Многоразовый конкурент

Ольга Вандышева
15 февраля 2016, 00:00

Если Россия не включится в борьбу с американцами в деле создания многоразовых ракет, то в ближайшей перспективе мы рискуем потерять свои позиции на мировом рынке космических запусков

Старт многоразовой ракеты Falcon 9 на космодроме на мысе Канаверал

В ближайшее время в России начнутся научно-исследовательские разработки по созданию ракеты-носителя с многоразовой первой ступенью. Проектом под названием «Авангард» / «Флагман» будут заниматься специалисты головного института Роскосмоса — ЦНИИмаша. Им предстоит не только проработать варианты создания такой ракеты, но и просчитать все преимущества и недостатки различных решений по возвращению на Землю первой ступени. Сегодня существует три способа ее спасения: парашютно-реактивный, крылатый и ракетодинамический. Эксперты должны оценить техническую состоятельность каждого из них в отдельности и всего проекта в целом. В частности, необходимо рассчитать стоимость и сроки создания многоразовой ракеты. После этого будет определен порядок дальнейших работ, включая натурную отработку технологий спасения первой ступени с использованием летного демонстратора. Практическая реализация программы и построение такого носителя могли бы стать достойным ответом России на успешные усилия американцев, которые они предпринимают в этом же направлении. Речь идет главным образом об испытаниях многоразовой ракеты Falcon 9, которые проводит компания Илона Маска — SpaceX. Однако повторить ее успехи, во всяком случае в ближайшие годы, нам вряд ли удастся. 

Маск и его обещания

Компания SpaceX, основанная в 2002 году, сегодня одно из двух предприятий США, строящих ракеты, чтобы положить конец зависимости NASA от российских носителей для транспортировки к МКС. Но отличие детища Маска в том, что он не полагается на заокеанских поставщиков, тогда как основной провайдер американских запусков — United Launch Alliance (ULA) — использует на своих носителях ракетные двигатели из России. При этом космические запуски по заказу американского правительства ULA продает по 380 млн долларов каждый. У SpaceX же такие полеты сейчас обходятся в 133 млн. А запуски для других клиентов, без особых требований NASA, SpaceX проводит и вовсе за 60 млн долларов. Но Илон Маск на этом останавливаться не намерен. Он уже давно амбициозно заявляет, что расходы на космический полет можно сократить как минимум в десять раз и даже более и тем самым значительно снизить стоимость доставки грузов на орбиту. Свою арифметику основатель SpaceX объясняет тем, что строительство многоразовой ракеты Falcon 9 обходится в 60 млн долларов, а топливо, требующееся для полета, стоит всего 200 тыс. долларов. Если же спасти первую ступень и использовать ее снова, то можно существенно сэкономить, так как расходы на ее производство составляют примерно 70% от стоимости всей ракеты: порядка 40 млн долларов. В минувшем декабре обещание Маска чрезвычайно удешевить космические полеты стремительно приблизилось к реализации. Первая ступень Falcon 9 после неудачной посадки на плавучую платформу в океане в апреле прошлого года и аварийного взлета в июне наконец успешно приземлилась. Это достижение SpaceX последовало за удачной посадкой корабля New Shepard компании Blue Origin, принадлежащей Джеффу Безосу. Однако полет Falcon 9 протекал с удвоенной скоростью, примерно в 7,5 Маха (это более 10 тыс. км/ч), и оказался в два раза выше: ракета улетела на две сотни километров в космос, вывела на орбиту 11 спутников связи нового поколения OG2. При этом ее первая ступень вернулась. Таким образом, Falcon 9 стала первой орбитальной ракетой в истории, осуществившей успешную вертикальную посадку первой ступени, что дает повод говорить о начале новой космической эпохи. После этого исторического приземления глава SpaceX в очередной раз подтвердил свои планы по освоению Марса, первый полет к которому он наметил осуществить не позднее 2025 года. Основать колонию на Марсе, чтобы обеспечить человечеству выживание в случае какой-либо катастрофы на Земле, — это основная цель Маска. А поскольку с одноразовыми ракетами колонизировать Марс будет слишком дорого, понадобятся многоразовые носители. Их полноценную эксплуатацию SpaceX планирует начать уже через пять лет. А значит, в космонавтике может произойти настоящая революция. 

Сомнительная целесообразность?

