Il 12 ottobre 2023 è stato pubblicato un nuovo report del NASA Office Inspector General (OIG) nel quale si analizza il programma di transizione dello Space Launch System verso un programma di contratto di servizio commerciale. Allo scopo di portare il programma Artemis a una sostenibilità economica sul lungo termine, la NASA si sta preparando ad affidare a un unico fornitore privato il contratto di produzione, integrazione dei sistemi e lancio, per almeno cinque missioni di SLS, a partire da Artemis V (prevista per il 2029) oltre che lo sfruttamento commerciale del vettore, al di là delle missioni Artemis.

In tal modo, l’Agenzia acquisterebbe solamente il servizio di lancio con la prospettiva di ridurre del 50% la spesa per ogni missione Artemis. I costi di lancio sono una delle voci che impatta maggiormente sul budget dell’intero programma. La verifica condotta dall’OIG, tuttavia, evidenzia come l’obiettivo di riduzione di costo sia irrealistico e mette in luce altre criticità legate ai termini dei contratti e alla capacità di negoziazione che risulta ridotta a causa dell’assenza di competizione sui lanci commerciali.

Tra le sette raccomandazioni prodotte dall’OIG, si consiglia alla NASA di modificare i contratti attuali a rimborso spese, trasformandoli in contratti a prezzo fisso, di assicurare al Governo USA i diritti sui dati e i processi dei sistemi di SLS e si raccomanda di mantenere una flessibilità che consenta alla NASA di affidarsi anche ad altri – futuri – lanciatori commerciali.

Contesto: piani di sviluppo del programma SLS ed EPOC

La review condotta dall’Office Inspector General (OIG) arriva poche settimane dopo un altro report dell’U.S. Government Accountability Office (GAO), in cui si confermava l’insostenibilità economica del vettore SLS e una mancanza di trasparenza nella tracciabilità e rendicontazione dei costi legati al vettore. Lo scopo dell’indagine è quello di verificare in quale misura il futuro contratto di servizio chiamato “Exploration Production and Operations Contract” (EPOC), può concretamente permettere al programma Artemis di raggiungere gli obiettivi di performance e sostenibilità economica.

Come è ormai risaputo, il programma Artemis è gravato da ritardi e aumenti di costi nell’ordine dei miliardi di dollari, da attribuire perlopiù allo sviluppo di SLS e della capsula Orion, ma anche del Mobile Launcher, ovvero la struttura di terra che serve per gestire l’assemblaggio, il trasporto e il lancio di SLS. I costi totali del programma si prevede raggiungano i 93 miliardi di dollari nel periodo compreso tra l’anno fiscale 2012 e 2025, con i costi di sviluppo dello Space Launch System che rappresentano il 26% del totale.

A partire dalla missione Artemis IV, l’intero programma diventerà più complesso e ben più costoso. Artemis IV vedrà, infatti, l’impiego di una versione diversa dell’attuale lanciatore, chiamata SLS Block 1B, in grado di portare la capacità di carico di SLS dalle attuali 27 tonnellate a 42 tonnellate. Questo upgrade verrà gestito cambiando completamente il secondo stadio del razzo, mentre il resto rimarrà uguale.

Prima di questo passaggio, già da Artemis III si dovrà concretizzare lo sviluppo del primo Human Landing System, cioè la Starship e del Gateway lunare. Il lancio dei primi due moduli è attualmente previsto tra il 2025 e il 2026. La NASA ha riconosciuto l’insostenibilità economica, in particolare del vettore, e sta valutando metodi per rendere le missioni più convenienti. A tale scopo si è costituita la Deep Space Transport, LLC (DST), una joint venture tra Boeing e Northrop Grumman, due dei principali contractor NASA.

Questa nuova impresa è frutto di anni di lavoro tra NASA e i suoi fornitori:

L’Agenzia, già nel novembre 2016, sottopose ai fornitori una Request For Information (RFI) allo scopo di creare nuove Public-Private Partnerships (PPP) che potessero portare, nel lungo termine, a una maggior efficienza nello sviluppo e nell’operatività di SLS, Orion e dell’Exploration Ground System (ovvero tutti i sistemi e gli equipaggiamenti di terra adibiti all’assemblaggio, trasporto, lancio e recupero dei veicoli).

L’utilizzo di componenti ereditati dall’era Space Shuttle, come ad esempio i 16 motori RS-25 impiegati nelle missioni da Artemis I ad Artemis IV, aveva lo scopo anch’esso di ridurre i costi di sviluppo e operativi. Nel 2021 l’Exploration System Development Mission Directorate ha chiesto al Management NASA di proporre iniziative che potessero condurre a una riduzione di costi e, in quella sede, si suggerì l’implementazione di contratti a prezzo fisso e l’utilizzo di un prime contractor in grado di occuparsi delle procedure di System Engineering e integrazione.

