У разбитого батута. Почему запуск Crew Dragon выбьет Россию с мирового рынка пилотируемых полетов

Корабль Crew Dragon 31 мая успешно пристыковался к МКС. Впервые в истории астронавтов доставила на станцию частная компания. Роскосмос, который в последние 9 лет был единственным, кто мог осуществлять подобные запуски, оказался в затруднительном положении — у SpaceX запуски стоят намного дешевле. Руководитель Института космической политики Иван Моисеев считает, что России остается переориентироваться на внутренний рынок — на международном для страны всё потеряно.

30 мая в 22:23 по московскому времени с площадки LC-39A Космического центра имени Кеннеди на мысе Канаверал стартовыми командами компании SpaceX при поддержке боевых расчетов 45-го Космического крыла запустили ракету-носитель Falcon-9 с кораблем Crew Dragon 2. На борту были командир корабля Дуглас Джеральд Хёрли и командир миссии Роберт Луис Бенкен, для обоих это третий полет в космос. Площадка LC-39A знаменита тем, что с нее стартовали космические корабли Аполлон, доставлявшие людей на Луну. За стартом, несмотря на пандемию и призывы NASA смотреть запуск онлайн, наблюдали 150 тысяч человек (на старт первой экспедиции на Луну в июне 1969 года приехал посмотреть миллион человек).

Уже традиционно первая ступень Falcon-9 совершила посадку на морскую платформу Of Course I Still Love You в Атлантическом океане в 510 км от места старта. «Конечно, я все еще люблю тебя» — экспедиционный корабль Контакта из романа фантаста Иэна Бэнкса. Небольшой штрих к характеру Илона Маска.

31 мая в 17:11 по Москве Crew Dragon 2 пристыковался к Международной космической станции. В 20:30 Дуглас Хёрли и Роберт Бенкен перешли на станцию. Предполагается, что корабль будет находиться в составе МКС около 4 месяцев.

Что человек делает в космосе

Многие окрестили запуск Crew Dragon 2 историческим и грандиозным событием. С такими характеристиками можно согласиться, но полезнее оценить реальную роль пилотируемой космонавтики и конкретно этого пуска. Деятельность человечества в космосе можно разделить на два направления. В группу «Полет к Земле» входят космические проекты, цель которых повышение качества жизни на Земле. В группу «Полет к звездам» попадают проекты исследования и освоения внешнего космического пространства. 

«Полет к Земле» — это космическая связь, дистанционное зондирование планеты, навигация. Сюда же относится и военный космос, который использует перечисленные направления плюс некоторые специфические. Все они характерны наличием конкретного заказчика/потребителя, готовых финансировать тот или иной проект.

Цель проектов группы «Полет к звездам» — либо получение знаний, либо расширение сферы присутствия человека: запуск автоматических станций для исследования Луны и планет Солнечной системы, работа космических телескопов, пилотируемые полеты. Такие проекты не дают прямого экономического эффекта, что определяет необходимость их финансирования из государственного бюджета и полную ответственность властей за выбор таких проектов и их реализацию.

Пилотируемые полеты здесь особенно важны: они имеют мировоззренческое значение, формируя в обществе представление о человечестве как о космической цивилизации. В техническом смысле пилотируемые полеты требуют особенно мощных технических средств, создание которых расширяет возможности на всех других космических направлениях. Вот как распределялись деньги на разные сектора космической деятельности за всю космическую эру. Среднегодовые расходы NASA на пилотируемую космонавтику — $2,5 млрд, Роскосмоса — $0,4 млрд.

Какие бывают корабли

За все время существования пилотируемой космонавтики прошло 1288 человеко-стартов, суммарная стартовая масса ракет-носителей, стартовавших по пилотируемым программам — 470 тысяч тонн, наработка в космосе: 1 279 372 человеко-часа или 53 307 человеко-дней. С технической точки зрения старт Crew Dragon 2 — это запуск девятого типа пилотируемого корабля и первый запуск космического корабля третьего поколения. Вот все летавшие пилотируемые космические корабли, корабли, прошедшие беспилотные летные испытания и планируемые к запуску в текущем десятилетии.

