Фото: EPA Полет ракеты-носителя Falcon 9, завершившийся успешной пристыковкой космического грузовика Dragon к МКС, сопровождался уникальным экспериментом, проведенным в ходе запуска. Компания SpaceX предприняла попытку сохранить первую ступень ракеты для повторного использования и вернула ее назад на Землю на специально созданную платформу. Двенадцатилетний «Сокол» Хотя при возвращении аппарат был поврежден при жесткой посадке, точность попадания на посадочную площадку дает руководству компании повод для оптимистичных прогнозов. Удачное возвращение ракеты-носителя на землю позволило бы использовать ее повторно. Это может значительно снизить стоимость следующего запуска. Именно на этом основаны планы владельца SpaceX Илона Маска по удешевлению космических полетов. Существующую схему запусков, с потерей отработавших ступеней ракет, он считает расточительной – все равно что после первого полета выбрасывать новый Boeing. В истории космонавтики были две ресурсосберегающие системы. Ускорители разработанного еще в СССР «Бурана» опускались на землю на парашютах, а американской Space Shuttle – приводнялись на поверхность океана. И в том, и в другом случае их можно было использовать повторно, но обе программы давно закрыты. Строительство ракеты занимает львиную долю в стоимости космического запуска, и создание многоразовых аппаратов позволит компании SpaceX получить большое преимущество перед конкурентами. Прежде всего перед российскими. Ранее Илон Маск отмечал, что сейчас стоимость Falcon 9 составляет около $60 млн, причем лишь $200 тыс. из этой суммы приходится на топливо, кислород и другие расходующиеся в полете материалы. «Возможность быстрого и полного многократного использования уменьшит стоимость одного полета до полумиллиона долларов и ниже», – заявил он. Если удастся после запуска вернуть на Землю первую ступень без повреждений, то ее повторное использование позволит сделать следующий запуск дешевле, признает пресс-служба Объединенной ракетно-космической корпорации России. В России есть наработки по подобным ракетам, добавляет сотрудник компании. Реальная экономия Российские эксперты считают, что глава компании, возможно, преувеличивает размер экономии, но признают, что многократное использование ускорителей даст большой экономический эффект. Стоимость первой ступени составляет 60–70% от цены ракеты, отметил редактор журнала «Новости космонавтики» Игорь Афанасьев, но у Falcon 9 она тонкостенная, толщиной в несколько миллиметров. Из-за этого доля стоимости первой ступени в общих затратах на запуск может быть ниже. Стоимость изготовления ракеты нужно будет делить на количество возможных повторных пусков, к ним добавятся затраты на топливо, на экспедицию по возвращению ступеней к месту старта. «Кроме этого, будут затраты на восстановление ступеней, сертификацию, оценку работоспособности, заправку топливом и повторный запуск. И как быть с прибылью? Без нее Маск работать не будет», – уверен Афанасьев. Ранее разработчики, стремясь добиться многократного использования ракет-носителей, шли другим путем, применяя планирование на крыльях и посадку по «самолетному типу». Член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Андрей Ионин считает, что схеме работы Falcon 9 присущи свои плюсы и минусы. Из плюсов: сохраняется сама ступень и, главное, двигатель. К минусам эксперт относит необходимость размещения на ракете дополнительных систем, обеспечивающих посадку первой ступени, включая дополнительные посадочные двигатели, горючее для них и так далее. Все это утяжеляет ракету-носитель, уменьшая массу выводимой на орбиту полезной нагрузки на 10–30%. Кроме того, проверка возвращенной первой ступени на надежность и отсутствие серьезных дефектов после ее посадки по стоимости может быть сравнима с постройкой ее заново. Итак, спасая первую ступень, можно сэкономить деньги на ее создании заново для следующих запусков. С другой стороны – теряя массу полезной нагрузки, компания теряет деньги за ее вывод на орбиту. «Успешными схемы с возвращаемой первой ступенью могут быть только при достижении баланса между ценой спасенной ступени, и ценой выведенного на орбиту груза, и стоимостью подготовки ступени к повторным запускам», – рассказывает Ионин РБК. По его словам, сейчас цена двигателей ракеты составляет до 40% стоимости всего запуска, которая, в свою очередь, колеблется в пределах $60–100 млн. То есть проект можно будет считать успешным, если затраты на технические решения по возврату ступени, ее повторную подготовку и потери доходов от уменьшения массы выводимого груза не превысят $25–40 млн. Битва за килограммы Россия пока сохраняет лидирующие позиции на коммерческом рынке доставки грузов в космос. Основным преимуществом отечественной космонавтики является более низкая, чем у конкурентов, стоимость вывода на орбиту полезной нагрузки. По данным исследования РБК, средневзвешенная по количеству запусков последних пяти лет рыночная стоимость доставки максимальной полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО) с помощью российских ракет составила $6,3–8,9 тыс./кг. У США этот показатель – $12,5–18,8 тыс./кг, у Европы – $11,0–13,6 тыс./кг. У Китая стоимость доставки грузов на НОО приближается к российскому уровню и составляет $8,1–10,8 тыс./кг. Рыночная стоимость доставки грузов на геопереходную орбиту (ГПО) уже меньше различается по странам и составляет примерно $21–27 тыс./кг у России и $21–32 тыс./кг у США. Минимальная стоимость доставки 1 кг груза на низкую опорную орбиту для ракет Falcon 9 сейчас составляет около $4,3 тыс. При снижении этого показателя использовать американские носители станет выгоднее, чем российские: сейчас стоимость запуска «Протона» составляет $80–100 млн, ракета может вывести на низкую опорную орбиту 23 т груза ($3,4–4,4 тыс. за 1 кг) Еще ракеты Маска проигрывают в грузоподъемности: «Фальконы» способны доставлять на орбиту спутники примерно в полтора раза меньшего веса, чем могут наши «Протоны». Возможно, что цена Маска демпинговая и, получив часть рынка, он будет поднимать цены, говорит Игорь Афанасьев. Но если ему удастся добиться многоразовости использования носителей, может получиться наоборот – он их еще опустит, продолжает он. В планах компании Маска – освоить также пилотируемые полеты, а не только доставку грузов. Доходы России от доставки американских астронавтов на МКС в 2013 году составили $335 млн. NASA заключило с Роскосмосом контракт на эти услуги на период с 2014 по 2016 год на сумму $753 млн. С 2017 года американское космическое агентство планирует отправлять людей на МКС на кораблях собственного производства. Соответствующие проекты разрабатывают компании SpaceX, Boeing и Sierra Nevada. Если «Фальконы» станут многоразовыми, отечественная космонавтика проиграет в этом компоненте, говорит Игорь Афанасьев. О возможности экономии при запуске задумываются и в России. «Возвращаемая первая ступень – один из вариантов, которые сегодня рассматриваются для удешевления стоимости вывода полезной нагрузки в космос», – утверждают в пресс-службе Объединенной ракетно-космической корпорации (ОРКК). Специалисты ОРКК считают, что экономически эта идея обоснованна: самый дорогостоящий элемент первой ступени, двигатель, разрабатывается с существенным запасом прочности, позволяющим осуществлять несколько запусков. Разработка ракеты с многоразовой первой ступенью предусмотрена проектом федеральной космической программы до 2025 года.

Рынок доставки грузов и космонавтов далеко не самый большой в космическом бизнесе. По данным отчета Space Report 2014, подготовленного организацией Space Foundation, размеры мировой экономики космоса в 2013 году выросли на 4%, до $314,2 млрд. Из них коммерческая составляющая достигла $240,1 млрд, а государственный сегмент – $74,1 млрд. Две крупнейшие отрасли коммерческого космоса – спутниковое ТВ и рынок глобальных навигационных услуг. На две эти отрасли приходится около 60% от общего объема выручки. Из находящихся на орбите действующих космических аппаратов лишь около 10% принадлежат России. В основном это спутники ГЛОНАСС, а также военные спутники навигации и связи. По количеству спутников мы в четыре раза уступаем США, где большая часть аппаратов отвечает за коммерческую связь. Причина отставания – слабое развитие отечественной радиоэлектронной промышленности, считает Игорь Афанасьев. Как возвращали Falcon Для приземления отработавшей ступени ракеты компания SpaceX построила специальную морскую платформу-космодром. Она располагалась в Атлантическом океане и удерживалась на месте с помощью водометных двигателей – подобная система используется на нефтяных платформах глубоководного бурения. Довольно внушительные, по человеческим меркам, размеры посадочной площадки (100 м в длину и 60 м в ширину), тем не менее, очень малы для посадки объекта с большой высоты: например, максимальная длина тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов» составляет 306 м. В самой компании вероятность точного приземления оценивали не более чем в 50%. Сложность процесса заключается в необходимости снижения скорости падения с 1300 м/c до 250 м/c и торможения перед самой посадкой, когда скорость падения не должна превышать 2 м/c. Ракета высотой с 14‑этажный дом должна была приземлиться вертикально и встать на платформе при помощи специальных опор, размах которых составляет около 20 м. Для более точной посадки конструкторы использовали решетчатые стабилизаторы, которые ранее применялись только на баллистических ракетах класса «воздух-воздух» и в системе аварийного спасения советских кораблей «Союз». В результате первая ступень Falcon 9 попала на посадочную площадку. Но приземление, как сообщил в своем твиттере Илон Маск, оказалось слишком жестким. Морская платформа, по его словам, в порядке, но часть оборудования придется заменить. Руководство SpaceX ранее заявляло, что будет продолжать эксперименты по приземлению первой ступени ракеты-носителя, пока не добьется нужного результата – мягкой и точной посадки. Успех позволит использовать дорогостоящее оборудование повторно. На запросы РБК в компании SpaceX не ответили.

Конкурент российских «Протонов»