Da queste iniziative nasce il programma EPOC che dovrebbe trasformare i singoli contratti di fornitura delle componenti di SLS, in un unico contratto di servizio. Ciò è pensato come un modo per massimizzare l’efficienza del programma SLS sul lungo termine grazie all’approvvigionamento di servizi di lancio da un unico contraente. Questo contraente deve essere un’organizzazione formale e strutturata, in grado di assumersi le responsabilità dello sviluppo, integrazione, operatività e lancio del vettore. Il risultato è, quindi, la creazione della Joint Venture DST a cui è previsto che venga assegnato l’EPOC.

Come si può notare, l’assegnazione non avviene mediante bando pubblico, bensì tramite un meccanismo di affidamento diretto a un unico fornitore (una “procedura negoziata”). La NASA, in questo caso, redige uno JOFOC (Justification for Other than a Full and Open Competition), che è un documento formale richiesto dalla Federal Acquisition Regulation (FAR) in quei casi in cui la procedura di appalto è condotta con un processo non competitivo. In questo documento si deve fornire una dettagliata giustificazione che motivi l’impraticabilità di un concorso generale, solitamente dovuta ai costi che verrebbero a crearsi in seguito all’affidamento a un diverso fornitore.

L’immagine qui proposta sintetizza i principali elementi e le responsabilità che saranno in capo alla Deep Space Transport, LLC sotto il contratto EPOC. Come si vede, sono inclusi in EPOC tutti i componenti del lanciatore, escluso Orion Multi-Purpose Crew Vehicle, il cui sviluppo rimane in capo a Lockheed Martin ed ESA. Esclusi anche i sistemi di terra che rimangono alla NASA.

Attualmente, i contractor coinvolti negli sviluppi di SLS sono quattro e ognuno ha una serie abbastanza articolata di contratti. Qui si citano soprattutto quelli che riguardano lo sviluppo del vettore potenziato Block 1B e che si prevede confluiscano nell’EPOC:

• Boeing attualmente sviluppa con ULA l’ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), per i modelli SLS Block 1 fino ad Artemis III. Oltre a ciò, sviluppa lo stadio centrale per le missioni Artemis I e II e l’Exloration Upper Stage della versione SLS Block 1B di Artemis IV, sotto un contratto chiamato “Boeing Stages Contract”. Gli stadi centrali da Artemis III e gli Exploration Upper Stage da Artemis V in poi, cadono sotto un’altra serie di contratti che si chiama “Boeing Stages Production and Evolution Contracts” (SPEC).
• Northrop Grumman a cui è affidata la produzione dei booster solidi laterali, con relativo contratto “Booster Production and Operations Contract”, valido da Artemis IV.
• Aerojet ha due contratti per la fornitura dei motori RS-25 allo stadio centrale e gli RL-10 al secondo stadio
• Dynetics ha un contratto di sviluppo dello Universal Stage Adapter, modulo che connette Orion all’Exploration Upper Stage e che farà parte anch’esso della versione SLS Block 1B

Attraverso la Joint Venture DST, Boeing e Northrop Grumman diventano i cosiddetti “prime” e dovranno gestire i contratti coi subcontraenti Aerojet e Dynetics, assumendosi la responsabilità della catena di fornitura e integrazione di tutte queste componenti.

Questa è una operazione che in parte la NASA ha già effettuato in passato, perlomeno quella di traslare un progetto complesso verso l’assegnazione ad un unica entità formale. Avvenne per lo Space Shuttle, la cui gestione venne assegnata ad una joint venture chiamata USA (United Space Alliance) e per alcuni contratti di lancio militari, per cui si creò ULA (United Launch Alliance) nel 2006.

Il costo di “SLS commerciale”

L’OIG ha calcolato che questi contratti porterebbero il costo di un singolo lanciatore a 2.5 miliardi di dollari (rispetto ai 2.2 miliardi stimati in precedenza), esclusi gli altri costi come quelli delle operazioni di System Engineering & Integration. Sebbene non si possano ancora determinare le clausole dei contratti che verranno finalizzati con EPOC (la NASA sta ancora affinando la sua strategia), si nota che, nei contratti attualmente in essere, quelli a maggior valore assegnati a Boeing per i core stage e ad Aerojet per i motori, sono contratti a rimborso spese, di tipo “Cost-Plus”. I costi legati allo sviluppo del core stage, Exploration Upper Stage e motori RS-25 impattano sul totale per oltre il 60% e questi contratti a rimborso spese con componenti di incentivi, commissioni e premi potrebbero non essere sempre la soluzione migliore.

