Осваиваем Космос

Существуют опасения насчет надежности надувных модулей, но они имеют под собой мало оснований. Например, МКС от возможного столкновения с космическим мусором защищают не жесткие корпусы модулей, а закрепленные на них снаружи щиты. От космической радиации несколько миллиметров алюминия тоже не защитят лучше, чем «мягкий» корпус надувного модуля толщиной в десятки сантиметров. При возможной разгерметизации надувной модуль может потерять жесткость, если он не был укреплен после раскрытия, но это не значит, что он сложится или сомнется. Кроме того, как известно, потеря герметичности станции не является главной угрозой для космонавтов. У космонавтов не будет времени справиться с пробоиной или эвакуироваться на «Союзах» только при катастрофическом столкновении, которое одинаково опасно для любых модулей, независимо от их конструкции.

Конечно, у инженеров нет достаточной статистики, чтобы с уверенностью утверждать, что надувные модули будут достаточно надежны и лишены каких-то неучтенных недостатков. Именно для этого и предназначен BEAM, который проработает на МКС в качестве грузового отсека не менее двух лет. Модуль сделан по заказу НАСА, его стоимость составляет менее $20 млн.

Компания Bigelow Aerospace создана и финансируется предпринимателем Робертом Бигелоу. Основной доход ему приносит сеть отелей Budget Suites of America. Основная цель Bigelow Aerospace – создание «туристического отеля» на орбите Земли. Именно для этой станции и предназначены модули B330. Первоначально развертывание станции должно было начаться в 2015 году, но отсутствие необходимых средств приводило к постоянным переносам планов. В прошлом году представители Bigelow говорили, что надеюсь получить два готовых к запуску модуля к концу 2017 года. Вчера, 11 апреля, компания объявила о сотрудничестве с оператором космических запусков United Launch Alliance (ULA). Bigelow забронировала ракету «Атлас 5» (Atlas V) для запуска первого модуля своей станции в 2020 году.

Для запуска B330 потребуется самая тяжелая модификация «Атласа» с номером 552 грузоподъемностью 20,52 т, вместе с разгонным блоком «Центавр» (Centaur). Основным критерием выбора носителя была не только способность вывести необходимую массу на орбиту, но и размеры головного обтекателя. У Atlas V 552 его диаметр составляет 5,4 м, а полезная длина – 26,5 м. По словам Роберта Бигелоу, именно размеры обтекателя стали причиной для отказа от ракет Falcon 9/Falcon Heavy компании SpaceX. Ранее, впрочем, Bigelow заключила соглашение о сотрудничестве с компанией Boeing (участник консорциума ULA). Предполагается, что для доставки экипажей на частную станцию будут использоваться пилотируемые корабли Boeing Starliner. Основной носитель этих кораблей – Atlas V 422. В связи с этим можно считать, что новая сделка с ULA соответствует выбранному ранее курсу на сотрудничество с Boeing и Lockheed Martin, а не SpaceX.

Совсем не обязательно предполагать, что в 2020 году начнется строительство новой орбитальной станции. По словам Бигелоу, сейчас обсуждается возможность пристыковать большой модуль B330 к МКС. Как известно, НАСА не планирует строить новую низкоорбитальную станцию после завершения эксплуатации МКС, однако американское космическое агентство обещало оказывать поддержку частным компаниям, которые захотят занять место государства на низкой орбите Земли. Существование частного сегмента МКС могло бы стать переходным периодом, который позволит Bigelow Aerospace накопить опыт перед созданием собственной, полностью независимой станции.

Ссылка: spaceflightnow.com

Идея продажи космодрома обсуждается уже много лет. Главная проблема заключается в том, что спасение «Морского старта» потребует очень существенных вложений, а надежды добиться от него прибыльности весьма призрачны. Сложно поверить, что в современных условиях удастся возобновить производство ракет-носителей «Зенит», да и дешевыми эти ракеты уже давно не были. Переоборудование же стартовой площадки под другие ракеты обойдется очень дорого. Более того, неясно, какие ракеты это могут быть. Роскосмос не планирует создавать ракету среднего класса «Ангара-А3», как и другие средства выведения в ближайшие 10 лет. Теоретически, «Морской старт» можно приспособить для пусков ракет «Антарес» американской компании Orbital ATK, но она покупкой плавучего космодрома не заинтересовалась. Кроме того, по оценкам специалистов, для выхода на окупаемость «Морского старта» с него нужно производить не менее пяти пусков в год. Таких темпов удалось достичь за всю историю существования проекта лишь в 2006 и 2008 годах.

В среду на пресс-конференции, посвященной принятию правительством новой Федеральной космической программы, глава Роскосмоса Игорь Комаров сообщил, что на «Морской старт» нашелся покупатель, однако имя его не назвал. По сведениям газеты «Коммерсантъ», космодром готов купить совладелец группы компаний S7 Владислав Филев. Обсуждение сделки практически завершено, и подписание документов запланировано на май. Филев покупает Sea Launch без долгов. Он заплатит за него сумму, которая исчисляется «миллиардами рублей».

