Go SpaceX: США ползут в большой космос

В марте текущего года американская компания SpaceX добилась очередной победы: ракета-носитель Falcon 9 вывела на орбиту корабль Crew Dragon, который успешно состыковался с Международной космической станцией (МКС). Затем корабль вернулся на Землю, вследствии чего у многочисленных поклонников Илона Маска приключился пароксизм восторга.

Процитируем лицензированные источники:

«Капсула космического корабля многоразового использования Crew Dragon успешно приводнилась в Атлантическом океане, сообщает Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) на своей странице в Twitter. Это был первый испытательный полет Crew Dragon. Корабль сконструирован компанией SpaceX Илона Маска по заказу NASA. Он был выведен на орбиту ракетой-носителем Falcon 9, стартовавшей с космодрома на мысе Канаверал. Корабль в автономном режиме состыковался с Международной космической станцией 3 марта и провел пятидневный совместный полет. В пятницу он сошел с орбиты, сбросив негерметичный грузовой отсек. После чего в плотных слоях атмосферы у капсулы раскрылись парашюты, и она мягко приводнилась у восточного берега Флориды.

На борту корабля вместо экипажа находился облаченный в скафандр манекен по имени Рипли, названный в честь героини серии фантастических фильмов «Чужой». Состояние манекена отслеживалось с помощью датчиков. Первая многоразовая ступень ракеты-носителя Falcon 9 производства SpaceX после запуска корабля совершила посадку на плавучую платформу".

Собственно, дальнейшее развитие событий предугадать не сложно: США смогут доставлять грузы и астронавтов на орбиту к МКС самостоятельно, минуя услуги российского Роскосмоса:

«В июне планируется провести еще один испытательный пуск Crew Dragon, после чего в июле корабль должен будет отправиться в космос уже с экипажем на борту. Crew Dragon предполагается сертифицировать NASA для полетов астронавтов на МКС. Сейчас единственным средством доставки американских астронавтов на МКС являются российские корабли „Союз“».

Это означает, что финансовые взаимоотношения между Роскосмосом и NASA по контрактной доставке астронавтов на МКС кораблями «Союз» закончатся, как и предполагалось, в конце 2019 года. А дальше летать на орбиту американцы будут сами, тогда как РФ лишится примерно 350 миллионов долларов в год. В самом Роскосмосе трагедии из этого официально не делают, благо, что российская госкорпорация постоянным повышением стоимости полета на орбиту сама отчасти приложила руку к потере этих денег:

«Если американцы решат летать на МКС исключительно на своих Dragon 2, количество запусков „Союзов“ уменьшится. Но он не понесет больших убытков — за последние годы возникла целая очередь желающих воспользоваться услугами „Роскосмоса“. Так прокомментировали новости о завершении испытаний новейшего американского космического корабля Crew Dragon опрошенные „Известиями“ эксперты».

Это явно хорошая мина при не самой лучшей игре. Впрочем, глупо было рассчитывать, что США на долгое время останутся в зависимости от РФ по полетам на орбитальную станцию. Успехи американской космонавтики, как говорится, налицо. Помимо полетов на МКС, компании из США практически лишили Роскосмос прежней доли на рынке «коммерческого извоза» на орбиту. Так, в 2018 году частные компании из США провели 29 успешных пусков, а Роскосмос — лишь 19. Схожая ситуация была и в 2017 году.

Но есть некоторые детали, которые не позволяют вступать в стан восторженных поклонников SpaceX и при каждом удачном запуске Falcon реветь «go SpaceX». Во-первых, а почему вообще кого-то удивляет, что мировой технологический и еще вполне себе индустриальный лидер оказался способен вернуться к самостоятельным орбитальным запускам, да еще сделав их коммерчески привлекательными на фоне «конкурентов»? Просто хочется на минутку напомнить, что США — это та самая страна, которая в 60−70-е годы прошлого века поточным способом выпускала сложнейшие и уникальные сверхтяжелые ракеты-носители семейства «Сатурн». Как мы писали ранее, всего в США в 1961—1975 годах было изготовлено 36 таких ракет-носителей сверхтяжелого класса, из которых 32 побывали в космосе. Еще две ракеты Сатурн-1Б были не достроены.

