Ракета в день уберет высокую себестоимость

Нейроперевод статьи 1993 года. Сегодня уже из области альтернативной истории ибо есть многоразовость и Фалькон хоть и летает раз в 2.5 дня, но берет 18 тонн против предлагавшихся в статье 2. Внимание, многабукав!

Существует довольно общее мнение, что одним из величайших препятствий для исследования и освоения космоса является стоимость вывода грузов на низкую околоземную орбиту (НОО). Непрекращающиеся и ожесточенные споры между сторонниками «Шаттлов», DC-X, NASP, двухступенчатых систем (TSTO), концепции «Больших глупых ракет» (Big Dumb Boosters), возвращения к «Сатурну-5», покупки запусков у русских и/или китайцев или разработки экзотических пусковых технологий (лазерных, электромагнитных, космических лифтов и т.д.) скрывают общую предпосылку всех спорящих: если бы мы могли запускать полезную нагрузку за малую долю от сегодняшней стоимости — скажем, от десятой до тысячной доли нынешних тарифов, составляющих тысячи долларов США за килограмм, — то этот рубеж открылся бы так же, как когда-то великая железная дорога пришла на смену первым караванам переселенческих фургонов. Спор идет лишь о том, какая именно пусковая технология лучше всего достигает этой цели.

Общепринятое мнение о том, почему промышленность и правительство предпочитают не инвестировать в ту или иную перспективную технологию запуска, сводится к тому, что сейчас нет достаточного количества полезных нагрузок, чтобы создать объем, способный окупить затраты на разработку, и, по всей вероятности, никогда не будет.

Сколько бы стоило узнать, так ли это на самом деле?

**Что мы платим сегодня**

Можем ли мы на секунду отвлечься от споров о том, что станет лучшим преемником нынешнего возмутительно дорогого способа запуска, и как инженеры спросить себя: а почему вообще ракеты должны стоить десятки или сотни миллионов долларов за один старт? Раздел FAQ по космосу (space/launchers) дает следующие примерные затраты на один запуск репрезентативных систем, на которых можно приобрести коммерческие пуски:

    Ракета-носитель      Стоимость миссии, млн долл. США

    ---------------      -------------------------------

    Scout G1                            12

    Pegasus                           13,5

    Союз                                15

    Чанчжэн-3 (Long March 3)            33

    Titan II                            43

    Delta                          45 - 50

    Протон                         35 - 70

    Зенит                               65

    Atlas                          45 - 85

    Ariane 4                      65 - 115

    Энергия                            110

    H-2                                110

    Titan III                          158

    Titan IV                     315 - 360

Я намеренно не стал приводить данные о грузоподъемности, надежности и прочем, поскольку это отвлекло бы нас от самого поразительного наблюдения, касающегося этих аппаратов: каждый из них, независимо от технологии, страны происхождения, первоначального замысла конструкторов, истории запусков, типа горючего и окислителя, успеха или неудачи на рынке коммерческих запусков, имеет стоимость миссии в диапазоне от десятков до сотен миллионов долларов.

Почему так происходит? Почему ракеты стоят так дорого?

**Из чего состоит ракета-носитель?**

Давайте упростим проблему, сосредоточив внимание исключительно на одноразовых ракетах-носителях, созданных по существующим технологиям — тех, что используются в перечисленных выше системах. Далее, давайте рассматривать только чисто жидкостные ракеты (за исключением Scout и Pegasus, центральные блоки каждой из вышеупомянутых ракет являются жидкостными). С инженерной точки зрения, что же такое ракета?

По сути, она состоит из набора (часто вертикально составленного) следующих элементов:

*   Цилиндрические баки для горючего и окислителя

*   Ракетные двигатели (включая турбонасосы, газогенераторы и т.д.)

*   Механизмы управления (карданные подвесы, гидроприводы, вспомогательные силовые установки/ВСУ)

*   Системы наведения и навигации (инерциальная навигационная система/ИНС, GPS, приемник радиокоманд)

...плюс другие вспомогательные детали, вроде приемников системы безопасности полигона, телеметрических датчиков, передатчиков и тому подобного. Вот, пожалуй, и всё, не так ли?

И теперь возникает вопрос: почему подобная вещь должна стоить от десятков до сотен миллионов долларов?