Планы и мотивы господина Филева пока неизвестны. Как уже говорилось выше, переоборудование «Морского старта» под новый носитель потребует очень больших вложений, да и найти этот носитель (а тем более создать с нуля) будет очень непросто. В любом случае, РКК «Энергия» и Роскосмос можно поздравить. От одной головной боли – не считая долгов проекта – они избавились.

В рамках этого направления были предложены две основные конструкции нового двигателя. Первый вариант двигателя под названием BE4, разработка которого ведется компанией Blue Origin, будет работать на жидком кислороде и новом виде восстановительного компонента топливной смеси - сжиженном природном газе, основным компонентом которого является метан. Альтернативный вариант мотора разрабатывается производителем Aerojet Rocketdyne и представляет собой более традиционный двигатель на жидком кислороде и керосине под названием AR1. Сравнение этих разработок между собой показывает, что двигатель на метане обещает ряд существенных преимуществ, по сравнению с традиционной конструкцией, таких как дешевизна используемого природного газа, отсутствие в сжиженном газе взвешенных частиц, от которых нужно производить очистку, и другие полезные качества, однако надежность конструкции двигателя AR1 может перевесить достоинства инновационного двигателя, предлагаемого фирмой Безос. Поэтому вполне вероятно, что интрига сохранится вплоть до самого 2019 г.

32-й Космический симпозиум состоялся в Колорадо Спрингз, штат Колорадо, США.

Для того, чтобы астронавты могли покинуть орбиту Земли, в США разрабатывается тяжелый пилотируемый корабль «Орион». Весь его жилой объем сосредоточен в единственном отсеке спускаемого аппарата, а максимальная продолжительность автономного полета составляет около трех недель. Поэтому для полетов в окололунное пространство НАСА понадобится помимо «Ориона» дополнительный жилой модуль. Работа в этом направлении ведется в рамках программы НАСА NextSTEP. Контракты на предварительную разработку модуля получили четыре компании: Lockheed Martin (головной разработчик «Ориона»), Bigelow Aerospace, Boeing и Orbital ATK. Как легко догадаться, Bigelow предлагает использовать «надувной» модуль. Orbital намерена использовать модифицированную версию грузового космического корабля «Лебедь» (Cygnus). О предложении Boeing мало что известно.

Особенностью проекта Lockheed Martin является то, что ее модуль – фотография макета показана ниже – не является независимым. Он оборудован двигательной установкой, но для упрощения конструкции использует различные системы корабля «Орион», включая систему жизнеобеспечения, т. е. предоставляет только дополнительное жилое пространство со шлюзом для выхода в открытый космос. Он способен существовать в автономном режиме лишь с очень ограниченной функциональностью. Тем не менее, руководство проекта в компании Lockheed Martin считает, что он может стать основой для окололунной инфраструктуры.

На 32 Космическом симпозиуме в Колорадо Спрингс Билл Пратт, возглавляющий разработку модуля в LM, заявил: «Я считаю, что такой модуль может стать форпостом для стран или любых компаний, заинтересованных в высадке на поверхность Луны». По его словам, промышленности представится возможность использовать технику, разработка которой уже оплачена государством. Сам модуль можно будет расширять, присоединяя к нему другие модули, в том числе от иностранных партнеров и частных компаний, что позволит превратить его в некоторое подобие космической станции.

Слабым местом в логике Lockheed Martin, несомненно, является привязка окололунной инфраструктуры к дорогому кораблю «Орион», для запуска которого будет необходима еще более дорогая сверхтяжелая ракета SLS. Такой бытовой модуль имеет смысл использовать в первые годы эксплуатации «Ориона», поскольку его можно будет выводить в космос одновременно с кораблем, однако в качестве основы для станции в дальнем космосе он не подойдет. Желание Lockheed Martin найти сторонних заказчиков для своего корабля понятно, но пока эта надежды выглядят не очень реалистичными.

В дальнейшем НАСА выберет из предложений четырех компаний наиболее подходящую концепцию жилого модуля для дальнего космоса. Его прототип должен быть готов в 2018 году, а летный образец – в начале 2020-х. Первый пилотируемый полет корабля «Орион» планируется в 2021-2023 годах.

Не все разделяют оптимизм основателя SpaceX Илона Маска. Дэн Дамбахер, бывший помощник заместителя директора НАСА по разработке пилотируемых систем, заявил: «Двигатели SSME были многоразовыми. Мы старались довести их ресурс до 55 полетов. Посмотрите, сколько времени и денег на это потребовалось, а ведь нам не удалось добиться полного успеха. Я хочу быть реалистом: мы не настолько умны и не понимаем физику настолько хорошо, как нам кажется». Эти слова были сказаны два года назад, в апреле 2014 года. Нужно понимать, что между конструкцией шаттла и Falcon 9 есть кардинальная разница. Основное отличие – SpaceX пытается спасать первую ступень, которая не набирает первую космическую скорость и не испытывает существенного перегрева при входе в атмосферу, тогда как шаттл возвращался на Землю с орбиты.

