリオがないこと、シャトルの熱保護システムの脆弱性など、シャトルの多くの問題を正確に予測した。[ 38 ] [ 39 ]伝えられるところによると、アメリカ空軍参謀総長のルー・アレン将軍はその年、シャトル計画を中止しただろうと述べた。[ 40 ]
シャトル計画の承認を得るために、NASA はその経済性と有用性を過剰に約束した。非常に大きな固定運用プログラム費用を正当化するために、NASA は当初、国内、内部、国防総省のすべてのペイロードをシャトルに強制的に搭載させた。それが不可能であることが判明したとき (チャレンジャー号事故後)、NASA は国際宇宙ステーション(ISS) をシャトル計画の正当化に利用した。[ 41 ] NASA 長官のマイケル D. グリフィンは2007 年の論文で、サターン計画が継続されていれば、シャトル計画と同じ費用で年間 6 回の有人打ち上げ (うち 2 回は月へ) が可能であり、さらに将来のミッションのためのインフラを打ち上げる能力も備えていたと主張した。
もし私たちがこれらすべてを行っていたら、今日私たちは火星にいて、「今後50年間」のテーマとして火星について書いている必要はなかったでしょう。私たちは地球軌道上で長期宇宙システムを運用する数十年の経験と、月を探査し利用する方法について学ぶ同様の数十年の経験を持っていたでしょう。[ 42 ]
シャトル計画には欠陥があると主張する者もいた。[ 43 ] 1970年代初頭の技術で再利用可能な機体を実現するには、運用上の信頼性と安全性を犠牲にする設計上の決定が必要だった。再利用可能なメインエンジンが優先事項とされた。そのため、エンジンは大気圏再突入時に燃え尽きないようにする必要があり、その結果、オービター自体（シャトルシステムの中で再利用が最優先される部分）にエンジンを搭載することが、一見論理的な決定となった。しかし、これには次のような結果が伴った。
1990年のオーガスティン委員会が表明した懸念は、「民間宇宙計画は宇宙へのアクセスをスペースシャトルに過度に依存している」というものだった。委員会は、「例えば、チャレンジャー号の事故では、通信衛星を軌道に乗せるために7人の宇宙飛行士の命とNASAの打ち上げ資産のほぼ4分の1を危険にさらすことは不適切だった」と指摘した。[ 44 ]
スペースシャトル計画に関連したNASAのスピンオフ技術の中には、商業製品として開発に成功したものもある。例えば、再突入時にシャトルを保護するために開発された耐熱素材を、自治体や航空機の救助消防士のスーツに使用しているものなどである。[ 45 ]