Zdjęcia China Daily CDIC / Reuters
Główną przeszkodę na drodze многоразовости — ograniczenie ruchu towarowego na orbitę. Po zakończeniu Zimnej wojny liczba startów rakiet na świecie zmniejszyła się niemal o połowę i wszystkie kolejne lata nie przekracza 100 sztuk
Amerykańska prywatna przestrzeń firma SpaceX aktywnie rozwija rynek komercyjnych startów w kosmos. Przy tym ona udawał się w rozwoju technologii rakiet wielokrotnego użytku, i w tym znajdzie wsparcie zarówno państwa, jak i klientów. Wydaje się, że komercyjne sukcesy firmy są bezpośrednią konsekwencją многоразовости. Dlatego wydaje się, że jedynym ratunkiem konkurentów, w tym “Roskosmosu”, będzie natychmiastowa możliwość ponownego użycia rakiet lub ich części, jednak wątpliwości, że istnieje bezpośredni związek.
“Roskosmos” nie rozwija rakiet wielokrotnego użytku! To stwierdzenie wydaje się wiarygodne, jeśli wyświetlić nagłówki krajowych MEDIACH w ostatnich latach. Można usłyszeć o МРКС (многоразовую rakietowo-kosmiczną system), o “Koronę”, okresowo wspominają o Maxie niedawno zaczęto mówić o reinkarnacji “Bajkału” pod widokiem сверхлегкой rakiety wielokrotnego użytku. We wszystkich tych nowości warto zwrócić uwagę, że projekty te, choć prowadzone są w zakładach rosyjskiej państwowej branży kosmicznej, ale nie mają zamawiającego, tj. odbywają się w инициативном porządku, lub, jak w tym ostatnim przypadku zamawiający nie “Roskosmos”, albo “Roskosmos” finansuje wstępne “papierowe” projekty.
Podobnie Europa stawia i miliardowe inwestycje w nowoczesną jednorazową rakiety Ariane 6, a wielokrotnego użytku projekty traktuje tylko jako mały eksperyment. Amerykański producent United Launch Alliance — główny konkurent SpaceX na krajowym rynku amerykańskim, który wykonuje zlecenia od NASA i Pentagonu — projektuje nową rakietę Vulcan, która pozwala na korzystanie z silników, ale jest traktowany jak jednorazowy nośnik.
Wielokrotnego użytku technologii
Technicznie, zadanie częściowo lub całkowicie wielokrotnego uruchamiania w kosmos dość rozwiązywalny. To ustalali jeszcze w 70-80-tych, kiedy odbywały się pierwsze wielokrotnego użytku kosmiczne systemu Space Shuttle i “Buran-Energia”. Później stało się jasne, że cena многоразовости jest zbyt wysoka — środki zwrotu systemów rakietowych zabierają masę ładunku, a złożoność rozwiązań technicznych zwiększa koszt. Na przykład Space Suttle, choć miał tylko częściowej многоразовостью, ale na system powrotu przyznano około 75% masy ładunku na orbicie znalazł się prawie 100-tonowy statek, który mógł dostarczyć tylko 25 ton ładunku na niską orbitę okołoziemską. Cena takiego uruchomienia rozpoczęła się od $0,5 mld, i mogła przekroczyć 1 mld $Dla porównania, w tym samym czasie rosyjska jednorazowa rakiety “Proton” popełniła tę samą pracę za cenę $90-100 mln
Wydaje się, że to właśnie transport i spowodowały trwały odporność państwowych agencji kosmicznych na kilka statku systemów. Europa, Indie, Chiny prowadzą swoje projekty, ale nie różnią się one wysokim priorytecie, i prowadzone są raczej w celu uzyskania doświadczenia, a nie stosowanej aplikacji.
Jeszcze w latach 90-tych w USA firma McDonnell Douglas próbowała opracować rakiety pionowego lądowania Delta Clipper. Rakieta była w przyszłościowej koncepcji single-stage-to-orbit, tj. bez отделяющихся stopni. Projekt реализовывался na pieniądze Pentagonu i NASA, i zażądał około $60 mln Twórcy udało się opanować tylko pionowe lądowanie rakiety na inżynierii układzie, ale na kosmiczne przebiegi zabrakło środków, a państwo do takich eksperymentów, straciło zainteresowanie.