Корабли первого поколения — это "Восток« (СССР), Mercury (США), «Восход" (СССР). Это одноместные корабли с баллистическим неуправляемым спуском в атмосфере. Баллистический спуск приводит к большим, почти предельным перегрузкам. Небольшой жилой объем кабины: Восток и Восход — 1,6 м³, Mercury — 1,7 м³. На первых двух «Восходах» летали 3 и 2 человека соответственно, но использовалась кабина «Востока», в которой за счет беспрецедентного снижения требований по безопасности разместили лишние кресла.

Корабли второго поколения — Gemini (США), «Союз» (СССР), Apollo (США), «Шеньчжоу» (Китай). Это многоместные корабли (2 человека в Gemini, по 3 в остальных) с аэродинамическим управляемым спуском в атмосфере. Баллистический спуск приводит к большим, почти предельным перегрузкам. Увеличен жилой объем кабины. «Союз» был рассчитан на полеты к Луне, а Apollo 9 раз летал к Луне в пилотируемом режиме.

Корабли третьего поколения — Crew Dragon (США), STS-100 Starliner (США), Orion (США), «Орел» (РФ), пока еще безымянный китайский корабль. Увеличена численность экипажа — от 4 до 7 человек, увеличен примерно вдвое жилой объем кабины, серьезно увеличена масса доставляемого и возвращаемого груза. Все корабли многоразовые (возможность повторного использования — 10 раз) и могут быть модифицированы для полета к Луне.

Spaсe Shuttle — уникальная транспортная космическая система и стоит особняком.

SpaceX vs Роскосмос

Последние годы любители космонавтики с большим интересом наблюдают за Twitter-дискуссией между гендиректором Роскосмоса Дмитрием Рогозиным и главой SpaceX Илоном Маском. Это непривычное для советских/российских инженеров явление, ведь традиционно руководители нашей космической отрасли высказывались публично весьма редко, скромно и только по техническим вопросам, оставляя самовосхваление и критику империализма газете «Правда» и лекторам общества «Знание». Нынешний руководитель Роскосмоса решил взять эти заботы на себя. Роскосмос заключил контракт на отслеживание информации СМИ и запретил своим работникам выступать публично без согласования с руководством, которого на практике приходится ждать неделями.

Спасибо, сэр, ха-ха. Мы рассчитываем на взаимовыгодное и процветающее долгосрочное сотрудничество.- Elon

— Elon Musk (@elonmusk) May 31, 2020

Если не заниматься патриотической пропагандой, а посмотреть, как оно есть на самом деле, то четверка космических лидеров выглядит так: На первом месте — США, которые в космосе делают больше, чем все остальные страны вместе взятые. За второе место борются Европа и Китай. Россия на четвертом месте. Но мы попробуем сравнить уровень Роскосмоса даже не с другими государствами, а с американской компанией SpaceX. В России (да и в Штатах тоже) делают особый упор на то, что SpaceX — частная компания. Это так, но… в США в космической отрасли почти нет государственных предприятий. SpaceX появилась только в 2002-м, и на ней NASA впервые опробовала новую схему взаимодействия — передала все труды и заботы промышленным фирмам, оставляя за собой только получение и оплату конечного результата, контроль за ходом работ и обеспечение безопасности.

После «детских болезней» 2002–2009 гг. (неудачная ракета Falcon-1) в 2010 году SpaceX запускает ракету-носитель Falcon-9 и бросается на завоевание международного космического рынка запусков. Falcon-9 ориентирована на экономическую эффективность. На этой ракете использованы простые, надежные, дешевые, но технически устаревшие двигатели открытой схемы Merlin. Примерно такие же двигатели использовались для запуска первого спутника в 1957 году и сейчас установлены на ракеты-носители типа «Союз». Но самая радикальная новация — повторное использование первой ступени. Практически никто не думал, что такое вообще возможно — инерция мышления. Но инженеры SpaceX посмотрели, посчитали, и у них все получилось. Все работы по возвращению первой ступени фирма SpaceX делала за свои деньги, но и весь экономический эффект ей и достался. А это примерно 30% стоимости запуска. Кроме того, с 2010 по 2018 год SpaceX провел пять глубоких модернизаций РН Falcon-9, доведя ее грузоподъемность с 9 тонн в первой версии до 23 тонн в последней.