Цилиндрические топливные баки не так уж дороги, а ведь они составляют бóльшую часть ракеты. (Конечно, если вы боретесь за каждый грамм забрасываемого веса в межконтинентальной баллистической ракете, вы можете задирать стоимость баков сколь угодно высоко, но в коммерческой ракете?) Да, ракетные двигатели капризны, сложны и не терпят дефектов. Ну да... но ведь автомобильный двигатель V-8 внутреннего сгорания (с двумя распредвалами, 4 клапанами на цилиндр, турбонаддувом и интеркулером) тоже сложен, и, тем не менее, его можно купить в составе наземного транспортного средства у множества производителей по цене на три порядка ниже той, что просят за ракетный. И при этом ожидается, что он проработает без катастрофических сбоев или капитального ремонта пять лет, десятки тысяч километров и тысячи рабочих циклов. Система наведения? Опять же, если мы не пытаемся сэкономить каждый грамм, это довольно обыденная вещь: гидравлику можно в основном адаптировать от авиалайнеров, а электронику — от обычного ПК («память даром, чипы за бесценок»). (Для ракеты на НОО нам не нужна радиационно-стойкая электроника).

**Первая серийная ракета-носитель** --------------------------------

В аргументах о «постоянной армии» (огромном штате наземного персонала), необходимой для обслуживания ракет, мы видели влияние постоянных издержек на стоимость одной миссии при ограниченном числе запусков. Но наличие или отсутствие этой «постоянной армии» и частота полетов, на которые распределяются постоянные затраты, не связаны принципиально с тем, многоразовая ракета или одноразовая. Рассмотрим следующую одноразовую ракету массового производства:

    Произведено штук:                           6 240

    Запущено штук:                              3 590

        Успешных:                               2 890 (81%)

        Аварийных:                                700 (19%)

    В запасе:                                   2 100

    В производстве:                               250

    Израсходовано в ходе разработки:              300

    Стоимость программы разработки:             2 млрд долл. США

    Стоимость разработки одной ракеты:          350 512 долл. США

    Общая стоимость производства одной ракеты:  43 750 долл. США

    Предельная стоимость, начиная с 5000-й:     13 000 долл. США (Да, 13 тысяч!)

Это реальные цифры для первой серийно выпускаемой ракеты — Фау-2 (А4) — пятьдесят лет назад. Цены указаны в долларах США времен войны.

Очевидные оговорки... Фау-2 была суборбитальным аппаратом, предназначенным для заброски взрывчатки на относительно небольшие расстояния. Массовое производство Фау-2 на заводе «Миттельверк» осуществлялось с использованием неоплачиваемого рабского труда под жестоким управлением СС. Да и уровень аварийности был бы неприемлем по современным меркам.

И все же... учтите, что это была самая первая из когда-либо созданных ракет, способных достичь космоса. Что она производилась в условиях войны, которую Германия проигрывала, подвергаясь дневным и ночным воздушным бомбардировкам, при постоянной нехватке материалов. Что вследствие использования нацистами рабского труда, отчаянной военной ситуации и тогдашнего уровня технологий в ее производстве не применялось никакой значимой автоматизации. В феврале 1945 года подземный завод «Миттельверк» поставил 800 готовых к запуску Фау-2; после войны эксперт разведки США Т. П. Райт подсчитал, что при полной загрузке и без ограничений, вызванных военным дефицитом, завод мог бы выпускать от 900 до 1000 ракет в месяц.

Тысяча ракет в месяц... пятьдесят лет назад. Подумайте об этом.

**По ракете в день**

Предположим, мы переведем эти цифры, почти непостижимые по современным меркам (*триста* ракет-носителей, израсходованных только на программу разработки!), на квазисовременный язык. Представьте себе орбитальную двухступенчатую ракету-носитель, скажем, чистую и экологичную благодаря использованию двигателей на жидком водороде и кислороде (ЖВ/ЖК) на всех ступенях. Двигатели: J2, RL10 или их последующие форсированные версии (у нас будет масса возможностей разработать их и внедрять постепенно). Простая цилиндрическая двухступенчатая конструкция по типу Titan II с GPS или радиокомандным наведением с земли. Интерфейс полезной нагрузки — большое кольцо с отверстиями для болтов и стандартный обтекатель с большим внутренним объемом.

Звучит очень похоже на проекты NLS/SpaceLifter, не так ли? Двигатели STME могут иметь незначительные преимущества перед оптимизированными для уровня моря производными от RL10 или J2, но в остальном — в чем разница?

