Подробности

Опубликовано: 18.12.2020 15:06

Основным трендом уходящего второго десятиления XXI века в космонавтике стало расширение роли частных компаний и частных инициатив. Сложилось общепринятое мнение о том, что благодаря этому космонавтика может стать более эффективной и сделать большой шаг вперед. Сложно с этим спорить. Давайте, однако, поговорим о том, почему революция пока не случилась, и что для нее требуется.

В экономике все сводится к деньгам. Чтобы отрасль развивалась, в ее необходимо инвестировать средства, и, как мы знаем, почти в любой стране мира государственный бюджет не может соревноваться с частным бизнесом по объему инвестиционного капитала. Поэтому государственные ведомства стараются (по крайней мере, они должны стараться) создать такие условия, в которых бизнес начнет вкладывать в экономику свои средства. А он начинает это делать, когда видит возможность заработать.

Различные аналитические агентства оценивают размер космической экономики Земли в $300-400 млрд/год. В действительности речь идет скорее об экономике, каким-то образом связанной с космонавтикой. А еще правильнее будет оценивать не размер околокосмической экономики, а оборот космической отрасли. Так, около $100 млрд приходится на производство приборов для спутниковой навигации. Понятно, что космическая отрасль эти деньги даже не нюхает, ведь навигационный сигнал предоставляется потребителям бесплатно. Еще больше денег приходится на спутниковое телевидение. Конечно, бабушка из отдаленной деревни, отдающая 150 рублей в месяц за спутниковую тарелку, так или иначе финансирует запуск спутников, но странно относить эти средства к космической отрасли, ведь расходы на производство спутников мы уже посчитали отдельно.

Всего из государственных бюджетов на космонавтику в год тратится около $100 млрд, и это основная часть инвестиций. Еще до $10-20 млрд приходится на коммерческое спутникостроение, обслуживание спутников и пусковые услуги.

Если оценивать динамику развития частной космонавтики с точки зрения объема частных средств, привлекаемых в отрасль, то результат может оказаться неожиданным.

Долгое время локомотивом частной космонавтики была сфера спутниковых телекоммуникаций. В «нулевых» годах каждая страна хотела завести геостационарный спутник, чтобы распространять телесигнал по своей территории, а оставшиеся мощности сдавать в аренду и зарабатывать на этом деньги. Речь о немалых вложениях: один спутник стоит $200-300 млн, а ракета для него – $50-150 млн.

Однако в начале 2010-х ситуация изменилась. Развитие наземных сетей снизило востребованность телекоммуникационных спутников. Кроме того, сами спутники стали более надежными и мощными, что сократило потребность в запуске новых аппаратов. Из-за возникшего избытка спутниковых ретрансляционных мощностей, стоимость их аренды падала много лет подряд. Сейчас уже понятно, что это был не временный кризис, а сжатие отрасли под снизившийся спрос. Этот сегмент частной космонавтики вряд ли оправится в обозримой перспективе, и уж точно не сможет быть ее локомотивом.

Гораздо более позитивные тенденции демонстрирует сегмент «малой» космонавтики. Благодаря техническому прогрессу, многие задачи в космосе теперь можно решать при помощи микроспутников, а благодаря экономическому прогрессу недорогие маленькие спутники стали доступны образовательным учреждениям и среднему бизнесу.

Количество запускаемых микроспутников уверенно растет. В ближайшее время должен значительно расшириться и рынок средств выведения для них. Но надо помнить, что успех этого сегмента связан именно с его дешевизной. «Малая» космонавтика по самой оптимистичной оценке имеет годовой оборот в сотни миллионов долларов, что не идет ни в какое сравнение с государственными расходами.

Наконец, в последние годы наметился еще один перспективный частный сегмент космонавтики – низкоорбитальные системы интернет-связи. Свои группировки сейчас развивают британская государственная компания OneWeb и американская частная SpaceX, уже запустившая в опытную эксплуатацию сеть Starlink. Судя по потенциальному объему рынка, он может стать сопоставим с телекоммуникационным сегментом. Но это значит, что государственные бюджеты он пока потеснить не сможет. Кроме того, спутниковую интернет-связь в перспективе тоже постепенно будут вытеснять наземные сети.

