Компания SpaceX сегодня, 10 мая, планирует осуществить вывод на геостационарную орбиту бангладешского спутника связи Bangabandhu-1. Казалось бы, запуск должен быть обычным делом, только по факту это событие станет новой вехой в развитии космической индустрии, поскольку компания собирается использовать в качестве ракеты-носителя новейшую модифицированную версию Falcon 9 с разгонным блоком Block 5. Если верить ранее озвученным заявлениям, новый разгонный блок обещает повысить уровень многоразовости ракет Falcon 9, сделав их действительно экономически выгодными и открыв для компании и ее клиентов дверь в дальний космос.
Вся суть многоразовости ракет-носителей сводится к экономии денег: вместо создания полностью новой ракеты для каждой миссии SpaceX может просто посадить отработанную первую ступень ракеты, провести необходимое техническое обслуживание отработанного блока, установить на него новую полезную нагрузку и снова запустить в космос. Многие эксперты, включая самого исполнительного директора компании SpaceX Илона Маска, проводят в качестве примера параллель между многоразовыми ракетами и самолетами. Согласитесь, авиаперевозки были бы гораздо дороже, если бы приходилось перед каждым полетом создавать новый самолет.
До сегодняшнего момента посадки отработанных ступеней ракет SpaceX, несмотря на всю свою зрелищность, чего греха таить, не экономили компании кучу денег. При этом максимальное число запусков уже отработанных ступеней сводилось к двум. А еще после каждого запуска приходится привлекать целый легион инженеров, чтобы они проводили тщательную и дорогостоящую проверку и замену деталей, которые съедают часть сбережений, заработанных компанией на строительстве новых ракет. Перерыв между запусками в этом случае может затягиваться на многие месяцы.
«Вполне возможно, что на восстановление ракет прямо сейчас они тратят больше денег, чем при строительстве новых», — прокомментировал порталу The Verge Грэг Отри, доцент Университета Южной Калифорнии, специализирующийся на новых космических компаниях.
Новая ступень Falcon 9 Block 5 сможет это изменить. Ступень прошла многочисленные модернизации, направленные на снижение затрат на восстановление и сокращение времени между запусками. Внешне Block 5 отличается от Block 4 лишь наличием черных элементов в дизайне. Цвет сменили посадочные стойки, промежуточный отсек между ступенями, титановые стабилизаторы и гаргрот — элемент фюзеляжа, защищающий проводку и трубопроводы ракеты. Из технических улучшений Block 5 получил более мощные двигатели Merlin, что позволило увеличить тягу до 8130 кН по сравнению с 7600 кН у предыдущей версии. Конструктивно они теперь установлены так, что к ним гораздо легче добраться при техническом обслуживании. Еще получили новое тепловое экранирование, которое защитит их от перегрева. Кроме того, изменились титановые решетчатые стабилизаторы, которые отныне не будут воспламеняться по возвращении ступени на Землю. Благодаря такой модернизации новые Falcon 9 смогут осуществлять повторные пуски в течение 48 часов с момента возвращения на Землю. По крайней мере в теории.
Если все эти улучшения действительно смогут сократить время обслуживания ракет Falcon 9, то компания наконец-то сможет начать копить деньги. К тому же Block 5 обещает увеличить производительность Falcon 9 без существенных вливаний в последующие серьезные обновления. Все вместе это поспособствует получению более крупных прибылей компанией и, как следствие, реализации более амбициозных планов, среди которых и запуск нескольких тысяч спутников для создания нового спутниковой Сети, и то же создание новой гигантской ракеты BFR, с помощью которой компания планирует отправлять людей к Луне и Марсу.
Все ради Марса
Согласно более ранним заявлениям Маска, ракеты Falcon 9 с Block 5 можно будет использовать до 100 раз без существенных затрат на их обслуживание. Следует признать, что заявление довольно оптимистичное, учитывая то, что ракете при взлете и посадке приходится двигаться со скоростью выше скорости звука, а также подвергаться экстремально высоким температурам и нагрузкам. А еще, если учесть, что Маск частенько любит преувеличивать, то более реальной цифрой повторных запусков новых ракет, со слов Энди Ламберта, вице-президента производственного отдела SpaceX, будет 10. Но даже возможность запустить одну и ту же ракету 10 раз позволит существенно сократить производственные издержки на подготовку Falcon 9.
Синхронная посадка двух боковых ускорителей первой ступени ракеты-носителя Falcon Heavy на мысе Канаверал
Однако одного увеличения количества возможных запусков будет недостаточно для экономии и накопления средств на развитие. SpaceX также придется сократить количество сотрудников.