Что если мы будем запускать по одной каждый день?

Триста шестьдесят пять в год.

Это было бы менее одной двадцать пятой доли от темпов производства Фау-2 под массированными бомбардировками союзников в 1945 году.

Сколько будет стоить каждая из них?

Предположим, мы спишем стоимость разработки или амортизируем ее на достаточно большое количество аппаратов, чтобы ею можно было пренебречь. Далее, предположим, что наша более крупная, сложная (две ступени) и высокотехнологичная (ЖВ/ЖК вместо этанола/ЖК) ракета стоит в десять раз больше, чем Фау-2, и что военные доллары 1945 года переводятся в современные по курсу 10 к 1. Тогда, начиная с предельной стоимости Фау-2 в $13 000, мы приходим к стоимости $1,3 миллиона за одну ракету. Если запускать по одной в день, наш общий бюджет на ракеты составит $475 миллионов в год — это сопоставимо с одним полетом шаттла (нет, я не хочу снова открывать *эту* дискуссию; скажем просто — это тот же порядок цифр, окей?). Если наша серийная ракета на ЖВ/ЖК сравняется по характеристикам с Delta 6925, выводя 3900 кг на НОО, стоимость доставки составит $333/кг; если мы добьемся большего забрасываемого веса, эта цифра соответственно снизится. Если мы построим эту штуку такой дешевой, примитивной и тяжелой, что ее полезная нагрузка составит всего 1000 кг (одну метрическую тонну) — стоимость вырастет до $1300/кг, что все равно в десять раз ниже, чем сопоставимая стоимость вывода на НОО у Ariane, Atlas, Delta и Titan.

**Логистика и наземное обслуживание**

«Ладно, — скажете вы. — Допустим, массовое производство в таких абсурдных количествах действительно может снизить стоимость оборудования до менее чем полутора миллионов за штуку, но мы все еще не учли ту самую "постоянную армию", которую требуют пусковые операции. Если сейчас для запуска десятков ракет в год требуются тысячи или десятки тысяч людей, разве не потребуются сотни тысяч, чтобы запускать по одной в день?».

Ну, а почему они должны потребоваться? Снова вспомним Фау-2. За две недели с 18 по 30 сентября 1944 года было запущено 127 ракет Фау-2 с пяти различных стартовых площадок. Это в среднем почти десять в день. Это было осуществлено двумя мобильными группами общей численностью около 6300 человек и 1600 транспортных средств, которые были вынуждены часто менять позиции из-за наступления союзников и подвергались частым воздушным бомбардировкам. По оценкам, при адекватном снабжении мобильные подразделения при «максимальном усилии» могли бы запускать по сто Фау-2 в день, а темп вдвое меньший — 350 в неделю — мог поддерживаться постоянно.

Несмотря на закон Паркинсона, почему после пятидесяти лет технического прогресса и опыта пусковых операций должны требоваться десятки тысяч людей и сотни миллионов долларов для достижения частоты запусков, составляющей одну пятидесятую от того, что делала группа обслуживания Фау-2, запуская самую первую оперативную баллистическую ракету с площадки, к которой приближались танки и пехота, а в небе летали самолеты, сбрасывая на них бомбы?

Да, с жидким водородом сложнее обращаться; многоступенчатая ракета требует более сложного стартового и обслуживающего комплекса и так далее. Но если мы изначально будем проектировать систему под постоянный темп один запуск в день, неужели мы не найдем способов обойти эти проблемы? Возможно, это будет мобильный транспортер-установщик-пусковая установка, как у СС-24 (РТ-23) или «Першинг-2», к которому топливо и окислитель подаются по подземным трубам, подключаемым к пусковой машине. Или еще что-то... Давайте поручим инженерам разобраться и посмотреть, придумают ли они что-то рабочее.

Это не может быть невозможным; советские ракеты-носители семейства Р-7 (Восток / Восход / Союз) практически служат доказательством того, что это осуществимо. Эти ракеты, несмотря на свою механическую сложность (4 боковых блока и 20 двигателей первой ступени), обычно запускаются через один-два дня после горизонтальной доставки на стартовый стол. В нескольких случаях, начиная с 1962 года, с одной и той же площадки с интервалом менее 24 часов производилось по два пилотируемых запуска. А 11-13 октября 1969 года с одной площадки в течение 48 часов стартовали три пилотируемые миссии (Союз-6, 7 и 8).

