Die Zilokowski-Formel

Zeit für einen weiteren Beitrag über Grundlagen. Es geht heute um eine in der Raumfahrt bisher noch nicht sehr häufig benutzte Formel, die Zilokowski-Formel. Erfunden hat sie Wladimir Iljitsch Zilokowski. Er stellte sie nach dem Debakel der Mars-73 Mission auf, als nur eine Sonde den Mars erreichte und diese bald ausfiel. Grund war, das man sie mit defekten Transistoren startete, man aber aus Kostengründen, die Mission nicht um zwei Jahre verschieben wollte. W.I. Zilokowski analysierte die bisherigen Projekte auf ihre geplanten Kosten und stellte die nach ihm berannte Formel auf, die es erlauben soll die Folgen von Projektentscheidungen auf die Kosten zu verdeutlichen.

Die Zilokowski Formel ist:

WK = BK * TF * (2^(JR/JG) – 1 ) * √ PBE

WK: Die Wahren Kosten, also das was das Projekt kosten wird. Die Einheit ist die in der der Parameter BK angegeben werden.

BK: Die von der Rechnungsabteilung ermittelten angeblich korrekten Projektkosten.

TF: Technologiefaktor, der abhängig ist wie komplex die Raumsonde oder die Missionsdurchführung ist. Aus Erfahrung gibt es folgende TF:

  • 1,0 Stand der Technik bei Nutzlast und Raumsonde: z.B. Voyager
  • 0,9: Stand der Technik bei Nutzlast, schon eingesetzte, eingeführte Technik bei der Sonde: z.B. Magellan
  • 0,7: Eingeführte Technik bei Nutzlast und Sonde: z.B. Mars Odyssey
  • 1,3 Neue Technologien oder Neuentwicklungen bei der Nutzlast: z.B. Galileo
  • 1,7: Neue Technologien bei Nutzlast und Sonde z.B. Viking

JR: Jahre Real: Projektdauer in Jahren bis zum Abschluss der Primärmission

JG: Jahre geplant: Geplante Projektdauer von dr Genehmigung bis zum Ende der Primärmission

PBE: Politbüroeinflussfaktor: Einflüsse der Politik, im Original auf das Politbüro bezogen, aber durchaus auch auf andere Systeme übertragbar:

  • 1,0: Kein Einfluss
  • 1,3: Beschleunigung der Entwicklung in moderatem Maße um z.B. Differenzen zwischen JR und JG zu minimieren
  • 1,5: Beschleunigung der Entwicklung in starkem Maße
  • 1,1: Unterfinanzierung über mehr als ein Jahr
  • 1,2: Stopp der Arbeit um Arbeiter für Erntearbeiten abzuziehen (dieser Faktor scheint sowjetspezifisch zu sein, ist aber wie der US-Wissenschaftler A.R. Strong feststellte, auch auf die USA übertragbar, z.B. Verzögerungen durch Hurrikane, Erdbeben, ausgefallene Startgelegenheiten, Überflutungen oder Streiks haben einen ähnlichen Einfluss. )
  • 1,15: Einzug weiterer Managementebenen
  • 1.07: Abzug von Verantwortlichen aus dem Projekt
  • 0,9: Projekt verliert den Dringlichkeitsstatus und damit den direkten Einfluss von politischen Organen
  • 1,6: Festlegung der Missionsziele, Dauer und PR-relevanter Ergebnisse durch die Politik

Während die Zilokowski Formel in Russland lange Zeit sehr populär war und genutzt wurde um Projekte zu planen, war sie im Westen fast völlig unbekannt. Das hat sich in den letzten Jahren geändert. Während sie in Russland kaum noch angewandt wird, weil es zum einen kaum noch Projekte gibt, und jede Langzeitplanung durch den inflationären Verfalls des Rubels (der in 25 Jahren rund um den Faktor 75.000, im Jahre 1998 gab es sogar eine Währungsschnitt) alle Planungen nur noch Makulatur sind, so kostete Phobos Grunt durch eine zweijährige Startverschiebung anstatt 2,4 rund 5 Milliarden Rubel.

Dagegen hatte Anthony Robert Strong bei einem Besuch im Rahmen der Langzeitplanung der ISS bei den Verhandlungen über die Startkosten von mit Progresstransportern transportierter US-Hardware und Versorgungsgüter von den Forschungen Zilokowksis und seiner Formel gehört. Er bekam umfangreiches Material über die Auswertung von Zilokowsi (der 2003 verstarb) von seiner Witwe. Prüfte es und forderte von der GAO entsprechende Unterlagen über NASA Projekte an und untersuchte diese auf Übereinstimmung mit der Formel.

Er stellte fest, dass die Zilokowski Formel sehr präzise die Kosten von NASA-Projekten vorhersagte, auch wenn die NASA-Planung total versagte, z.B. bei Viking. Die NASA plante mit Projektkosten von 245 Millionen Dollar. Die komplette Neuentwicklung von Raumsonden und Experimenten, Modifikationen bei der Trägerrakete die es in der Form vorher nicht gab, ein Teststart und die Verschiebung des Startes um 2 Jahre steigerte die kosten enorm. Beim Einsetzen der Zilokowski-Formel kommt man auf 870 Millionen Dollar. In keinem Fall wich die Formel um mehr als 20% von den realen Kosten ab, selbst bei extremen Kostenüberschreitungen. Bei Projekten ohne größere Einflüsse liegen die Abweichungen bei weniger als 10% – bei der NASA ist man meistens schon froh, wenn man die Kosten auf 30% genau einhalten kann, so groß sind meist die internen Puffer. In Russland sind sie kleiner, bei vielen Missionen gibt es gar keine, weil ihre Kosten mit der Formel genau berechnet wurden. (Vor allem bei niederen Werten für PBE und TF).

Leider konnte Strong weder die GAO noch die NASA von der Notwendigkeit die Kosten mit der Zilokowksi-Formel zu überprüfen überzeugen. Alleine die Tatsache dass sie von einem Russen stammte führte dazu, dass die meisten Gesprächspartner abwinkten. Die die sich die Formel ansahen, stiegen dann aus, wenn sie über den PBE Faktor stießen, obwohl in den USA Präsident, Kongress und Senat genau den gleichen Einfluss ausüben können, wie man beim Space Shuttle Programm, der ISS, CCDev und dem James Webb-Teleskop sieht.

2 thoughts on “Die Zilokowski-Formel

  1. Oh, oh, oh, Bernd! – Da hast Du es ja mal wieder geschafft, mich auf die falsche Fährte zu locken. Ich hab mich nämlich gefragt, was ein Beitrag über die Ziolkowski-Formel in Münchhausens Kolumne sucht, wobei ich allerdings an die Raketengrundgleichung dachte, die man ja auch so nennt. Das war sicherlich Absicht…
    Aber um mal bei Deiner Phantasieformel zu bleiben: Irgendwie vermisse ich für den Faktor PBE noch ein paar Werte kleiner als eins. Hab zwar keine Ahnung, was die bewirken sollen, aber da das ganze ja eh Quatsch ist, ist das auch nicht weiter tragisch. – Oder hast Du die Formel irgendwo anders her und nur die Faktoren kreativ umgewidmet?

  2. Es handelt sich um die Zilokowksiformel und nicht die Ziolkowski-Gleichung!
    Strong hat für das Discoeryprogramm einen PBE von 0,7 ermittelt, aber da dieses in der Konzeption scheiterte empfiehlt er nicht die Anwendung dessen Prinzipen.

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