космос

Запуск ракеты Falcon 9 Block 5 знаменует для SpaceX начало нового этапа

Опубликовано

Менее чем через восемь лет после первого старта, ракета-носитель Falcon 9 стала самой запускаемой ракетой в мире. Современная и эффективная, ни одна ракета не летала в  прошлом году чаще, чем 70-метровая Falcon 9. Если не случится катастрофы, никакая ракета, похоже, не сможет превзойти её по числу запусков.

Частично, SpaceX достигла такого уровня эффективности, привлекая мышление, свойственное Кремниевой долине в аэрокосмическую промышленность. Компания стремится разрушать шаблоны, рискнуть, и, как и многие упорные начинающие компании, вынуждает сотрудников работать долгие часы, чтобы соответствовать жёстким инженерным требованиям.

В то время, как стремления основателя Илона Маска колонизировать Марс привлекают внимание общественности, именно рабочая лошадка компании, ракета Falcon 9, которая почти никогда не покидает орбиту Земли, является причиной того, что в настоящее время SpaceX достигла известных высот. И в этой ракете компания Маска запечатлела свой дух разрушения и инноваций, используя все возможности для улучшения ракеты.

Хотя это вызывало головную боль у клиентов, таких как НАСА, и некоторых поставщиков, постоянные переделки позволили SpaceX максимально повысить производительность этой ракеты. Регулярно модернизируя двигатели Merlin, снижая вес,  используя более легкие материалы и применяя сверхохлаждённое ракетное топливо, чтобы увеличить его плотность, компания добилась того, что ракета Falcon 9 теперь примерно вдвое мощнее, чем во время её первого полета. Редкий запуск, из более чем 50-ти с июня 2010 года обходился без внесения нескольких изменений в конструкцию ракеты.

Всё это время SpaceX преследует цель: создать самую совершенную и эффективную орбитальную ракету. Теперь, наконец, компания кажется близка к тому, чтобы сделать последний шаг к этой цели, закончив работу над повторным использовании первой ступени. В понедельник, но, скорее всего, немного позже в этом месяце, SpaceX намерена впервые запустить модификацию ракеты Falcon 9 — Block 5 . Маск сказал, что эта пятая модификация Falcon 9 должна означать окончательное серьезное изменение для первой ступени.

SpaceX намерена летать на каждой построенной первой ступени Block 5 минимум 10 раз и  — в зависимости от вашей готовности принять восторженный взгляд Муска — возможно, еще больше. Десять полётов было бы значительным достижением, поскольку SpaceX до сих пор повторно использовала каждую из своих ракет Falcon 9 только один раз. Кроме того, компания надеется сократить время подготовки ракеты-носителя Falcon 9 к повторному пуску, которое составляет несколько месяцев, до нескольких недель.

Достижение такой нирваны недорогого, быстрого доступа к космосу станет огромным достижением для SpaceX. Для компании, которая стремится однажды высадить людей на Марсе, это важный первый шаг. Кроме того, благодаря замораживанию конструкции ракеты Falcon 9 SpaceX может высвободить свои инженерные таланты, чтобы сосредоточиться на Big Falcon Rocket и ее космическом корабле. Кроме того, запуская каждую ступень Block 5 несколько раз, она может освободить своих квалифицированных рабочих, для сборки этого гораздо более мощного усилителя.

Поэтому предстоящий запуск ракеты Block 5 означает завершение начального этапа деятельности SpaceX.

На волосок от гибели
Чтобы найти запуск Falcon 9 сопоставимый по значимости с предстоящим запуском Block 5, вероятно, придется вернуться к декабрю 2015 года. Ставки также были невероятно высокими. Шесть месяцев до этого, в июне, SpaceX потерпела первую неудачу с ракетой-носителем Falcon 9, катастрофическое разрушение второй ступени примерно через 150 секунд полета. Космический корабль Dragon, поднимающийся в космос, нагруженный грузом НАСА стоимостью более 100 миллионов долларов, был потерян.