В ЦНИИмаше внимательно следят за работами конкурентов и высоко оценивают достижения Blue Origin и SpaceX в части практической реализации технологий создания многоразовых первых ступеней с ракетодинамической системой спасения. Однако в экономической целесообразности их применения, которая будет определяться частотой запуска, специалисты института сомневаются. По расчетам ЦНИИмаша, Falcon 9 может отобрать часть коммерческих заказов у российской ракеты-носителя среднего класса «Союз» только в том случае, если затраты на подготовку к повторному использованию первой ступени у американской ракеты не будут превышать 8% от стоимости производства новой первой ступени. Представители института также считают, что пока нет необходимости переходить к широкомасштабному внедрению спасаемых первых ступеней взамен одноразовых. И они не берутся прогнозировать изменения на рынке пусковых услуг: разработчикам многоразовых ракет еще предстоит показать реальные затраты на производство и подготовку к повторному использованию первых ступеней. Эксперты Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского также полагают, что Маск преувеличивает размер экономии. Например, академик Игорь Маринин прямо заявил: «…все разговоры о выгодах многоразовых ракет не более чем сказки». Кроме того, он считает, что «единственная многоразовая система была создана американцами в прошлом веке. Это Space Shuttle. Но она не была целиком многоразовой и оказалась невыгодной с экономической точки зрения. Американцы серьезно ошиблись в расчетах. Техническое обслуживание челноков оказалось слишком сложным и дорогим». Так, если в 1971 году весь проект Space Shuttle оценивался в 5,2 млрд долларов, то в 1982-м затраты на него выросли уже до 10,1 млрд, а к 2006 году общие расходы США на эту программу составили 160 млрд долларов. При этом стоимость одного полета достигла 450 млн долларов. В результате в год осуществляли не 50 полетов, как предполагалось первоначально, а только шесть-семь. Всего же за 30 лет реализации программы было выполнено 135 запусков. При этом стоимость выведения килограмма груза на орбиту оказалась выше 44 тыс. долларов. Это в несколько раз больше, чем при использовании ракет-носителей «Протон-М». Скептики также подчеркивают, что после удачной посадки Falcon 9 четвертый запуск этой ракеты в минувшем январе снова был признан аварийным и, хотя первая ступень все-таки приземлилась на морскую платформу, но затем накренилась и упала. Но даже в случае успешного возвращения эффективность проекта, по мнению российских экспертов, находится под большим вопросом. «На мой взгляд, это просто произведение технического искусства. Ни экономического, ни рыночного смысла в этом нет», — считает член-корреспондент Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского Андрей Ионин. По его словам, успешное приземление первой ступени позволяет удешевить запуск лишь на 30%, поскольку для ее повторного использования необходимо провести дорогостоящие испытания. Кроме того, системы вертикальной посадки сокращают массу выводимой на орбиту полезной нагрузки на 10–30%. «На мой взгляд, вся шумиха вокруг этого проекта направлена на то, чтобы привлечь дополнительные инвестиции и увеличить капитализацию самой компании SpaceX», — полагает Ионин.

Впрочем, столь же скептические оценки наши чиновники и эксперты еще совсем недавно высказывали, например, в отношении технологии добычи сланцевой нефти. Однако за четыре последних года она была настолько усовершенствована, что себестоимость добычи этой нефти в США снизилась в пять раз: со 100 до 20 долларов за баррель. Таким образом, цена нового способа добычи «черного золота» приблизилась к стоимости традиционного (на новых российских месторождениях один баррель требует 16 долларов затрат). 

Стоимость запуска РН Falcon 9 — около 60 млн долларов zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz2.jpg
Стоимость запуска РН Falcon 9 — около 60 млн долларов

Почувствуйте разницу

Необычные идеи Илона Маска первоначально воспринимаются как фантастика. Однако многие из них уже воплощаются в жизнь, и весьма успешно. Так, его компания Tesla Motors, которая производит электромобили, ежегодно наращивает производство на десятки процентов и завоевывает все новые рынки сбыта. Если в 2013 году Tesla продала чуть более 22 тыс. электромобилей, то в 2014-м уже более 31,5 тыс. А в прошлом году этот показатель превысил 50,5 тыс. То есть в минувшем году объем продаж удалось увеличить почти на 60% по сравнению с показателем предыдущего года. И это несмотря на то, что экономическая ситуация оказалась не слишком благоприятной для Tesla, автомобили которой стоят не менее 85 тыс. долларов. С одной стороны, падение цен на нефть значительно снизило и цены на бензин на ключевом для компании американском рынке. С другой — из-за ухудшения в Китае экономической обстановки не оправдались надежды на него как на второй по значимости рынок. Тем не менее Маск обещает к 2020 году увеличить производство электромобилей до полумиллиона в год. И судя по всему, он знает, что говорит.