Поскольку конечной целью является быстрое развитие космонавтики, а для него требуется резкий рост инвестиций, то во главе угла стоит именно источник финансовых средств, а не их потребитель. Т. е. частная компания, финансирующая постройку спутников на госпредприятии, в большей степени может считаться успешным примером коммерциализации космоса, чем государство, заказывающее разработку космической техники у частной компании.

И тут мы переходим к разговору о той компании, с которой все начинают обсуждение частного космоса. На данный момент SpaceX представлена в одном чисто коммерческом сегменте рынка: она является оператором космических запусков. А поскольку основными частными заказчиками запусков на тяжелых ракетах всегда были операторы телекоммуникационных спутников, то количество пусков Falcon 9 в интересах частных компаний отражает общую тенденцию этого сегмента. В 2017 и 2018 годах на Falcon 9 в качестве основной полезной нагрузки по 12 раз выступали космические аппараты частных компаний. В 2019 году было пять таких запусков, а в 2020 – всего один. Если несколько лет назад казалось, что частные заказчики скоро начнут приносить SpaceX основную часть дохода, то сейчас компания почти полностью зависит от государственных заказчиков. Ситуация может измениться с началом эксплуатации Starlink, но пока говорить об этом рано, тем более что даже Starlink щедро дотируется государством.

Конечно, частные компании по многим причинам работают эффективнее государственных. Это, однако, не объясняет те чудодейственные свойства, которые приписываются SpaceX. Ведь остальные подрядчики НАСА тоже являются частными, и при этом ни Boeing, ни Lockheed Martin, ни Northrop Grumann не демонстрируют чудеса эффективности. Разница между ними и SpaceX заключается в том, что последняя еще не успела закоснеть в бюрократии и зарасти жиром от легких государственных денег. Нельзя забывать и о субъективных факторах: отличной работе исполнительного директора Гвен Шотвелл и хорошем инженерном чутье Илона Маска.

Для более глубокого понимания того процесса коммерциализации космонавтики, который происходит в США, следует учесть еще один аспект. НАСА пытается создать условия для роста частных инвестиций в отрасли, постепенно увеличивая самостоятельность своих подрядчиков. Это, а также надежные и выгодные контракты от государства, позволяет подрядчикам привлекать для развития сторонние инвестиции.

Но зависимость космонавтики от государства такая политика не снижает. Когда инвестор вкладывает средства в компанию-подрядчика НАСА, он рассчитывает, что прибыль с контрактов космического агентства позволит ему «отбить» инвестиции. В конечном итоге, всё опять упирается в государственное финансирование, и такая схема, по сути, не сильно отличается от привлечения кредитных средств для развития отрасли.

Именно поэтому произошедший в США бум частной космонавтики пока не смогла повторить ни одна страна мира: у других космических агентств нет достаточных средств для поддержания такого бума.

НАСА имеет достаточно амбициозные планы на коммерциализацию космонавтики. Так, после окончания работы Международной космической станции НАСА хочет эксплуатировать коммерческую станцию. Государство будет оплачивать либо услугу по проведению экспериментов в космосе, либо доставку астронавтов на орбиту и предоставление им рабочих мест. Ключевой вопрос заключается в том, какую роль госзаказ будет играть для компании-владельца орбитальной станции. Если НАСА останется ключевым клиентом, то особого прогресса по сравнению с МКС такой подход не даст. Если же станция сможет «зарабатывать» без помощи государства, то можно ожидать достаточно быстрого наращивания возможностей первой частной орбитальной станции и появления ее конкурентов. К сожалению, второй вариант развития событий аналитики считают крайне маловероятным.

Космическая отрасль требует от инвесторов очень больших вложений и не обещает быстрых прибылей даже в тех сегментах, в которых прибыль вообще возможна. Поэтому коммерческая космонавтика не может обойтись без помощи государства. Так, не стоит ожидать появления описанной выше орбитальной станции, если НАСА не оплатит разработку и запуск ее модулей.

Основная же часть космической деятельности не является прибыльной и не обходится без государства в качестве заказчика. Изменить ситуацию сможет либо развитие экономики Земли, которое сделает космос более доступным для всех, либо резкое снижение стоимости выведения грузов на орбиту. Эту задачу сейчас обещает решить компания SpaceX при помощи многоразовой сверхтяжелой ракеты Super Heavy Starship.

