Campus

Joseph Fragola vindt de tijd rijp voor Mars

De explosie van de Challenger was een klap in het gezicht van de NASA. Het ruimtevaartprogramma werd bijna volledig stilgelegd om de veiligheid van Shuttle-vluchten te vergroten en risico-analist Joseph Fragola speelde daarbij een belangrijke rol.

Hij schat de risico’s in van bestaande en toekomstige ruimtevaartprogramma’s. Omdat hij toch in Nederland was, gaf hij afgelopen maandag een lezing bij Wiskunde en Informatica.

De expertise van Fragola ligt op het grensvlak van statistiek, wetenschap en techniek. ,,Om de risico’s te bepalen, moet je thuis zijn in de natuurkundige principes waarop een ontwerp is gebaseerd.” Fragola beheerst die kennis en dat maakt hem een gewaardeerd medewerker in de wereld van de Amerikaanse ruimtevaart.

Maar er zijn ongetwijfeld ook NASA-medewerkers die niet tuk zijn op Fragola’s inbreng. Zo bracht zijn studie naar het ontwerp voor het bemande ruimtestation ‘Freedom’ terug naar de tekentafel. ,,De ontwerpers waren uitgegaan van de regels die bij de Space Shuttle prima hadden gewerkt. Om maximale betrouwbaarheid te garanderen, werd elk onderdeel in drievoud uitgevoerd.”

De NASA vroeg zich af of dat een correcte gedachtengang was en riep de risico-analisten erbij. Fragola: ,,We hadden de taak om vast te stellen met welke frequentie station-onderdelen aan vervanging toe zouden zijn.” En dat viel tegen, bleek al snel. ,,Bij dat ontwerp zouden astronauten bijna continu met het onderhoud bezig zijn. Per maand moesten er tussen de tien en dertig onderdelen door ruimtewandelaars worden vervangen.” Onacceptabel, oordeelde NASA en het plan ging op de helling.

Waar een ruimtestation nog toekomst is, vliegen de Space Shuttles in de tegenwoordige tijd. Shuttle-piloten voelen zich relatief veilig, mede omdat Fragola en zijn medewerkers de risicofactoren van een Shuttle-vlucht in kaart hebben gebracht.

Aan de hand van rampenscenario’s en simulaties berekende Fragola de waarschijnlijkheid dat een defect in een bepaald shuttle-onderdeel tot een LOV leidt: een Loss Of Vehicle. Door dat voor ieder onderdeel te doen, verkreeg hij een kansverdeling waaruit verrassende conclusies konden worden getrokken. In de hoofdmotoren (SSME’s) van een shuttle zijn drie onderdelen verantwoordelijk voor tachtig procent van het risico. En bij de hulpraketten (SRB’s) blijft een gaslek een aanzienlijke risicofactor. Dat doet de wenkbrauwen fronsen, want was het niet een gaslek dat de Challenger veranderde in een vuurzee? Fragola is zich daarvan bewust: ,,Meer aandacht voor risicovolle onderdelen lost het risico niet gegarandeerd op.”
Voorzichtigheid

Meer voorzichtigheid is wèl een resultaat van de risico-analyse, dat bleek afgelopen zomer. Op aanbevelen van Fragola en de zijnen werd het lanceerprogramma van de Shuttles enige tijd stopgezet. Het probleem zat in de hulpraketten, waar bij een vorige vlucht een beginnend gaslek was geconstateerd. Fragola toonde aan dat voortzetting van het lanceerprogramma het risico verhoogde met maximaal 65 procent. De NASA laste een pauze in tot het probleem was opgelost.

Over de plannen om in het nieuwe millenium voet op Mars te zetten, zei Fragola: ,,Met de huidige stand van de technologie kunnen we al mensen naar Mars brengen. De kans dat zo’n missie mislukt, is één op vijf. Dat lijkt veel, maar dat is het niet. Toen de eerste Amerikaan de ruimte inging, liepen we 25 procent kans dat het niet zou lukken. En bij de maanmissies liepen we ook een hoog risico.”

De reden waarom we dan niet vandaag naar de rode planeet afreizen, is volgens Fragola duidelijk: ,,De hedendaagse Amerikanen nemen geen risico’s, die spelen op safe.” Hij besluit met een boodschap voor de zaal: ,,Stel je eens voor wat we zouden kunnen bereiken, als we het maar zouden willen. Ik heb in mijn loopbaan genoeg opwinding gehad. Nu is het tijd voor jullie.”