SpaceX потратила почти полгода на оценку и устранение проблемы, прежде чем вернуться на стартовую площадку. Для этого декабрьского полета SpaceX сделала ставку, следуя своей философии необходимого риска. Falcon 9, стоящая на стартовой площадке за три дня до Рождества, была первой ракетой, известнойй как Falcon 9 Full Thrust, или Block 3.

Эта ракета имела на 30% больше возможностей, чем её предшественница, она обладала более мощными двигателями и чуть более крупными баками, в которых размещался сверхохлаждёный жидкий кислород и высокоочищенный керосин. Другие модификации включали модернизированные решетчатые рули для управления ракетой при её входе в атмосферу Земли и посадочные стойки.

Но для этого возвращения к полётам было недостаточно полностью обновленной ракеты. Впервые SpaceX также попыталась вернуть первую ступень на Землю для вертикальной посадки у побережья Флориды. Всегда будь новатором, стремись вперёд.

Позже той ночью, после успешного полета и посадки, Муск провел телеконференцию с журналистами. Arstechnica спросил Маска, насколько он был уверен в успехе миссии, одновременно запуская новую ракету и делая попытку вертикальной посадки.

«Я не был абсолютно уверен, что мы добьемся успеха, но я действительно этому рад, — ответил он. «Прошло 13 лет с тех пор, как компания SpaceX стартовала. Мы часто находились в рискованном положении. Я думаю, что люди здесь очень обрадованы».

Маск с тех пор говорил доверенным лицам, что именно эта версия Block 3 ракеты Falcon 9 позволила SpaceX преуспеть в конкуренции по запуску коммерческих спутников, лишив Россию, Китай и государственные ракетные компаний Европы значительной доли этого бизнеса. Более мощная ракета Block 3 также позволила SpaceX начать запуск более тяжелых грузов для американских военных. С Block 3 Маск почувствовал, что у него лучшая ракета в мире.

И теперь Block 5
Маск не ошибся. Это правда, что SpaceX потерпела еще одну серьезную неудачу в сентябре 2016 года при взрыве Falcon 9 на стартовой площадке. В отрасли поднялся ропот, что SpaceX была всего лишь шумихой, что она действовала слишком быстро и свободно, чтобы построить безопасную и надежную ракету. Чего стоят низкие цены, говорили конкуренты, если у ракеты есть ненулевой шанс взорваться, и клиенты должны ждать годы, чтобы попасть в космос?

Но затем ракета Block 3 и ее преемник, Block 4, засияли. В 2017 году SpaceX наконец-то запустила «паровой каток» —  модный термин в отрасли, описывающий способность компании быстро запускать недорогую ракету Falcon 9. В прошлом году SpaceX выполнила 18 миссий с помощью версий ракеты Block 3 и Block 4, и компания совершила семь запусков ракеты Falcon 9 до апреля этого года.

Теперь пошёл Block 5. Эта новая версия включает в себя множество изменений и обновлений, которые, как  ожидает SpaceX оптимизируют Falcon 9 для повторного использования. (Хотя компания не выпустила официальной информации, сообщество reddit создало список, основанный на различных заявлениях, сделанных Маском и президентом компании Гвинн Шотвелл).

Изменения отражают то, чему SpaceX научилась после этой судьбоносной посадки в декабре 2015 года. С тех пор компания посадила более 20 ракет на сушу и на море, тщательно изучив износ первой ступени ракеты-носителя, двигателей и топливных баков. Таким образом, версия Block 5 включает модификации, такие как улучшенная теплозащита вокруг двигателей Merlin, неокрашенные компоненты для экономии массы и изменения конструкции octaweb, которая удерживает двигатели, чтобы их можно было быстрее проверять, ремонтировать и испытывать.

Шотвелл и другие официальные лица компании заявили, что их первоначальная цель для ракеты Block 5 состоит в том, чтобы каждая ступень могла летать 10 раз до значительного ремонта и сократить время между запуском ракеты с нескольких месяцев до нескольких недель. В аэрокосмической промышленности такое быстрое повторное использование первой ступени ракеты неслыханно. Но не будет натяжкой сказать, что SpaceX вполне может это сделать.

