Comparaison des méthodes employées par la NASA et par l'ESA pour l'estimation des coûts de missions martiennes habitées

Charles D.Hunt
NASA MSFC
Huntsville
  Michel O.Van Pelt
ESA-ESTEC
Noordwijk ZH, Pays Bas

Traduction de l'anglais par Etienne Martinache
et Bertrand Spitz

Introduction Mars Direct Décomposition des coûts Règles de base et phylosophie des estimations de coûts
Outils d'estimation des coûts Estimations et comparaisons Résultats de l'évaluation
Analyse des augmentations de coût Conclusions Remerciements et références

DECOMPOSITION DES COÛTS

L'exercice portait sur l'estimation du coût du projet sur toute sa durée de vie, incluant :

  • Le développement et la production des lanceurs, vaisseaux et matériel embarqué
  • Le développement et la production de l'infrastructure au sol
  • Le développement des logiciels, embarqués et au sol
  • Les coûts opérationnels
  • Les coûts des systèmes à tous les niveaux, y compris ceux de l'agence spatiale

Pour que les évaluations soient assez précises et que la comparaison des estimations puisse être effectuée d'une façon suffisamment fine, nous avons souhaité procéder à une décomposition des coûts jusqu'au niveau des sous-systèmes pour les véhicules principaux. Pour l'infrastructure au sol, sur Terre et sur Mars, ainsi que pour des parties du lanceur Arès, nous avons choisi d'effectuer une décomposition moins détaillée.

Comme la littérature existante sur Mars Direct ne nous fournissait pas le niveau de détail requis, nous avons procédé nous-mêmes à une décomposition plus exhaustive des équipements et des tâches, y compris les hypothèses nécessaires sur des précisions techniques telles que la masse, le type de technologie, la redondance, etc. On voit sur le tableau 1 la décomposition définitive que nous avons utilisée pour les estimations de coût.


Mars Direct Règles de base et phylosophie des estimations de coûts

Tableau 1
Lanceur lourd Ares
  Boosters à poudre améliorés
    Tuyère
Système d'orientation des tuyères
Case
Jupe arrière
Allumeur
Protection thermique
Systèmes électrique
Systèmes de sécurité pyro
Fusées de séparation
Assemblage, intégration et tests
Équipements sol associés
  Étage 1
    Réservoir externe modifié
      Structure
Réservoir d'hydrogène
Réservoir d'oxygène
Protection thermique
Systèmes électrique
Systèmes de sécurité pyro
Fusées de séparation
Contrôle thermique
    Nacelle moteurs
      Moteurs principaux Navette Spatiale
Canalisations, valves, filtres, etc.
    Assemblage, intégration et tests
Gestion, études et assurance produit
  Étage 2
    Structure étage
Case à équipements
Moteur
      Structure
Système de contrôle d'attitude
Guidage, navigation et contrôle
Télémétrie
Gestion des données
Systèmes électrique
Systèmes de sécurité pyro
Contrôle thermique
    Assemblage, intégration et tests
Gestion, études et assurance produit
Équipements sol associés
  Adaptation interétage
  Adaptateur charge utile
  Coiffe
  Logiciels de bord
  Développement systèmes
    Gestion du développement
  Coûts opérationnels
    Transport des éléments du lanceur
Pré-mission
Mission
Carburants et produits de pressurisation
      Étage 1 : oxygène liquide
Étage 1 : hydrogène liquide
Étage 2 : oxygène liquide
Étage 2 : hydrogène liquide
  Coûts indirects
    Administration du programme et contrôle qualité
Maintenance et amélioration du segment sol
Taxes
  Vol d'essai et analyses
  Provisions pour risques techniques
Module d'atterrissage (ERV et hab)
  Sous-systèmes et logiciels
    Fusées, réservoirs, tuyauterie
Structure (pieds d'atterrissage compris)
Distribution électrique
Contrôle thermique
Dispositif pyrotechnique de séparation du bouclier atmosphérique
Mécanisme déploiement pieds d'atterrissage
  Propergols et pressurisation
    Hydrogène liquide
Oxygène liquide
  Bouclier d'aérofreinage martien
Frais généraux
    Intégration et essais
Gestion développement
Développement équipements de soutien sol
  Provisions pour risques techniques
Équipement de surface
  ERV : Générateur nucléaire type SP-100
ERV : Véhicule léger alimenté au méthane et à l'oxygène
ERV : Balise d'atterrissage
Hab : Rover ouvert
Hab : Rover pressurisé
Hab : Équipements scientifiques de terrain
Provisions pour risques techniques
Infrastructures sol sur Terre
  Infrastructures sol du lanceur
    Salle de mise en oeuvre du lanceur
Salle de contrôle du lanceur
Équipements sol
Logiciels systèmes sol
  Infrastructures sol des véhicules martiens
    Salle de mise en oeuvre des véhicules
Équipements sol pour mise en oeuvre ERV
Équipements sol pour mise en oeuvre Hab
Équipements sol pour mise en oeuvre atterrisseurs
  Salle de contrôle de la mission
Stations sols
Salles d'entraînement de l'équipage
    Simulateur de vol ERV
Simulateur de vol Hab
Simulateur de sortie extravéhiculaires
  Gestion des salles de contrôle et de simulation et études
Provisions pour risques techniques