Подробности

Опубликовано: 16.12.2020 11:56

Калифорнийская компания Astra Space была основана в 2016 году для разработки сверхлегких ракет-носителей. В 2018 году она частично успешно выполнила два суборбитальных пуска. Затем компания приняла участие в соревновании DARPA (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США). Согласно условиям конкурса, $2 млн от Пентагона могла получить команда, которая сможет вывести на орбиту спутник за кратчайшие сроки после уведомления, а после повторения пуска с другой стартовой площадки ей полагалось еще $10 млн. К 2020 году в конкурсе остался только один участник – Astra Space.

Astra Rocket 3 – двухступенчатая сверхлегкая ракета диаметром 1,32 м и высотой 11,6 м. Она сможет доставлять от 25 до 150 кг грузов на солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км. Компания не раскрывает детальные характеристики носителя, но известно, что на его первой ступени установлено пять двигателей «Дельфин» (Delphin). Двигатели используют керосин в качестве горючего и жидкий кислород как окислитель. Как и на двигателях «Резерфорд» ракеты «Электрон», на «Дельфинах» применяется электронасосный агрегат.

После нескольких переносов, компания наметила первый пуск своей орбитальной ракеты Astra Rocket 3.0 на последний день конкурса DARPA – 2 марта 2020 года. Однако незадолго до старта из-за некорректной работы датчика системы навигации было принято решение перенести пуск. Предосторожность не помогла: 23 марта ракета была уничтожена пожаром на стартовой площадке, который возник при подготовке к пуску.

12 сентября состоялся пуск ракеты Astra 3.1, однако и он оказался неудачным. На этапе работы первой ступени из-за некорректной работы системы управления ориентацией в ракете возникли колебания, и система управления прервала полет.

Наконец, 15 декабря в 23:55 мск с космодрома на острова Кадьяк на Аляске стартовала ракета Astra 3.2. Старт обеспечивали всего пять человек.

Третья ракета оказалась успешнее своих предшественниц. Первая ступень отработала успешно, ракета пересекла линию Кармана (условную границу космического пространства) и достигла максимальной высоты 390 км. Однако вторая ступень Astra 3.2 прекратила работу на 12-15 секунд раньше, чем планировалось, из-за нехватки топлива. В результате, максимальная скорость полета составила 7,2 км/с. Ракете не хватило около 0,5 км/с для выхода на орбиту Земли.

Исполнительный директор Astra Space Крис Кэмп заявил, что считает испытания успешными. По его словам, в следующем запуске после коррекции соотношения компонентов топлива ракета сможет достичь орбиты. Ожидается, что новая ракета будет готова через несколько месяцев, и на этот раз на ней будет установлена реальная полезная нагрузка.

Подробности

Опубликовано: 14.12.2020 12:17

Сегодня утром в 8:50 мск на космодроме Плесецк состоялся второй испытательный пуск ракеты «Ангара-А5». Спустя 12,5 минут после старта разгонный блок «Бриз-М» успешно отделился от ракеты. Сегодня в 17:59 мск он должен будет вывести макет полезной нагрузки массой 2,4 т на геостационарную орбиту. В 21:19 разгонный блок выдаст импульс для ухода вместе макетом на орбиту захоронения. Миссия завершится в 21:38 мск.

Первый пуск «Ангары-А5» состоялся 23 декабря 2014 года. Тогда на орбиту был выведен макет полезной нагрузки массой 2 т. Таким образом, сегодняшний пуск прервал шестилетнюю паузу в летных испытаниях «Ангары».

Ракета «Ангара-А5» для первого пуска была построена на «опытном производстве», которое было развернуто на московском заводе Центра им. Хруничева. Полет был признан успешным, хотя позднее руководство Центра им. Хруничева признавало, что грузоподъемность «Ангары» оказалась ниже ожидаемой.

Еще до первого полета было принято решение производить «Ангару» серийно в омском ПО «Полет», который в конце 2007 года вошел в холдинг ГКНПЦ им. Хруничева. В связи с этим, в Москве не было создано полноценное производство универсальных ракетных модулей, из которых строится ракета «Ангара». Часто говорят, что последние шесть лет продолжался перенос производства «Ангары» в Омск, но правильнее будет сказать, что серийное производство там создавалось с нуля, а не переносилось.