«Все говорят о самолете как о модели многоразовости. Но все почему-то забывают, что для строительства одного самолета не требуется целая армия сотрудников. Для этого вполне хватает несколько десятков специалистов».
Непомерные расходы на рабочую силу стали одной из причин, почему NASA закрыло программу многоразовых космических шаттлов. Их было слишком дорого запускать. И поскольку модернизация Block 5 позволит сократить время на восстановления ступеней, то это будет означать, что SpaceX тоже не понадобится слишком много сотрудников для того, чтобы готовить ракеты к повторным запускам.
До конца остается неясным, сколько же SpaceX сможет сэкономить денег в долгоплановой перспективе с такими изменениями. Сама компания вряд ли предоставит какие-либо конкретные цифры о том, сколько она тратит на свою рабочую силу, однако сообщает, что намерена сохранить базовую стоимость ракеты Falcon 9, которая составляет 62 миллиона долларов, на прежнем уровне. Тот же Отри оценивает стоимость производства каждой первой ступени – 14-этажной секции ракеты, которая будет отправляться в космос и возвращаться обратно – где-то в 30-40 миллионов долларов. Заправка ракеты-носителя оценивается самим Маском всего в несколько сотен тысяч долларов. Если компании удастся существенно сократить затраты на свою рабочую силу, то в таком случае это сможет снизить стоимость изготовления одной ракеты почти в половину ее нынешней стоимости. Тем не менее тот же Отри не столь оптимистичен в этом прогнозе. По крайней мере пока.
«Я думаю, что в реальности мы пока далеки от таких показателей. Но я вполне уверен, что благодаря этому удастся легко сэкономить от 10 до 15 миллионов долларов».
К слову, прогнозы того же Маска весьма похожи. Он говорил о 30-процентом сокращении расходов.
Если у SpaceX здесь все получится, то следующей задачей для компании станет увеличение частоты запусков. Больше запусков – больше годовая прибыль. И судя по всему, SpaceX уже активно над этим работает. В 2017 году компания произвела 18 запусков, установив личный рекорд и обогнав по количеству запусков многие другие компании. В этом году SpaceX уже произвела 8 запусков. К этому же времени в прошлом году насчитывалось только 5.
Все дополнительно вырученные средства смогут пойти прямиком в разработку BFR, которую SpaceX планирует собирать в порту Лос-Анджелеса, а также на несколько тысяч спутников, которые будут нужны компании в будущем. Напомним, что недавно SpaceX получила одобрение Комиссии по связи (FCC) на запуск первой группировки спутников будущей Сети Starlink. Однако FCC установила требование перед компанией по запуску по крайней мере половины из 4425 спутников в течение следующих 6 лет. И по мнению экспертов, Маск не сможет запустить свою Сеть без ступени Block 5.
Новые горизонты
Еще одним важным аспектом новой ступени Block 5 является то, что она в большей степени не будет подвергаться изменениям. По словам Маска, это последняя крупная модернизация ракеты, и после нее компания собирается сосредоточить свое внимание на разработке гигантской ракеты BFR.
«Это самая модернизированная версия ракеты Falcon 9 компании SpaceX из когда-либо создававшихся», — прокомментировала порталу The Verge Лаура Форчик, глава компании Astralytical, занимающаяся консультациями по космическим разработкам.
Это именно то, о чем так долго мечтало аэрокосмическое агентство NASA: Falcon 9 с Block 5 будет использоваться для доставки американских астронавтов к Международной космической станции. Другими словами, новая версия ракеты строилась с учетом всех требований космического агентства для соответствия всем стандартам безопасности пилотируемых космических полетов. Правда, строгие требования NASA по безопасности требуют провести как минимум 7 удачных пусков, не внося никаких изменений в конструкцию ракеты, прежде чем компанию Илона Маска допустят до выполнения миссий с участием астронавтов. Тем не менее это требование не распространяется на систему космических запусков SLS – здесь планируется провести всего один тестовый запуск, после которого агентство собирается начать использовать ее для пилотируемых миссий.
Запуск Falcon 9. Фото с длинной выдержкой
Использование сертифицированной NASA ракеты может существенно помочь SpaceX в привлечении новых клиентов. Компания уже не раз была замечена в проведении незначительных изменений в технических особенностях своих ракет между запусками, и это нервировало многих в космической индустрии, особенно на рынке запусков спутников, использующихся для национальной безопасности. NASA и другие старички космической индустрии, как правило, довольно редко делают какие-либо значительные изменения в конструкциях своих ракет, и именно это чаще всего становится ключевым фактором в выборе подрядчика. С новой ракетой Falcon 9 Block 5 весь скепсис может испариться, отмечают эксперты. А повышение производительности откроет для компании такой желанный рынок контрактов, связанных с национальной безопасностью.