Отметим, что нынешний глава Роскосмоса Игорь Комаров еще совсем недавно тоже работал в автопроме: с весны 2009 года по осень 2013-го руководил АвтоВАЗом. На этот пост он был назначен как антикризисный менеджер, призванный решить накопившиеся у предприятия проблемы. Тогда убыток автогиганта превышал 50 млрд рублей. Однако вернуть компании прибыльность удалось лишь благодаря финансовой поддержке государства, что не способствовало реальному оздоровлению бизнеса. А по итогам 2013 года АвтоВАЗ снова показал убыток в 7,9 млрд рублей. Докризисных объемов производства Комарову также не удалось достичь, при этом в последние три года его руководства автогигантом этот показатель неизменно снижался.

Очевидно, что на посту гендиректора Роскосмоса Комарову необходимо не только увеличить количество коммерческих космических запусков, но и резко снизить их себестоимость. Однако пока единственное, что удалось сделать в этом направлении, — уменьшить стоимость полета «Протонов» с 90 млн долларов до 70 млн. При этом мы почему-то не спешим вступать в конкурентную борьбу с Маском. А ведь в России собственную многоразовую ракету планировали сделать еще 15 лет назад. Тогда в ГКНПЦ имени М. В. Хруничева разрабатывали ускоритель «Байкал», предназначенный для возвращаемой первой ступени ракеты «Ангара». Этот проект принципиально отличался от американских Space Shuttle и советских «Буранов»: последние приземлялись по парашютной схеме и экономический эффект от их возвращения из космоса был равен нулю. Предполагалось, что «Байкал» будет приземляться как обычный самолет: с помощью крыльев. При этом конструкторы предсказывали, что он окажется эффективнее любой другой многоразовой системы как минимум на 20%. Однако для доведения проекта до конца разработчикам не хватало 60–70 млн долларов в ценах 2001 года. Эти деньги так и не были найдены, и проект пришлось заморозить. Но идея создания многоразовой ракеты-носителя не умерла.

Схема старта Falcon 9 с многоразовой первой ступенью и ее возвращение на Землю zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz2s.jpg
Схема старта Falcon 9 с многоразовой первой ступенью и ее возвращение на Землю

Каковы наши перспективы

О том, насколько важно построить многоразовую ракету, говорят прежде всего в сообществе конструкторов: они видят в этом способ обеспечить нашей стране необходимую конкурентоспособность на рынке коммерческих космических запусков. Однако в ближайшее десятилетие такая ракета в России точно не появится. Главным образом из-за отсутствия необходимых средств в Федеральной космической программе (ФКП) на 2016–2025 годы, которая уже несколько месяцев находится на рассмотрении в правительстве, но пока так и не утверждена. Проволочка с принятием ФКП объясняется тем, что Минфин настаивает на сокращении космического бюджета еще на 10%. Хотя он и так ужат до предела: вместо 2,85 трлн рублей, которые планировалось заложить в программу в 2014 году, финансирование урезано до 1,4 трлн. С таким бюджетом можно решать лишь насущные вопросы, связанные, в частности, с обеспечением безопасности и поддержанием в рабочем состоянии наших орбитальных группировок спутников. Ну и выполнять пилотируемую программу доставки к МКС. А вот средства на полеты в дальний космос в программе не предусмотрены. То есть широкомасштабные работы по лунной и марсианской программам проводить в России не будут. А ведь именно на это нацелен Илон Маск, чья многоразовая ракета представляет реальную угрозу для успешного будущего российских ракет семейства «Союз-2» и легких версий «Ангары» и является перспективным конкурентом на рынке коммерческих космических запусков. В этом сегменте мы пока сохраняем лидирующие позиции с долей в 30%. Между тем объем этого рынка и так весьма незначителен: по итогам 2015 года он оценивается примерно в 2,5 млрд долларов, в то время как объем мирового рынка всех космических услуг достигает 320 млрд. И если американцы отвоюют у нас заметную долю клиентов в коммерческом сегменте, то космическую гонку мы рискуем проиграть уже через несколько лет.