Осваиваем Космос

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 [RS-25] 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.

Марсианский космический аппарат получит название Red Dragon («Красный дракон»), сказал Маск. Отправление внутри этой капсулы астронавтов в первый её полет не предполагается. Маск сказал, что он вообще не рекомендовал бы проводить долговременные пилотируемые полеты в капсуле Dragon из-за её крайне малого внутреннего объема, сравнимого с внутренним объемом легкового автомобиля.

«Мало приятного для продолжительных путешествий», - объяснил он в своем твите.

Частная авиакосмическая компания SpaceX уже использует капсулы Dragon для доставки грузов к Международной космической станции (МКС) и может начать отправлять к МКС астронавтов уже к концу следующего года.

Маск сказал, что усовершенствованная версия космического корабля Dragon сможет осуществлять посадку на поверхности любого из объектов Солнечной системы. Система посадки с использованием торможения двигателем была недавно опробована на заводе компании SpaceX в МакГрегор, штат Техас, США.

Red Dragon будет запущен на борту усовершенствованной версии ракеты Falcon, использующейся компанией SpaceX в настоящее время. Эта новая ракета-носитель может дебютировать на площадке Космического центра Кеннеди, штат Флорида, в конце этого года.

Дополнительные детали, касающиеся планов по освоению Красной планеты, Маск пообещал раскрыть в ближайшее время. После успешной посадки первой ступени ракеты Falcon на плавучую платформу в этом месяце интернет-предприниматель загорелся идеей обосновать город на Марсе.

«Думаю, это звучит довольно необычно. Но по крайней мере будет интересно», - прокомментировал он репортерам.

Состоящий из 18 шестиугольных бериллиевых зеркал с золотым покрытием, которые совместно образуют поверхность диаметром 6,5 метра, «Джеймс Уэбб» будет превосходить космический телескоп «Хаббл» с его 2,4-метровым зеркалом по количеству собираемого света примерно в 7 раз. В то время как «Хаббл» по размерам соизмерим со школьным автобусом, «Джеймс Уэбб» по размерам будет ближе к теннисному корту и поэтому потребует необычного способа запуска в космос: он будет отправлен в точку гравитационной стабильности под названием точки Лагранжа L2 в «сложенном» состоянии, а по прибытии на место будет развернут до полного размера, подобно оригами.

Как показывают фотографии, выложенные в официальном Твиттер-аккаунте телескопа «Джеймс Уэбб», в настоящее время выполняются работы по закреплению инструментов телескопа на задней части каркаса космического аппарата. На протяжении последних нескольких месяцев каждое гексагональное зеркало было отдельно прикреплено к каркасу телескопа, оставаясь при этом прикрытым специальной защитной пленкой. Теперь для установки инструментов телескопа весь аппарат потребуется перевернуть вверх ногами, что потребует удаления этих защитных пленок с зеркал. А сейчас мы можем видеть, как будет выглядеть телескоп «Джеймс Уэбб» после развертывания в космосе и начала научных операций в 2018 г.

Решение о строительстве космодрома на Дальнем Востоке России было принято в 2008 году, однако реальные работы начались лишь спустя три года. Первый пуск с Восточного должен был состояться в 2015 году, однако был отложен на четыре месяца. Учитывая масштабы проекта, такую отсрочку можно считать абсолютно приемлемой. К настоящему времени концепция космодрома существенно изменилась по сравнению с той, которая задумывалась изначально. Если изначально цели его создания были весьма туманны, то теперь Восточному предстоит стать основным космодромом России. Разумеется, на это уйдут десятки лет, но в обозримой перспективе стартовые площадки для всех российских ракет будут строиться именно там. На Байконуре останется связанная с МКС пилотируемая программа и пуски тяжелых ракет «Протон-М» до их вывода из эксплуатации. Ожидается, что это произойдет к концу первой половины 2020-х годов.

В мире насчитывается четыре космодрома, с которых можно запускать ракеты «Союз-2»: Байконур, Плесецк, Космический Центр во Французской Гвиане и, с сегодняшнего дня, космодром Восточный. Вполне очевидно, что острой необходимости производить пуски именно оттуда у Роскосмоса нет. Поэтому в ближайшее время – как минимум, до конца 2017 года – ожидать второго запуска с Восточного не стоит. В Амурскую область можно будет постепенно перенести федеральные запуски спутников зондирования Земли, которые сейчас производятся с Байконура.

Полноценная эксплуатация Восточного начнется не раньше, чем там появится стартовый комплекс для ракет тяжелого класса «Ангара-А5» и «Ангара-А5В». Роскосмос намерен осуществить первый пуск этой ракеты с Восточного в 2021 году, однако, учитывая, что строительство до сих пор не началось, эти планы воспринимаются скептически.