Процесс создания производства в Омске столкнулся со множеством трудностей. Топ-менеджеры Центра им. Хруничева предполагали, что вынос производства в провинцию позволит удешевить ракету за счет более низких зарплат. Однако в Омске не оказалось ни современного оборудования, ни достаточного количества рабочих необходимой квалификации. Само собой, московские рабочие не согласились бы поехать в Омск без существенной прибавки к зарплате. А обучение местных специалистов потребовало много времени и средств.

На затягивании сроков сказалось и то, что ракета «Ангара», как и космодром Восточный, появилась как политический проект, и острой практической необходимости в ней не было. Это ярко иллюстрирует и тот факт, что во второй раз «Ангара» опять летит с макетом полезной нагрузки, а не с реальным космическим аппаратом.

В ближайшее время ситуация не изменится. До 2025 года в эксплуатации у Роскосмоса остается тяжелая ракета «Протон-М», и нужда в «Ангаре» может возникнуть разве что у Минобороны. Однако все последние годы их потребности практически полностью закрывала ракета «Союз-2».

Процесс создания производства в Омске не завершен. Пока что там было освоено производство «больших» блоков первой/второй ступени УРМ-1. Именно они были использованы в ракете, которая стартовала сегодня из Плесецка. Но производство верхних ступеней УРМ-2 ведется в Москве. Также на московской площадке ведется окончательная сборка УРМ-1.

Третий пуск «Ангары-А5» с полезной нагрузкой, которая пока не определена, запланирован на следующий год. Теоретически, ничего не мешает Центру им. Хруничева эксплуатировать имеющееся сейчас производство. Однако задача по созданию максимально полного серийного производства в Омске не отменена. Роль ПО «Полет» в производстве «Ангары» будет расти, и, не исключено, что это приведет к новым задержкам.

С другой стороны, самая сложная задача по созданию производства в Омске уже выполнена, и еще одного шестилетнего перерыва ожидать не стоит. Надежд на пуск «Ангары» в 2021 году мало, но вот через год она вполне может полететь.

Подробности

Опубликовано: 14.12.2020 09:04

В понедельник, 14 декабря, в 08:50 по московскому времени с пусковой установки площадки №35 Государственного испытательного космодрома министерства обороны России в Архангельской области боевым расчетом Космических войск Воздушно-космических сил осуществлен испытательный пуск ракеты-носителя тяжелого класса «Ангара-А5» с габаритно-массовым макетом полезной нагрузки.

Наземные средства Космических войск ВКС осуществляли контроль проведения пуска и полета ракеты-носителя.

Подробности

Опубликовано: 11.12.2020 10:21

Разработка сверхтяжелой ракеты SLS, начавшаяся в США в 2011 году, неоднократно сталкивалась с техническими проблемами. В конечном итоге они привели к тому, что первый полет SLS с новым пилотируемым кораблем «Орион» (Orion) сместился с ноября 2017 на ноябрь 2021 года.

В нынешнем году основные задержки связаны с испытаниями центрального блока SLS. В начале 2020 года специалисты планировали провести огневые испытания кислородно-водородного блока летом, затем потратить несколько месяцев на его ремонт и в октябре отправить блок на космодром во Флориде. Там к нему будут интегрированы твердотопливные ускорители, а сверху установят вторую ступень ICPS, конструктивно заимствованную у ракеты-носителя Delta IV. Однако в эти планы вмешалась пандемия Covid-19, из-за которой работы были остановлены более чем на два месяца. А в сентябре испытатели, работающие с центральным блоком SLS, обнаружили проблему с одним из четырех клапанов на магистралях подачи жидкого водорода в двигатель. Из-за этого огневые испытания, известные как Green Run, сдвинулись с конца октября на декабрь.

Следующим большим этапом в программе испытаний SLS станет репетиция прожига ракеты. Ее топливные баки будут заправлены жидким кислородом и жидким водородом, после чего ракета пройдет через всю последовательность стартовых процедур вплоть до зажигания двигателей (но не включая его). НАСА рассчитывало провести репетицию 7 декабря, но первая попытка заправить ракету оказалась неудачной. На первом этапе в бак горючего был успешно залит небольшой объем водорода. Однако при заправке бака окислителя выяснилось, что температура кислорода на 2,2⁰ выше допустимой. Проведенное ранее моделирование процесса заправки оказалось неверным.