В марте 2016 года президент SpaceX Гвен Шотвелл заявила, что, по прогнозам компании, многоразовость позволит снизить себестоимость Falcon 9 на 30%. Пропорциональное снижение стоимости будет означать ее уменьшение с сегодняшних $61,2 млн до $42,8 млн. Компания SES, которая является крупнейшим клиентом SpaceX, если считать по количеству заказанных ракет-носителей, уже объявила, что готова стать первым покупателем многоразовой Falcon 9. Для этого, однако, цену на нее – как минимум в первый раз – придется снизить до приблизительно $30 млн. Заявления такой крупной публичной компании как SES вызвали интерес инвестиционных банков, специализирующихся на финансировании спутниковой телекоммуникационной промышленности. Один из них, Jefferies International, провел собственное исследование экономики многоразовых средств выведения компании SpaceX.

Финансовые аналитики отталкивались от стоимости запуска космического аппарата на одноразовой ракете в $61,2 млн. Эта сумма включает транспортировку и пусковые услуги. По мнению аналотиков, SpaceX закладывает прибыль в 40%, а себестоимость пуска Falcon 9 составляет около $36,7 млн. В расчете использованы заявления Илона Маска о том, что стоимость первой ступени составляет 75% стоимости ракеты. Также Маск говорил, что одна ступень будет в состоянии летать «десятки раз». Аналитики использовали показатель в 15 полетов. Ниже приведена таблица расчета стоимости одноразовых и многоразовых ракет SpaceX.

Показатель Falcon 9 Falcon Heavy
Стоимость пуска $61,2 млн $90,0 млн
Оценочный размер общей наценки 40%
Себестоимость $36,7 млн $54,0 млн
Доля первой ступени в стоимости ракеты 75%
Стоимость первой ступени $27,5 млн $40,5 млн
Прочие издержки $9,2 млн $13,5 млн
Ресурс (количество полетов) 15
Оценочная себестоимость первой ступени на полет $1,8 млн $2,7 млн
Оценочная себестоимость одного полета многоразовой РН $11,0 млн $16,2 млн

Снижение себестоимости $25,7 млн $37,8 млн
Доля экономии, идущая на снижение конечной цены 50%
Оценочная стоимость пуска $48,3 млн $71,1 млн
Экономия по сравнению с одноразовой ракетой 21%

Добавленная стоимость одноразовой ракеты 40%
Добавленная стоимость многоразовой ракеты 77%

Прибыль до вычетов с одноразовой ракеты $24,5 млн $36,0 млн
Прибыль до вычетов с многоразовой ракеты $37,3 млн $54,9 млн
Экономия, образующаяся благодаря повторному использованию первой ступени, может быть по-разному распределена между SpaceX и заказчиком запуска. Она может снизить конечную цены ракеты на 21-40% (до $37-48,3 млн), в зависимости от политики SpaceX. Аналитики Jefferies International отмечают, что на пути к эксплуатации многоразовых ракет остается много трудностей, которые в первое время будут снижать эффективность повторного использования первых ступеней. В расчете не учитывается стоимость топлива и межполетного обслуживания, которая достигнет сотен тысяч долларов. Оценка себестоимости Falcon 9 может быть занижена, а ресурс первой ступени – завышен.

Еще одна важная неизвестная – регулярность пусков одноразовых и многоразовых Falcon 9. Известно, что их низкая себестоимость ракет SpaceX образуется во многом благодаря унификации серийного производства всех систем, включая двигатели, ведь для одной ракеты используются 10 практически идентичных двигателей Merlin 1D.

На брифинге 23 апреля в Гвианском космическом центре исполнительный директор Arianespace Стефани Израэль отметил, что специалисты европейской компании могут лишь предполагать, во сколько будет обходиться межполетное обслуживание многоразовых первых ступеней. Они считают, что для поддержания высокой серийности производства ракет и, таким образом, сохранения их себестоимости, SpaceX потребуется осуществлять до 35-40 запусков ежегодно. Для сравнения, планируемая частота полетов новой ракеты «Ариан 6», начало эксплуатации которой должно начаться в 2020 году, составляет 12 пусков в год, в том числе семь по коммерческим контрактам и пять по государственным. По словам Израэля, если сделать «Ариан 6» многоразовой, Arianespace не сможет найти для нее достаточное количество заказчиков.

SpaceX находится в гораздо более выигрышном положении, чем Arianespace. У нее есть твердый заказ на большое количество одноразовых ракет от НАСА и большая очередь частных заказчиков. Таким образом, эксплуатация многоразовых Falcon 9, во всяком случае, на первых порах, не приведет к снижению серийности производства. Тем не менее, политика компании по поиску заказчиков может стать еще более агрессивной, чем сегодня.