Robin Lopulalan

De explosie van de Challenger was een klap in het gezicht van de NASA. Het ruimtevaartprogramma werd bijna volledig stilgelegd om de veiligheid van Shuttle-vluchten te vergroten en risico-analist Joseph Fragola speelde daarbij een belangrijke rol. Hij schat de risico’s in van bestaande en toekomstige ruimtevaartprogramma’s. Omdat hij toch in Nederland was, gaf hij afgelopen maandag een lezing bij Wiskunde en Informatica.

De expertise van Fragola ligt op het grensvlak van statistiek, wetenschap en techniek. ,,Om de risico’s te bepalen, moet je thuis zijn in de natuurkundige principes waarop een ontwerp is gebaseerd.” Fragola beheerst die kennis en dat maakt hem een gewaardeerd medewerker in de wereld van de Amerikaanse ruimtevaart.

Maar er zijn ongetwijfeld ook NASA-medewerkers die niet tuk zijn op Fragola’s inbreng. Zo bracht zijn studie naar het ontwerp voor het bemande ruimtestation ‘Freedom’ terug naar de tekentafel. ,,De ontwerpers waren uitgegaan van de regels die bij de Space Shuttle prima hadden gewerkt. Om maximale betrouwbaarheid te garanderen, werd elk onderdeel in drievoud uitgevoerd.”

De NASA vroeg zich af of dat een correcte gedachtengang was en riep de risico-analisten erbij. Fragola: ,,We hadden de taak om vast te stellen met welke frequentie station-onderdelen aan vervanging toe zouden zijn.” En dat viel tegen, bleek al snel. ,,Bij dat ontwerp zouden astronauten bijna continu met het onderhoud bezig zijn. Per maand moesten er tussen de tien en dertig onderdelen door ruimtewandelaars worden vervangen.” Onacceptabel, oordeelde NASA en het plan ging op de helling.

Waar een ruimtestation nog toekomst is, vliegen de Space Shuttles in de tegenwoordige tijd. Shuttle-piloten voelen zich relatief veilig, mede omdat Fragola en zijn medewerkers de risicofactoren van een Shuttle-vlucht in kaart hebben gebracht.

Aan de hand van rampenscenario’s en simulaties berekende Fragola de waarschijnlijkheid dat een defect in een bepaald shuttle-onderdeel tot een LOV leidt: een Loss Of Vehicle. Door dat voor ieder onderdeel te doen, verkreeg hij een kansverdeling waaruit verrassende conclusies konden worden getrokken. In de hoofdmotoren (SSME’s) van een shuttle zijn drie onderdelen verantwoordelijk voor tachtig procent van het risico. En bij de hulpraketten (SRB’s) blijft een gaslek een aanzienlijke risicofactor. Dat doet de wenkbrauwen fronsen, want was het niet een gaslek dat de Challenger veranderde in een vuurzee? Fragola is zich daarvan bewust: ,,Meer aandacht voor risicovolle onderdelen lost het risico niet gegarandeerd op.”
Voorzichtigheid

Meer voorzichtigheid is wèl een resultaat van de risico-analyse, dat bleek afgelopen zomer. Op aanbevelen van Fragola en de zijnen werd het lanceerprogramma van de Shuttles enige tijd stopgezet. Het probleem zat in de hulpraketten, waar bij een vorige vlucht een beginnend gaslek was geconstateerd. Fragola toonde aan dat voortzetting van het lanceerprogramma het risico verhoogde met maximaal 65 procent. De NASA laste een pauze in tot het probleem was opgelost.

Over de plannen om in het nieuwe millenium voet op Mars te zetten, zei Fragola: ,,Met de huidige stand van de technologie kunnen we al mensen naar Mars brengen. De kans dat zo’n missie mislukt, is één op vijf. Dat lijkt veel, maar dat is het niet. Toen de eerste Amerikaan de ruimte inging, liepen we 25 procent kans dat het niet zou lukken. En bij de maanmissies liepen we ook een hoog risico.”

De reden waarom we dan niet vandaag naar de rode planeet afreizen, is volgens Fragola duidelijk: ,,De hedendaagse Amerikanen nemen geen risico’s, die spelen op safe.” Hij besluit met een boodschap voor de zaal: ,,Stel je eens voor wat we zouden kunnen bereiken, als we het maar zouden willen. Ik heb in mijn loopbaan genoeg opwinding gehad. Nu is het tijd voor jullie.”

Robin Lopulalan

Editor Redactie

Do you have a question or comment about this article?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.