Questa tipologia di contratto risulta idonea quando il progetto non ha caratteristiche ben definibili e preventivabili a monte, dando maggiore flessibilità al contraente, ma lascia i rischi maggiori in capo al Governo federale. I contratti a prezzo fisso, al contrario, stabiliscono a priori l’ammontare da corrispondere al contraente per il progetto. Proprio quest’ultimo sostiene il rischio maggiore perché dovrà riuscire a contenere i costi e, possibilmente, i tempi di delivery del prodotto. Quest’ultima tipologia è quella che viene impiegata attualmente anche per i contratti di sviluppo dello Human Landing System ed è parte di ciò su cui punta la NASA per dimezzare i costi di SLS attraverso EPOC.

Perché EPOC rischia di non essere efficace

La transizione non sarà immediata poiché è previsto un periodo di circa tre anni, durante il quale l’ESD Mission Directorate della NASA dovrà valutare la capacità della Joint Venture DST di gestire pienamente i processi di sviluppo e integrazione di SLS.

EPOC prevede di assegnare contratti a DST per la fornitura di servizi di lancio per almeno cinque missioni Artemis, prorogabile per altre cinque, con un tasso di lancio di una missione con equipaggio all’anno e almeno una missione cargo all’anno. Deep Space Transport, LLC avrà anche il compito di allargare la base di clienti per sfruttare commercialmente SLS. La NASA prevede che, assieme al contratto a prezzo fisso, l’aumento del tasso di produzione e di utilizzo del vettore, porterà a economie di scala (e di apprendimento), che consentirebbero un abbattimento dei costi di produzione del 50%.
L’indagine condotta da OIG dimostra che non è possibile e vediamo perché:

• L’aspettativa di risparmio sui costi si basa sull’ipotetico risparmio causato dalla riduzione di forza lavoro per lo sviluppo dei core stage da parte di Boeing. Inoltre, la NASA ha stimato un taglio di costi per Aerojet, dovuto alla maggior efficienza fornita dalla stampa 3D e all’impiego di materiali meno costosi per la produzione dei futuri RS-25 (quelli che andranno sviluppati da Artemis V, quando saranno esauriti i motori degli Space Shuttle).Ciò si è dimostrato irrealizzabile; il costo di produzione di un singolo SLS rimarrà al di sopra dei 2 miliardi di dollari, almeno nei primi 10 che verranno prodotti. Questo perché l’OIG non ha trovato evidenze di una significativa riduzione di forza lavoro da parte di Boeing e i costi di sviluppo dei motori sono sottostimati. Nel contratto per lo sviluppo dei nuovi RS-25 risulta un aumento dei costi del 13% rispetto a quelli prodotti durante l’era Space Shuttle e i calcoli della NASA non prendono in considerazione le spese collegate per la ri-certificazione, la ripartenza della linea produttiva industriale e altri costi produttivi
• Il piano di aumentare la frequenza di voli ad almeno 2 all’anno per sfruttare le economie di scala non è attuabile. L’espansione della base clienti per SLS è ostacolata dalla prospettiva di altri veicoli commerciali pesanti e super pesanti che potrebbero divenire operativi nel medio termine. Due compagnie in particolare, SpaceX e Blue Origin, stanno sviluppando i propri lanciatori (rispettivamente Starship e New Glenn) che presenteranno tecnologie innovative atte a renderli più leggeri, più convenienti e riutilizzabili.Stando all’esperienza dei vettori Atlas V e Falcon 9, la competizione che nascerà tra questi vettori commerciali spingerà ulteriormente in basso i costi per lancio e, di conseguenza, SLS potrebbe non riuscire a competere. Un esempio, il Dipartimento della Difesa statunitense ha scelto i vettori di SpaceX e ULA per le proprie missioni e anche la missione scientifica Europa Clipper è stata spostata sul vettore Falcon Heavy di SpaceX, mentre era originariamente prevista per il lancio con SLS.
• La NASA avrà, inoltre, delle difficoltà a negoziare dei contratti a prezzo fisso con DST a causa della posizione di forza contrattuale presentata da Boeing e Northrop Grumman, che si basa su diversi elementi:
  – La NASA ha deciso di assegnare i contratti di sviluppo di SLS su base non competitiva. Questa decisione trova fondamento nella convinzione dell’Agenzia che assegnare i contratti ad altre aziende porterebbe a un significativo aumento di costi e ritardi nelle tempistiche.
  – Un altro problema rilevante sta nei diritti di utilizzo sui dati dello sviluppo di componenti e processi di SLS. Dal 2012, allo scopo di incentivare il risparmio sui costi, la NASA ha consentito a Boeing e ai suoi subcontraenti di includere nei documenti di design dello stadio centrale e dell’Exploration Upper Stage di SLS, delle limitazioni alla loro diffusione. Questi segreti industriali, dati finanziari e di design protetti da riservatezza comprendono ciò che è stato sviluppato a spese private dalla rete di contractor, incluse le modifiche minori. Ciò, però, impedisce al Governo federale di divulgare informazioni che possono consentire ad altre imprese commerciali di replicare diversi sistemi di SLS.