Если для автоматизации заправки и проверок использовать современные датчики и компьютеры, зачем «стартовой команде» быть огромной? Боб выгоняет пусковую установку в центр бетонного круга, подключает шланги, затем возвращается в бункер и нажимает зеленую кнопку «Старт». Примерно через час загорается лампочка «Готов», и ровно в полдень он нажимает красную кнопку «Пуск». Сидящий справа от него Фред, одетый в синий костюм, следит за ходом процесса на ноутбуке, держа указательный палец на оранжевой кнопке «Отмена».

Если всё проходит нормально, через десять минут после отрыва ракеты Боб выходит и отгоняет пусковую машину обратно в гараж, где на нее грузят следующую ракету (предположим, у нас есть с десяток таких машин для организации конвейера и с учетом износа). А потом они идут в столовую на обед.

**Избыточные мощности**

Любое предложение, прозаичное или экзотическое, по созданию системы запуска высокой пропускной способности с быстрым оборотом тут же наталкивается на возражение: «Просто нет достаточного количества полезных нагрузок, чтобы система окупилась. Кроме нескольких устоявшихся рынков для спутников, сейчас просто нет такого множества прибыльных, полезных или интересных дел в космосе, а у нас и так уже слишком много ракет гоняется за слишком малым числом клиентов».

В этом и заключается суть проблемы «курицы и яйца», которая блокирует освоение и исследование космоса.

Пока запуски стоят десятки или сотни миллионов долларов каждый, их смогут позволить себе только правительства и крупнейшие корпорации, причем только для самых очевидных и необходимых целей — таких как спутники связи, изучения природных ресурсов Земли, навигации и разведки. И пока количество таких грузов составляет менее сотни в год, кто в здравом уме будет платить за разработку ракеты, способной поддерживать темпы в разы большие, какой бы дешевой она ни получилась в итоге? Вы бы просто остались с огромной горой пылящихся ракет, ожидающих полезную нагрузку, не так ли?

А так ли?

Рассмотрим следующий сценарий. Агентство объявляет тендер, в котором участникам предлагается обеспечить запуски (по одному в день) грузов массой 2000 кг и более на стандартную низкую околоземную орбиту, сопряжение с заданной полезной нагрузкой и обтекателем, а также определенный набор услуг на плоской бетонной площадке. Оговаривается соответствующее снижение полезной нагрузки для полярной орбиты. Заявки со стоимостью более 1,25 миллиона долларов за успешный запуск будут возвращаться без рассмотрения. Победитель тендера получит контракт с фиксированной ценой на 1000 запусков по согласованной стоимости. Первые 100 запусков будут считаться испытательными и будут оплачиваться по заявленной цене независимо от успеха или неудачи; впоследствии будут оплачиваться только успешные пуски. Тендер будет проводиться заново каждые 1000 запусков; если выиграет новый поставщик с существенно более низкой стоимостью запуска, ему будет предоставлен такой же период доводки на первые 100 полетов. Поставщик сохраняет все права на конструкцию ракеты и волен предлагать ее на открытом рынке независимо от Агентства.

Сразу после присуждения контракта Агентство объявляет о доступности ежедневных рейсов по доставке 2000 кг на НОО или 1500 кг на полярную орбиту. Коммерческие предприятия могут покупать пуски для любых целей по цене, равной стоимости запуска для Агентства плюс 25%. Непроданные полеты предлагаются в порядке живой очереди исследователям, государственным учреждениям и частным лицам. В случае превышения спроса над предложением некоммерческие проекты будут отбираться в ходе экспертной оценки (peer review), аналогичной той, что используется для распределения времени на телескопах в астрономических обсерваториях. Все риски аварии при запуске несет поставщик полезной нагрузки; клиентам следует принять во внимание исторические показатели аварийности и создавать соответствующие запасные аппараты. Поставщик полезной нагрузки принимает на себя всю ответственность за нее после ее отделения от ракеты Агентства. Грузы должны доставляться на грузовиках к погрузочной платформе «Ракетного гаража» Агентства. Вся полезная нагрузка должна сопровождаться надлежащей документацией, подтверждающей ее состав и безопасность. Справочник спецификаций интерфейса полезной нагрузки можно приобрести за 5 долларов, позвонив на бесплатную линию Агентства; стенды для тестирования и интеграции доступны в региональных центрах Агентства и во многих крупных университетах по всему миру. Чертежи для создания собственного стенда доступны за 5 долларов.