Перспективы модернизации самой «Ангары» тоже не выглядят безоблачными. Первый пуск «Ангары-А5» состоялся в декабре 2014 года, в второй был намечен на конец 2016. Недавно стало известно, что запуск спутника AngoSat-1 не состоится ни в этому году, ни в начале следующего. Омское ПО «Полет», в котором Центр им. Хруничева намерен создать серийное производство универсальных ракетных модулей «Ангары», пока не смогло справиться с этой работой. Сделанные там модули были доставлены в Москву на исправление, которое займет много времени. Перед ПО «Полет» стоит очень сложная задача, учитывая, что предприятие сталкивается с нехваткой квалифицированных работников. Пока сроки появления полноценного серийного производства «Ангары» назвать не получается.

Спутник «Михайло Ломоносов» был выведен на круговую орбиту высотой около 513 км. Это научный космический аппарат, созданный для МГУ «Корпорацией ВНИИЭМ». Поскольку изначально спутник задумывался как студенческий проект (однако позднее московский университет отказался от надежды построить этот спутник самостоятельно), научные эксперименты на нем нельзя назвать очень амбициозными. На аппарате установлены гамма-детекторы, детекторы субатомных частиц и другие приборы.

Малый спутник «Аист-2Д» предназначен для дистанционного зондирования Земли. Он является совместной разработкой РКЦ «Прогресс» и студентов Самарского государственного аэрокосмического университета.

Неоднократно говорилось, что на сегодняшнем «Союзе-2.1а» будут установлены бортовые камеры для съемки старта и полета ракеты. Ранее «рокеткамы» на «Союзе» устанавливались лишь однажды, при пуске из Французской Гвианы, причем инициатором выступал оператор запуска – компания Arianespace. На видеозаписи пуска, опубликованной Роскосмосом, изображения с этих камер нет.

Ни во время первой попытки пуска 27 апреля, ни 28 апреля онлайн-трансляции в Восточного не было. Лишь местный канал «Амурспорт» показал небо, в котором была видна улетающая ракета. С небольшой задержкой видеозапись момента пуска появилась в новостях на канале «Россия 24». В последние годы Роскосмос отошел от политики открытости и предпочитает не транслировать пуски ракет в тех случаях, когда считает, что неудача ударит по его репутации.

Неровности поверхности этого плато вызвали у ученых миссии опасения за сохранность колес вездехода, так же как это было в том случае, когда ровер НАСА пересекал неровную местность по дороге к подножию горы Шарп. Отверстия и задиры на алюминиевых колесах ровера Curiosity впервые были замечены в 2013 г. Команда ровера тогда скорректировала маршрут вездехода, выбрав более безопасный для целостности колес ровера путь. Обширная серия тестов долговечности колес вездехода, проведенных тогда на Земле, позволила убедиться в том, что запаса долговечности колес хватит на выполнение ровером его основной миссии.

Проверка колес вездехода, после того как он прошел основную часть плато Науклуфт, показала, что прохождение этой сложной с точки зрения навигации зоны не увеличило в существенной степени скорости деградации колес.

Ровер Curiosity достиг поверхности Красной планеты в 2012 г. Основной миссией марсохода является поиск следов существования на поверхности Марса в настоящее время или в прошлом жизненных форм.

Однако тем временем НАСА, американское космическое агентство, разрабатывает собственную программу освоения Марса, в рамках которой предполагается высадка астронавтов на поверхность планеты к 2030 г. В настоящее время агентство занимается разработкой многоцелевой космической капсулы «Орион» и тяжелой ракеты Space Launch System. Эта капсула и ракета-носитель будут впервые совместно протестированы в ноябре 2018 г., когда с их помощью будет осуществлен беспилотный облет Луны. Тестовые полеты с астронавтами на борту запланированы на 2023 г., после чего для агентства откроется дорога к пилотируемому полету на Марс, который состоится в середине 2030-х гг.

Отсюда возникает вопрос: кто будет первым, НАСА или Маск?

«Я надеюсь, что SpaceX и НАСА – которое, думаю, будет выступать, скорее, в роли… наставника для SpaceX, чем в роли конкурента – найдут общий язык и будут работать совместно ради достижения этой общей для всего человечества цели, покорения Марса», - написал американский астронавт Базз Олдрин, один из первых людей, ступивших на Луну. Поэтому, кто бы ни победил в этой гонке, НАСА или Маск, безусловным победителем станет наша с вами человеческая цивилизация.