Никто не думал, что возвращать первую ступень вообще возможно, но у SpaceX получилось

6 февраля 2018 года успешно запустили Falcon Heavy, ракету сверхтяжелого класса (аналогичную ракету-носитель Рогозин обещает создать к 2028 году, но это вряд ли удастся). Второй и третий (уже коммерческие) пуски были успешно произведены 11 апреля и 25 июня 2019 года. До SpaceX рынок делили примерно поровну Европа (Arianespace) и РФ (Центр Хруничева) с относительно небольшим участием ULA (США) и Китая. Вот сравнение частоты запусков Falcon SpaceX и «Протон-М» Центра Хруничева.

Любопытно объяснение снижения числа запусков Falcon в 2019 году — Маск все «съел». Имея большое число готовых к запуску ракет-носителей, SpaceX запустила все готовые спутники. Теперь нужно некоторое время, чтобы спутниковая промышленность приспособилась к возросшим возможностям, а пока SpaceX наращивает частоту запусков за счет пусков собственных спутников связи Starlink. 

У Роскосмоса по сравнению со SpaceX есть следующие преимущества: научный спутник Спектр-РГ, слабые (по сравнению с США) военная группировка и группировка метеоспутников и спутников дистанционного зондирования Земли. В целом можно говорить, что Российская Федерация и американская фирма SpaceX находятся на одном уровне объема космической деятельности. Принципиальная разница по двум аспектам: SpaceX демонстрирует быстрый рост своих космических возможностей, Российская Федерация столь же быстрый спад; в SpaceX работают 8 тысяч сотрудников, в космической отрасли РФ — 250 тысяч.

Россия и SpaceX на одном уровне, только у Маска работают 8000 человек против 250 тысяч в Роскосмосе

Итоги

В 2014 году Рогозин, тогда вице-премьер, предложил США вместо ракет использовать батут. Штаты не стали жаловаться и требовать извинений — Конгресс США начал финансирование пилотируемых программ SpaceX и Boeing в полном объеме. До «батута» финансирование было весьма скромным. Экономные сенаторы считали, что российский «Союз» вполне годится вплоть до окончания работы МКС. Но здесь уже пошла политика. В результате 30 мая 2020 года Илон Маск сказал: «Батут сработал».

Из-за нескольких слов вице-премьера Россия потеряла несколько миллиардов долларов. В этом месяце был заключен явно последний контракт на полет американца на «Союзе» в октябре 2020 года. Нечто похожее произошло с контрактом по двигателю РД-180. В 2013 году один из членов Совета безопасности России пригрозил США прекращением поставок двигателей, если они будут использоваться для решения задач Минобороны США. А кто будет покупать автомобиль, который работает только по четным числам? Опять же, Конгресс выделил финансирование на заказ новых двигателей, и контракт на поставку РД-180 закрывается. А так бы дешевый и эффективный РД-180 ставили и на новые ракеты, контракт стал бы постоянным. Таким образом, Россия потеряла свою долю на международном космическом рынке, львиная часть которой приходилась на запуски тяжелых спутников «Протонами» и доставку экипажей из США, Европы и Японии на МКС. И то, и другое теперь потеряно.

Что делать?

Самая большая польза от сегодняшнего достижения SpaceX может быть, если российское руководство отложит в сторону обещания светлого космического будущего, постоянно даваемые Роскосмосом, и задумается о сегодняшних проблемах российской космонавтики. Это неэффективная система государственного управления (госкорпорация), некомпетентное руководство космической отраслью РФ, ускоряющийся процесс потери компетенций, прекращение производства космических модулей, оптимальная стратегия российской пилотируемой космонавтики сильно зависит от решений NASA и президента США.

Помимо перечисленных застарелых проблем необходимо учитывать негативную среду, в которой существует отечественная космонавтика. Необходимо переориентировать стратегию развития на внутреннее потребление — обратно в международный рынок нас не пустят (исключая небольшие в основном случайные контракты). Необходимо решить проблему производительности труда, технологической модернизации (сейчас большая часть технологий, как собственно космических, так и производственных) имеют полувековой возраст. Это самый краткий список, но для решения только этих проблем потребуется не менее 10 лет.