W 2001-m roku rosyjskie Centrum Хруничева zaproponował światowego kosmicznej rynek swój rozwój: МРКС “Bajkał”. Planowano użyć крылатую rakietę jako bocznego akceleratora przyszłego rakiety “Angara”. Po kilku wyświetleń układu na wystawach i kilka optymistycznych oświadczeń sprawa zaniknął. Projekt nie znalazł innego inwestora lub zamawiającego i był schowany “na stół”. Brak zainteresowania do takiego projektu po części związane z tym, że produkcja “Hangary” stale przedłużało, a częściowo dlatego, że potencjalni klienci nie chcieli płacić latania test pilota statku powietrznego jako środka — nikt nie mógł powiedzieć na pewno — jakie oszczędności da. Później Centrum Хруничева wielokrotnie wracał do rozwoju: na przykład, rozważa wariant z twardym nierozkładaną skrzydłem, ale wszystko zostało na rysunku tablicach i продувочных układach do tunelu aerodynamicznym.
Rakieta “Korona”, proponowany HRC Макеева, w ogóle nie wyszła z “papierowej” wersji. Zewnętrznie przypomina Delta Clipper, i na pewno jest również zgodny z zasadą single-stage-to-orbit, ale na razie nie są silniki, potencjalnie zdolne na taki startup, nie warto poważnie rozważyć ten projekt. Do tego “Korona” nie jest zainteresowany “Roskosmos” jako klienta, nie zważając na liczne oświadczenia w prasie.
Inicjatywna opracowanie MAX (Uniwersalny lotniczo-kosmiczna system) od organizacji POZARZĄDOWYCH Błyskawica prowadzi swój rodowód od projektu “Buran”, w którym “Błyskawica” zajmowała się szybowcem kosmicznego samolotu. “МиниБуран” MAX proponowano uruchomić z tyłu najcięższego samolotu “Mrija” wykorzystując dodatkowy zbiornik paliwa. Dziś niektóre zmiany tego projektu można zobaczyć w pawilonie “Kosmos” na WOGN w Moskwie.
Teraz na drodze do realizacji tego projektu stanęły jeszcze i polityczne przeszkody — “Mrija” nie nasz, a ukraińska. Ale brak wsparcia państwowego Maxa okazało się jeszcze w 2007 roku, do rosyjsko-ukraińskiego zaostrzenia. Twórcy nawet nie próbowali zaoferować swoje potomstwo prywatnej firmie, i przedstawili go na forum prywatnej kosmonautyki InSpace Forum w 2017 roku w Moskwie, ale również nie znaleźli wsparcia.
O многоразовом korzystania z części zwykłych pocisków zastanawialiście się i w USA, w tym i United Launch Alliance, który uruchamia rakiety Atlas V z rosyjskimi silnikami RD-180″. W ULA rozważali możliwość powrotu i wielokrotnego użytku silników pierwszego stopnia w 2008 roku, gdy do pierwszego startu aż jednorazowego użytku Falcon 9 firmy SpaceX pozostało jeszcze dwa lata. Sposób zwrotu w Atlas V był dość oryginalny: blok silników proponowano oddzielić od stopnia i pochodzić z dmuchanym hamulcowym tarczą i na spadochronie, finałowy etap hamowania mieć helikopter, który miał złapać spadochron hakiem i delikatnie opuścić silniki na ziemię lub плавучую platformę.
Teraz podobny schemat sugerują zastosowanie dla przyszłych rakiet ULA Vulcan, ale w 2008 roku ten pomysł na firmę nie jest zainteresowany. Obliczenia wykazały, że zwrot zapewnia trzykrotne zmniejszenie kosztów silnika pierwszego stopnia już po trzecim powrotu, tj. na każdym rozruchu o wartości $170 mln zwrot silnika przyczyniło się do oszczędności tylko $5-7 mln, przy pełnym kosztów silnika w $10 mln.
Wydaje się, że przeciwko многоразовости działa jakiś spisek, jak mitycznego “spisku nafciarzy przeciwko pojazdów elektrycznych”. W rzeczywistości warunki dyktuje ekonomia. Najlepiej sytuację wyraził szef Ariane Group Alain Шармо w wywiadzie dla niemieckiego ” Spiegel Online:
“Załóżmy, że u nas będzie rakieta, którą można wykorzystać ponownie dziesięć razy — wtedy będziemy budować dokładnie jedną rakietę w roku. To nie ma sensu. Nie mogę powiedzieć moim poleceń: “na razie, będziemy kontynuować pracę w przyszłym roku!”