«Мой опыт работы со SpaceX состоит в том, что она достигает своих инженерных целей, — сказала Карисса Кристенсен, эксперт по анализу коммерческой космонавтики, и основатель и исполнительный директор Bryce Space and Technology. «Они поставили перед собой смелые, амбициозные и захватывающие цели. И если SpaceX говорит, что это инженерная цель, основанная только на прошлом опыте, было бы безрассудно сказать, что они её не достигнут».

Но учитывая, что SpaceX уже захватила значительную часть коммерческой индустрии запусков с ракетой, которая летает не более чем два раза, какое дополнительное воздействие может иметь ракета с возможностью многократного повторного использования?

Сколько это будет стоить
Ответ зависит от нескольких вопросов. Сколько будет брать SpaceX за запуск на ракете Block 5 с течением времени? Сколько стоит SpaceX восстановление ракеты Block 5? И если SpaceX снизит цену запуска, вырастет ли со временем спрос?

Что касается цены, SpaceX не собирается сразу снижать цену запуска Falcon 9 на ракете Block 5. «Нет никаких изменений», — сказал Arstehnica, представитель компании Джеймс Глисон. Существует предположение, что в конечном итоге SpaceX может снизить цену на 20-40% для запуска Block 5 — с 62 миллионов долларов для стандартного запуска Falcon 9 до примерно 40 миллионов долларов.

Но на данный момент нет никаких прямых стимулов для SpaceX отказаться от цены на запуск Falcon 9. У компании уже есть самая дешевая орбитальная ракета в своем классе, летающая сегодня.

В будущем, одним из потенциальных стимулов для SpaceX, чтобы снизить цены на ракеты Falcon 9, было бы увеличение общего количества клиентов. Если это стоит меньше, чтобы попасть в космос, снизит ли это барьер для большего количества полётов?

Значительно более низкие затраты на запуск смогут сделать экономически обоснованным космическую деятельность для других предприятий в космосе кроме запуска традиционных научных, связных и наблюдательных спутников. Несколько компаний, включая SpaceX, разрабатывают орбитальные группировки от сотен до тысяч спутников, которые могут обеспечить доступ к Интернету с низкой околоземной орбиты. Дешевый запуск может также помочь космической солнечной энергетике, но эта технология ещё не разработана.

Дэвид Александр, директор Института космических исследований Райса (Rice Space Institute), отметил, что Япония объявила о создании инновационного фонда в области космических технологий, а такие страны, как Китай, Великобритания и остальная Европа, настаивают на получении большего объема данных наблюдений от спутников дистанционного зондирования с околоземной орбиты.

«Я думаю, что наибольшая выгода — это более широкий доступ, который она предоставит широкому кругу космических предпринимателей», — сказал Александр, говоря о потенциале модификации ракеты Block 5, для снижения стоимости запуска. «Более дешевый доступ к космосу только ускорит это».

Однако это вряд ли сразу спровоцирует спрос на запуск. Несколько экспертов Arstechnica говорили, что рынок запуска больших спутников на низкую околоземную и геостационарную орбиту остается довольно статичным. Поскольку эти спутники стоят так дорого, экономия 10 или 20 млн. долларов США на расходах на запуск, вероятно, не приведет к значительному увеличению числа их запусков.

«Я не думаю, что снижение стоимости запуска в два раза имеет огромное значение», — сказал Кристенсен. «Спрос может быть несколько стимулирован снижением цен, но космос — дорог, а запуск — небольшая его часть».

Прибыльный, возможно
Несколько источников предположили, что SpaceX может снизить цену ракеты Falcon 9 для дальнейшего давления на ее осаждаемых конкурентов, включая американскую компанию ULA, а также международных поставщиков в Китае, России, Европе и других странах. Однако ни один из этих конкурентов, скорее всего, не уйдет, по крайней мере, не скоро. В Соединенных Штатах United Launch Alliance остается надежным партнером правительственных учреждений, и ни одна из других глобальных космических держав, скорее всего, не прекратит запускать собственные ракеты в ближайшее время.