Эта та самая страна, которая еще практически в докомпьютерную эпоху реализовала сложнейшую программу «Аполлон», высадив на Луне целых шесть экспедиций! И в ходе этой программы были лишь две аварии (и лишь одна с человеческими жертвами). Наш блог уже писал о том, что реализовать подобную программу сейчас невозможно хотя бы потому, что нет ракет-носителей сверхтяжелого класса, способных выводить на низкую околоземную орбиту (НОО) полезную нагрузку от 70−80 тонн (это минимальный полезный вес для таких миссий)!

Мы не будем упоминать многочисленные программы исследования околоземного пространства и планет Солнечной системы автоматизированными межпланетными станциями (АМС), миссии «Вояджер» и так далее. Не будем вспоминать об орбитальной астрономии, программе пилотируемых орбитальных полетов Space Shuttle и годами работающих на Марсе марсоходах. И после этого нам как невероятное достижение преподносится ракета-носитель Falcon, которая вроде бы как на четверть дешевле позволяет летать на морально устаревшую и не понятно для чего существующую МКС, чем старые советские ракеты-носители «Протон» с кораблями «Союз»! По поводу МКС никакого преувеличения: предельный срок службы этой станции — 2024 год.

Во-вторых, о какой «космической гонке» идет речь, если у современных США в космосе нет конкурентов? SpaceX и NASA за 8 миллиардов долларов разработали и внедрили отдельные передовые технологии, позволившие обогнать уровень советского ракетостроения 70-х годов прошлого века. Это замечательно. Но тот же Роскосмос представляет страну, которая непрерывно деградирует по всем показателям порядка 30 лет. У РФ практически нет собственного машиностроения. РФ не в состоянии ни производить собственные спутники (нет своей элементной базы), ни осуществлять межпланетные миссии, ни вести более-менее серьезное исследование околоземного пространства (1−2 научных спутника на орбите — это не уровень). Единственным заделом РФ от СССР оставались старые советские ракеты, начало линии которых было положено еще в 40−50-е годы прошлого века при участии с «трофейными» германскими инженерами-ракетчиками во главе с Гельмутом Греттрупом (соратником знаменитого Вернера фон Брауна).

Победа над таким «противником» умаляет все достоинства «победителя». Возможно, это понимают и сами американцы, отпустив через Илона Маска ряд дежурных славословий в адрес советского ракетостроения. Собственно, а что такого? США только-только сумели создать ракеты-носители и орбитальные корабли, выигрывающие вроде бы как по ряду параметров у старых советских изделий. Например, считается, что SpaceX «значительно дешевле», чем ракеты от Роскосмоса. Но если заглянуть в опубликованные данные, то преимущество небольшое: стоимость коммерческого запуска Falcon 9 составляет около 50−60 миллионов долларов, тогда как стоимость запуска российского «Протон-М» варьировала в последние годы от 60 до 110 с лишним миллионов долларов. Тем не менее, стоимость килограмма полезного груза с выведением на ГПО (геопереходную орбиту) у обоих носителей была долгое время примерно одинакова — 11−12 тысяч долларов. Стоимость килограмма груза на НОО у обоих носителей также мало отличается: 2500−2900 долларов. Другое дело, что SpaceX за счет своей скорости и резервов по снижению себестоимости запусков в этом году может реально взорвать рынок цен на орбитальный коммерческий извоз.

В-третьих, шумиха вокруг «небывалых успехов частных компаний» в орбитальной космонавтике выглядит странно. Ведь принципиально ничего нового для нашей цивилизации в плане освоения космоса и даже ракетной техники она не означает. Если не считать религиозных сектантов из группы поддержки Илона Маска, то сборка ракет-носителей на дне гравитационного колодца Земли и их запуски на орбиту — это тупиковый вариант исследования космического пространства, который обессмысливает даже попытки освоения «близлежащей» Луны. Громадье планов NASA и SpaceX, а также ряда других компаний из США по полетам на Марс или Луну упирается в ряд практически неразрешимых проблем. И для них не важно, есть ли у чудо-ракеты Falcon возвращаемая первая ступень.