Доставленные в «Ракетный гараж» грузы досматриваются, чтобы убедиться, что это не ядерные бомбы, не мешки с гравием и не что-то иное неприемлемое. Грузы, содержащие двигательные установки, проверяются особенно тщательно. Если нет грубых нарушений, полезная нагрузка прикручивается к верхней части следующей свободной ракеты, в систему наведения вводится запрошенное наклонение орбиты, и она движется по очереди к стартовой площадке.

Любители истории вспомнят, что стартовая масса капсулы проекта «Меркурий» составляла 1935 кг.

Если в «Ракетный гараж» будет прибывать менее одного груза в день (что наверняка будет происходить на первых порах), Агентство будет складировать лишние ракеты на «Ракетном складе» на заднем дворе, продолжая при этом запускать как минимум одну в неделю с инертным бетонным грузом (на быстро снижающуюся орбиту), чтобы поддерживать квалификацию стартовой команды и проверять стабильность качества ракет от поставщика.

Такая закупка и предложение пусковых услуг намеренно предназначены для того, чтобы пробить проблему «курицы и яйца». По сути, Агентство тратило бы 475 миллионов долларов в год на стаю из 365 куриц, а затем ждало, когда начнут появляться яйца. Это, разумеется, несет в себе риск остаться ни с чем (в глупом положении).

Предположим, невозможно построить ракету, которая сможет выводить на орбиту половину полезной нагрузки ракеты Delta, запускаемой в 50 раз реже Фау-2, при стоимости в десять раз больше, чем у той примитивной ракеты пятидесятилетней давности. В таком случае никто всерьез не откликнется на заявку Агентства, и оно пойдет и спустит эти деньги на что-нибудь другое, поклявшись попытаться снова лет через десять.

Теперь предположим, что ракеты действительно начинают прибывать по одной в день и отправляться по расписанию с вероятностью успеха, которая делает норму прибыли поставщика достаточно «сочной» для финансирования дальнейших НИОКР, но полезные нагрузки так и не появляются. Агентство стремительно становится мишенью для шуток всех комиков, а в законодательное собрание вносится предложение переименовать его в «Орбитальное агентство по доставке готового бетона». Ну, если все обернется именно так, то, полагаю, нам всем стоит собирать вещи и расходиться по домам, не так ли? Потому что это доказало бы в ходе реального теста, что в космосе на самом деле не так уж много полезных дел. Что даже если мы снизим предельную стоимость запуска до нуля, никто не сможет придумать, для чего их использовать: ни для школьных научных проектов по зондированию Венеры, ни для персональных спутников-шпионов, ни для демонстрационных полетов гиперзвукового серфинга, ни для исследований микрогравитации, обработки материалов, биологических наук, дистанционного зондирования, радиоастрономии со сверхдлинными базами, оптической астрономии или чего-либо еще. Что, кроме существующих крупных рынков космических приложений, нет никаких земных причин покидать Землю, что бóльшая часть «космической эры» основывалась на ошибочных предпосылках и что «последний рубеж» не стоит исследовать.

Но разве такое развитие событий вероятно?

**Нерешенные вопросы**

Естественно, в реальном мире достичь чего-либо не так просто, как рассуждать об этом на бумаге. Специальная теория относительности ограничивает скорость, с которой можно размахивать руками, а кнопка ОТМЕНА не уберет дыру, которую вы только что просверлили не в том месте в дорогом куске металла. Многое может пойти не так в попытке дать толчок освоению космоса таким образом. Две главные проблемы мы обсудили выше: «это не сработает» или «космос того не стоит». Вот еще несколько моментов, которые также вызывают у меня беспокойство:

**Пропускная способность полигона.** При нынешних низких темпах запусков подготовка полигона — дело сложное и долгое, оно не сможет обеспечить ежедневные пуски, особенно на орбиты с разным наклонением. К тому же большинство существующих космодромов не могут обслуживать как экваториальные, так и полярные запуски. Возможно, с самого начала нам стоит ориентироваться на Гавайи или мыс Йорк и начать оформлять документы для объявления соответствующей бесполетной и запретной для судоходства зоны (на два часа в день во время запланированного старта). Любая ракета, отвечающая критериям частоты и стоимости, не должна требовать сложной или дорогой наземной инфраструктуры.