Questi ultimi elementi, in particolare, hanno determinato la mancanza di competizione fra aziende nello sviluppo dei sistemi di SLS. Questo, nonostante sia comprovato il beneficio derivante dalla fornitura da parte di più aziende commerciali (come nel caso dei programmi NASA Commercial Cargo e Commercial Crew).

Raccomandazioni

Per la sostenibilità dell’intero programma Artemis, si considera di importanza fondamentale ridurre significativamente i costi del veicolo di lancio SLS. A tal proposito, l’OIG stila una serie di sette raccomandazioni indirizzate all’Amministratore Associato per l’ESD Mission Directorate.

1. La NASA, a partire dagli elementi e dai contratti di produzione di SLS Block 1B, deve stabilire dei parametri di risparmio sui costi che siano raggiungibili.
2. I contratti per lo sviluppo del core-stage e dell’Exploration Upper Stage devono passare a contratti a prezzo fisso con un prezzo tarato per singola missione, capace di tracciare gli effettivi costi sostenuti. Questo punto è in accordo con i consigli forniti dal recente report del GAO.
3. Se questi contratti vengono mantenuti a rimborso spese con tipologia “cost-plus-award-fee”, nel condurre le valutazioni per la corresponsione del premio, la NASA dovrebbe dare maggior peso al fattore “costo”.
4. Necessaria una dettagliata revisione di tutti i documenti sottoposti dai contraenti per assicurarsi che i diritti sui dati e i processi non siano trasferiti ai contraenti inutilmente.
5. L’Agenzia dovrebbe includere nei contratti la flessibilità sulle future acquisizioni in modo tale da potersi rivolgere ad eventuali alternative commerciali.
6. Il contratto che si andrà a definire con la Joint Venture DST dovrebbe comprendere uno specifico compenso, sotto forma di incentivo, per precisi obiettivi di riduzione dei costi su ogni SLS sviluppato.
7. Durante tutto il periodo di transizione di EPOC, devono permanere i team della NASA a supervisionare il lavoro di Deep Space Transport LLC. Oltre a questi, devono essere condotti i Government Mandatory Inspection Points che servono ad assicurare l’aderenza agli standard di produzione (specialmente dopo i problemi rilevati nel 2019 con Boeing). Questi ultimi vengono condotti dalla DMCA, l’Agenzia responsabile dell’amministrazione dei contratti del Dipartimento della Difesa statunitense.

Il Management della NASA ha ricevuto copia di questo report e ha descritto le azioni intraprese per soddisfare le raccomandazioni dell’OIG. Concorda su tutti i punti tranne due nei quali è parzialmente in accordo:

• Riguardo la raccomandazione numero 2, il Management NASA comunica che gli accordi attuali, basati sul rimborso dei costi, garantiscono il monitoraggio dell’efficienza e del rischio, nonché la possibilità di interrompere lo sviluppo nel caso il progetto venga reputato non raggiungibile tecnicamente o troppo costoso. Allo stabilizzarsi della produzione dello stadio centrale e dell’Exploration Upper Stage, con la maturazione del loro design, si ridurranno i rischi e si potrà modificare i contratti, portandoli a prezzo fisso. Il contratto EPOC, attualmente, è previsto che sia stipulato a prezzo fisso, ma il Management NASA nutre dei dubbi sull’efficacia dell’adozione del “prezzo per missione”.
• Anche il punto 7 trova parziale accordo da parte della NASA che ricorda che la strategia di procurement non è ancora stata stabilita e dipenderà dalle valutazioni sulle performance nel periodo di transizione pre-EPOC. Quando arriverà il momento, la NASA determinerà un sistema di compensazione che promuova la sostenibilità e l’eccellenza tecnica.

All’Office of Inspector General, il compito di sorvegliare sulle correzioni e implementazioni proposte dal Management NASA.