Потенциально это означает, что в трубопроводах при заправке могут образовываться пузыри газообразного кислорода. Лопаясь, они будут выделять энергию, которая может привести к взрыву. НАСА подчеркивает, что проблема не связана с конструкцией или качеством сборки центрального блока SLS. Она возникла при интеграции ракеты и наземного оборудования испытательного комплекса.

Репетиция статических огневых испытаний была перенесена на следующую неделю 14-20 декабря. И если она пройдет успешно, то сами огневые испытания состоятся в последнюю неделю месяца. В феврале 2021 года ракета будет отправлена на космодром, что, в теории, позволяет провести ее пуск в ноябре того же года. Однако 10 декабря представители НАСА отметили, что сложившийся сейчас график фактически не оставляет запаса времени на проблемы, которые могут возникнуть в будущем.

Проблем может добавить и корабль «Орион» (Orion), который первая SLS должна будет отправить в полет к Луне. В ноябре 2020 года инженеры Lockheed Martin обнаружили, что блок питания в адаптере командного отсека корабля неисправен. Теперь они думают над тем, как решить проблему. На ремонт может потребоваться от 4 до 12 месяцев. В худшем случае, девять месяцев уйдет на то, чтобы разобрать корабль, заменить блок питания и снова его собрать, и еще три месяца потребуется на повторные испытания.

Подробности

Опубликовано: 09.12.2020 10:35

В последние несколько лет долгосрочные планы американского космического агентства подверглись существенной коррекции. Вместо подготовки марсианской экспедиции, которая должна была произойти на рубеже 2040 года, НАСА занялось разработкой окололунной посещаемой станции Gateway и планированием высадки на Луну. Однако для американских автоматических станций основным объектом исследований остался Марс. На его поверхности работает марсоход Curiosity и посадочная станция InSight. В феврале 2021 года туда прибудет новый марсоход Perseverance, а еще через несколько лет планируется запуск миссии для доставки на Землю марсианского грунта.

По состоянию на конец 2020 года на орбите Марса находится пять космических аппаратов: европейские Mars Express и Trace Gas Orbiter (TGO), индийский Mangalyaan и американские Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и MAVEN. НАСА использует два последних спутника для ретрансляции на Землю сигнала со своих исследовательских миссий, работающих на поверхности Марса. Передавать данные с американских аппаратов может и TGO, однако предполагается, что в 2022 году будет запущен европейский марсоход «Розалинд Франклин», и он займет основной канал связи TGO.

Сейчас недостаточная пропускная способность спутников-ретрансляторов создает для НАСА некоторые неудобства, но при увеличении масштабов изучения Марса она может стать гораздо более серьезной проблемой, тем более что срок службы старых спутников постепенно подходит к концу. Чтобы решить эту проблему, консультативные советы НАСА предлагают запустить к Марсу спутники, основной задачей которых станет именно ретрансляция сигнала с марсианских научных аппаратов на наземную сеть Deep Space Network.

Одна из идей заключается в запуске трех орбитальных ретрансляторов, которые будут находиться на экваториальной орбите высотой 6 тысяч км на равном удалении друг от друга, что позволит создать некий аналог марсианской системы TDRS (или, с учетом количества аппаратов, это будет больше похоже на аналог российской системы «Луч»). Спутники будут оснащены каналами для обмена данными между собой, что позволит обеспечить круглосуточную передачу информации с марсоходов на Землю и обратно. Отмечается, однако, что в первую очередь ретрансляторы будут использоваться для связи со спутником Mars Ice Mapper, предназначенным для поиска подповерхностных отложений водяного льда на Марсе. Его запуск запланирован на середину 2020-х годов.

Любопытно, что эта система ретрансляторов рассматривается в качестве коммерческой программы. Детали такого подхода пока не ясны, но если проводить аналогию с другими программами НАСА, то, вероятно, агентство будет заказывать у подрядчика услугу по передаче данных, а разработка космических аппаратов и управлением ими после запуска останутся в ведении компании-подрядчика.