Напомним, что из-за гравитации современная земная космонавтика по большому счету ограничена лишь орбитой. Коэффициент полезного действия (КПД) у ракет-носителей по выводу полезной нагрузки даже на низкую околоземную орбиту (НОО) чудовищно низкий. Так, сверхтяжелая ракета-носитель «Сатурн-5» высотой 110 метров при стартовой массе в 2965 тонн имела рекорд вывода на НОО около 147 тонн полезной нагрузки. Ее КПД — 4,9%. У распиаренной ракеты Falcon Heavy компании SpaceX стартовая масса 1430 тонн, а теоретическая выводимая полезная нагрузка на НОО (пока еще не испытана) — 63 тонны. КПД — 4,4%. На Марс с помощью этой ракеты отправить что-либо с полезной нагрузкой более 16 тонн вообще невозможно, что ставит сходу крест на любых полетах людей на Красную планету. Наконец, находящаяся в разработке у SpaceX ракета-носитель сверхтяжелого класса Big Falcon Rocket при стартовой массе в 4 тысячи тонн сможет выводить на НОО аж 100 тонн полезной нагрузки. Ее КПД составит целых 4%…

Регулярные полеты людей даже на Луну выглядят очень спорными. Но это если представить, что соответствующие для этих целей ракеты-носители сверхтяжелого класса есть в наличии. Однако, у США сейчас вообще нет подобных ракет-носителей, способных выводить на НОО более 70 тонн полезной нагрузки, что теоретически позволило бы земной космонавтике отправить экспедицию с людьми даже не на Марс, а хотя бы к соседней Луне. В феврале 2018 года был совершен тестовый запуск ракеты-носителя Falcon Heavy, вроде бы как способной вывести на НОО до 63 тонн полезной нагрузки. Но пока ни о каком полете к Луне речи нет: анонсированный SpaceX в 2017 году облет Луны на корабле DragonV2 в 2018 году был отменен, и в программе у этой ракеты-носителя на ближайшие годы лишь несколько орбитальных миссий. Так что лететь к Луне, не говоря уже о Марсе, пока не на чем. Так что «революция» частной американской космонавтики закономерно захлебывается на все той же околоземной орбите.

Замечательно, что никто не обратил внимания на потолок, в который уперлась космонавтика. Миссия Red Dragon на Марс (скажем прямо, откровенно идиотская) уже полтора года как отменена. Ранее нечто подобное происходило и в государственной американской космонавтике, где в 2011 году без шума и пыли была прикрыта программа «Созвездие», предусматривавшая полеты на Луну и Марс. Сейчас в позиционный тупик зашел и «хвост» той программы NASA — Space Launch System, который подразумевал разработку ракеты-носителя сверхтяжелого класса.

Илон Маск чуть более подкован в плане маркетинга, поэтому его громкие пиар-акции с регулярностью раз в 2−3 года меняют название проектов, чтобы аудитория с коллективной памятью аквариумных рыбок не слишком утомлялась. В 2016 году талантливый менеджер с помпой обнародовал программу Interplanetary Transport System по освоению Марса, которая заменила введенную в 2013 году в оборот миссию Red Dragon. В сентябре 2017 года Илон Маск сообщил о проекте Big Falcon Rocket. Это проект ракеты-носителя и космического корабля нового поколения, который предполагает создание наземной инфраструктуры для запуска и повторного использования системы и «топливных депо» для дозаправки на низкой околоземной орбите.

Естественно, самой ракеты-носителя пока не существует, а предназначенный для нее жидкостный реактивный двигатель Raptor разрабатывается с 2009 года (на самом деле на несколько лет раньше) и только в этом году вышел на стадию огневых испытаний. Этот двигатель, если он начнет когда-нибудь использоваться, окажется мощнее и эффективнее старых советско-российских РД-170 и РД-180 (разработаны в 70−80-х годах прошлого века, соответственно).

Для понимания: более простой однокамерный жидкостный ракетный двигатель F-1, использовавшийся на американских ракетах-носителях сверхтяжелого класса «Сатурн», был разработан и доведен до «ума» компанией Rocketdyne примерно за 10 лет (1955−1965 годы), а с 1967 года вовсю эксплуатировался для миссий на Луну. Современные США не могут воссоздать нечто подобное (Space Launch System), или сотворить что-то лучше уже второй десяток лет. Если такое пыхтение затянется еще на несколько лет, то подобные неприятные сравнения будут все чаще возникать в головах у любителей острых космических авантюр. И тут уже одними фильмами, громкими названиями и рекламными роликами про освоение Красной планеты не отделаться. Возможно, рано или поздно люди начнут задавать вопрос, почему сборку ракет-носителей и космических кораблей нельзя вести на орбите или использовать Луну как базу для полетов в Солнечной системе? Ведь наша классическая земная космонавтика с КПД ракет-носителей в 4−5% — это даже не смешно.

Reddevol