Несмотря на эти потенциальные стимулы, SpaceX, вероятно, сохранит на некоторое время цену на запуск Falcon 9 на прежнем уровне  и попытается извлечь выгоду из десятилетия инвестиций в инновации, такие как повторное использование. Это имеет смысл, поскольку неясно, прибыльна ли ли SpaceX при текущей цене на запуск ракеты Falcon 9, используемой один или два раза.

В настоящее время компания насчитывает более 6000 сотрудников, и только выплата зарплаты и содержание крупных объектов в Калифорнии, Техасе, Флориде и других странах, возможно, стоит порядка 1-1,25 млрд долларов, сказали эксперты Arstechnica. При ставке 62 миллиона долларов за запуск, для покрытия этих расходов потребуется 20 запусков в год. И это предполагает, что затраты на производство ракет равны нулю, что, конечно, неверно.

Этот чрезмерно упрощенный расчет предполагает, что частная компания SpaceX смогла поддерживать низкие цены на запуск на сегодняшний день благодаря контрактам с НАСА на разработку  коммерческих грузовых и пилотируемых кораблей. Разумеется, поскольку SpaceX наращивает производство Big Falcon Rocket, для чего она уже приобрела землю под строительство завода, на котором она будет производиться, а на это потребуются пригоршни денега и это означает, что на какое-то время компания может просто класть в карман прибыль от  любых повторных запусков.

Безумие Маска
Каждая орбитальная ракета с начала космической эры, за исключением компонентов космического челнока, выбрасывалась после единственного полета. Космический челнок освоил искусство повторного полета космического корабля, при этом Discovery взлетал и садился рекордные 39 раз. Однако НАСА так и не смогло существенно сократить время  между высадкой и повторным запуском орбитального аппарата, период, который обычно длился от шести до двенадцати месяцев. (Рекорд составляет 54 дня, между первым и вторым полетами Atlantis в 1985 году). Что еще более важно, ремонт шаттлов был дорогостоящим. За весь срок выполнения программы, увеличивающаяся стоимость полета космического челнока за один рейс составила около 1 миллиарда долларов.

SpaceX имеет возможность изменить эту парадигму — действительно добиться быстрого, многоразового, недорогого космического полета. И это сделано так быстро. Если Block 5 добьётся успеха в течение десятилетия, SpaceX пройдет путь от компании, которая никогда не запускала ракет, в компанию, создавшую самую эффективную из когда-либо летавших орбитальных ракет.

Из-за этого успеха и растущей доли на коммерческом рынке запуска, ракета Falcon 9 заставила практически всех конкурентов SpaceX разрабатывать новые ракеты, чтобы попытаться конкурировать. И многие из них также задумались об использовании многоразовых ракет.

Однако для SpaceX, после того как она догнала и превзошла своих конкурентов в орбитальных запусках, пришло время двигаться дальше. Несомненно, она будет поддерживать минимальный состав, чтобы продолжить изготовление нескольких ракет Block 5. Но если вы действительно можете летать на такой ракете 10 раз, сколько вам нужно построить их за год?

Таким образом, компания планирует обратить свои взгляды на более крупную ракету Big Falcon  Rocket, которая в один прекрасный день может позволить людям поселиться в других местах Солнечной системы. Сообщая об этом, один из источников выразил удивление этим явным безумием. Почему SpaceX хочет отказаться от своих доминирующих продуктов?

На это можно ответить примером из истории. В начале 2000-х годов Маску сказали, что он никогда не сможет частным образом финансировать орбитальную ракету. Затем ему сказали, что это безумие — пытаться посадить первую ступень на корабле. И затем он услышал, как безрассудно было попытаться связать три ракеты вместе и запустить 27 двигателей одновременно. Илона Маска не волнует все, что можно услышать о его безумии.

Возможно,  это безумие, что SpaceX лихорадочно работает с устаревшей ракетой Falcon 9, на которую она потратила  десятилетие, чтобы её усовершенствовать. Но это не была компания, основанная для удовлетворения множества акционеров. Она был создана для единственного акционера. И он, черт возьми, хочет полететь на Марс.

(arstechnica.com)

Share

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.