To jest główna przeszkoda na drodze многоразовости — ograniczenie ruchu towarowego na orbitę. Po zakończeniu Zimnej wojny liczba startów rakiet na świecie zmniejszyła się niemal o połowę i wszystkie kolejne lata nie przekracza 100 sztuk. Znaczna część tych startów zapewniała załogowe statki państwowe, wojskowe, naukowe programy, które nie wychodzą na zewnętrzny rynek, choć pewną część kontrakty rządowe zajmują i na rynku międzynarodowym.
Z myślą o przyszłości
Potrzeby samego komercyjnego rynku w ciągu ostatnich 30 lat tylko w latach 1997-1999 przekraczały 30 pocisków rocznie, a w ostatnich latach nie przekraczały i 20 startów. Przy takiej dynamice, liczyć na krotny wzrost popytu nie ma. W dużej mierze dlatego SpaceX realizuje projekt globalnego internetu satelitarnego z tysiącami satelitów, które powinny podnieść popyt na rakiety, w tym i wielokrotnego użytku. Te same cele realizować pomysły Ilona Maska wozić turystów do Księżyca na Falcon Heavy, i wykonywać międzykontynentalnych przewóz na przyszłego rakiety BFR. Czyli między gigantami ULA, Arian Space i Роскосмосом, które mają silne zdolności produkcyjnej i bogatym doświadczeniem, i “niedoświadczonym” założyciel SpaceX Илоном Маском różnica polega na tym, że dawni liderzy liczą swoją strategię na podstawie aktualnego stanu rynku i rynkowych prognoz. Musk nie rozgląda się na dzisiejsze i przeszłość, nie próżnuje wymyśla nowe zastosowania, a to oznacza nowe rynki dla swoich rakiet. Podobny авантюризм nie do pomyślenia dla dotychczasowych liderów.
Dziś Elon Musk już nie jest sam, po piętach należy jeszcze jeden miliarder Jeff Bezos, najbogatszy człowiek na Ziemi, który jest gotowy co roku inwestować w miliard w swoje rakiety wielokrotnego użytku. On tak samo nie patrzy na obecny stan rynku, i już dostaje предзаказы na swoje jeszcze nieistniejących rakiety na wydalanie kilkudziesięciu satelitów projektu OneWeb konkurenta podobny system od SpaceX. Gdzieś w pobliżu jest Paul Allen, współzałożyciel firmy Microsoft, finansujący tworzenie “latającego kosmodromu” w projekcie Stratolaunch, który również nie ma perspektyw gospodarczych przy istniejącym poziomie popytu.
W czerwcu 2018 roku rosyjska prywatna przestrzeń firma S7 Space oświadczyła, że jest gotowa wskrzesić radzieckie silniki NK-33 do tworzenia własnej rakiety wielokrotnego użytku. Firma posiada rozruchowy platformą bazowania morskiego SeaLaunch, i dla realizacji многоразовости pierwszego stopnia, średnią i miejsce lądowania. Można tylko wyobrazić sobie obraz, jak z jednej morskiej platformy startuje rakieta, i latające kilkadziesiąt kilometrów w górę i kilka stów do przodu, pierwszy stopień wraca do Ziemi i delikatnie siada na startowy morską platformę. Na razie to tylko marzenie, ale technicznie осуществимая.
Decydując się na techniczne i organizacyjne pytania, S7 Space powinna rozwiązywać i ekonomiczne. Wcześniej informowaliśmy, że do wyjścia na rentowność S7 Space wystarczy czterech startów w roku. Jest to całkowicie osiągalny wynik z uwzględnieniem wybranego modelu biznesowego i dzisiejszym popycie na rynku krajowym i zagranicznym. Zresztą, to było do inwestycji w rakietowe produkcji. Po wejściu w ракетостроительный działalności firmy będzie musiał ponieść znacznie większe koszty i albo się na drogę ArianeSpace i ULA, i opierać się na госконтракты, albo staje się awanturnikiem jak Musk i Bezos, i mieć nadzieję na rozkwit nowej kosmonautyki.
redakcja poleca
Kosmiczna pomyłka. Dlaczego amerykanie mogą zostać bez dostępu do międzynarodowej stacji kosmicznej