Véhicule de retour sur Terre (ERV)

  Rentrée atmosphérique et capsule d'habitation
    Équipement de vie
Aménagement intérieur
Guidage, navigation et contrôle
Système de contrôle à réaction
Système de gestion des données bord
Télémétrie, poursuite et contrôle avec antenne à grand gain
Panneaux solaires
Distribution électrique
Harnais de sécurité
Batteries
Structure
Contrôle thermique
      Radiateur de dissipation
Isolation, chauffage, pompes, etc.
    Mécanismes
      Mécanisme de rotation et de pointage de l'antenne grand gain
Mécanisme de commande des panneaux solaires
    Bouclier de rentré atmosphérique
Système de parachute
Logiciels de bord
Assemblage, intégration et tests
Gestion, études et assurance produit
Équipements sol associés
  Étage de remontée 2
    Réservoir carburant
Réservoir comburant
Moteurs fusée
Tuyères
Canalisations, valves, filtres, etc.
Système d'orientation des tuyères
Structure
Systèmes électrique
Contrôle thermique
Séparation pyrotechnique
Assemblage, intégration et tests
Gestion, études et assurance produit
Équipements sol associés
  Étage de remontée 1
    Réservoir carburant
Réservoir comburant
Moteurs fusée
Tuyères
Canalisations, valves, filtres, etc.
Système d'orientation des tuyères
Structure
Systèmes électrique
Contrôle thermique
Séparation pyrotechnique
Assemblage, intégration et tests
Gestion, études et assurance produit
Équipements sol associés
  Unité de production du carburant
Combinaisons de sortie
Provisions
Hydrogène pour production de carburant
Frais généraux
    Intégration et essais
Gestion développement
Développement équipements de soutien sol
  Provisions pour risques techniques

Module d'habitation sur Mars

    Équipement de vie
Aménagement intérieur
Équipements du laboratoire
Guidage, navigation et contrôle
Système de contrôle à réaction
Système de gestion des données bord
Télémétrie, poursuite et contrôle avec antenne à grand gain
Panneaux solaires
Distribution électrique
Harnais de sécurité
Batteries
Structure
Contrôle thermique
      Radiateur de dissipation
Isolation, chauffage, pompes, etc.
    Mécanismes
      Mécanisme de rotation et de pointage de l'antenne grand gain
Mécanisme de commande des panneaux solaires
Câble liaison hab-3e étage (gravité artificielle)
        Mécanisme de déploiement
Câble
    Logiciels de bord
  Combinaisons de sortie
Provisions
Frais généraux
    Intégration et essais
Gestion développement
Développement équipements de soutien sol
  Provisions pour risques techniques

Gestion haut niveau du maître d'oeuvre

  Gestion du programme
Études
Assurances produits
Analyses et intégration
Provisions pour risques techniques

Gestion haut niveau de l'agence spatiale

  Gestion du programme
Études
Assurances produits
Analyses et intégration
Provisions pour risques techniques

Personnels

  Contrôle des missions inhabitées
Contrôle des missions habitées
Contrôle des simulations
Stations sols
Équipage
Récupération, recherche et sauvetage
Provisions pour risques techniques

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