**Экологические проблемы.** Одна из причин настаивать на жидком водороде/жидком кислороде, а не на керосине/ЖК, гиперголиках или твердом/гибридном топливе заключается в том, что водород экологически чист. Мы могли бы запускать по ракете каждую минуту и вносить меньший вклад в глобальное потепление, разрушение озонового слоя и другие виды загрязнения атмосферы, чем «Боинги-747», пересекающие Атлантику каждый день. Кроме того, выхлопы и/или пушистые белые облака, образующиеся в очень неудачные дни (в случае аварий), не причинят вреда никому, кто окажется с подветренной стороны. Что касается проблемы твердых отходов, то очевидно, что ежедневное сбрасывание больших кусков алюминия и стали в океан — не самый элегантный способ разорвать узы гравитации, по сравнению со всеми этими изящными бумажными космопланами с обложек журналов. Но я подозреваю, что если сравнить общую массу отработанных ступеней с массой непереработанных алюминиевых банок и автомобильных двигателей, это будет незначительный процент. Стоит отметить, что то, что мы выбрасываем каждый день, состоит в основном из алюминия и железа с примесью кремния, а это три из четырех самых распространенных элементов в земной коре. Кроме того, вне двухчасового окна запуска спасательные суда приглашаются вылавливать отработанные ступени и продавать их на металлолом.

**Космический мусор.** Такое большое количество запусков может создать риск неприемлемого загрязнения околоземной среды. Очевидно, как отмечалось выше, потребуется осторожность, чтобы не запускать аппараты, которые могут взорваться или иначе повести себя на орбите нештатно. Полезная нагрузка, вероятно, должна будет выводиться на орбиты, гарантирующие своевременное снижение и сгорание отработанных верхних ступеней. Мы должны убедиться, что верхняя ступень всегда сгорает полностью, не оставляя кусков, которые могут столкнуться с чем-то в ночи. Грузы, предназначенные для орбит с интенсивным движением или высоким риском, потребуют специального сертификата, подтверждающего, что они утилизируют себя ответственным образом.

**Стоимость топлива.** Может случиться так, что если нам удастся снизить стоимость «железа», мы придем к ситуации, подобной авиационной, когда стоимость топлива становится основной статьей расходов. Я не знаю, почем сегодня продается жидкий водород, и не пытался предсказать, сколько он будет стоить при закупках в объемах, требуемых для ежедневных стартов. Это нужно просчитать. Но даже при ежедневных запусках космонавтика останется незначительным потребителем на рынке жидкого кислолога.

**Обслуживание пиротехнических систем полезной нагрузки.** При обсуждении доставки и интеграции полезной нагрузки я признаюсь, что обошел вниманием вопрос предстартового обслуживания грузов. Нельзя просто взять спутник с твердотопливным разгонным блоком и сотней килограммов гидразина на борту, принести к стойке DHL и отправить на космодром. Опасные аспекты подготовки полезной нагрузки должны выполняться исключительно профессионально на объекте вблизи стартовой площадки, а проектирование этих узлов аппарата должно проходить проверки, аналогичные тем, что сейчас используются для коммерческих запусков. Это увеличивает стоимость полезной нагрузки, но не стоимость самого запуска. Это, вероятно, будет способствовать появлению стандартных космических платформ (спутниковых автобусов), включающих в себя эти компоненты, предстартовое обслуживание которых будет осуществляться их производителями за фиксированную плату.

**Отслеживание и управление.** Предполагаемый здесь ежедневный темп запусков перегрузит существующие наземные центры управления. Однако опыт проектов AMSAT и UOSAT доказывает, что для управления спутником (по крайней мере на НОО) не требуется сложное и дорогое оборудование. Без доступа к спутниковой системе ретрансляции данных (TDRSS) или глобальной сети станций слежения большинству спутников придется быть очень автономными, связываясь со своими создателями во время нечастых бурных сеансов высокоскоростной передачи данных, когда они появляются над горизонтом. Поскольку весьма вероятно, что один или несколько производителей предложат стандартную платформу, совместимую с ракетой-носителем и обеспечивающую питание, связь и т.д., возможно, они также будут продавать доступ к линиям связи на прием и передачу в качестве дополнительной услуги. С ближайшего разъема ISDN или узла Интернета вы сможете отправлять и получать пакеты от своего спутника, предоставив поставщику платформы беспокоиться о том, как и когда они будут доставлены. Задачи в глубоком космосе — это проблема; тем, кто их предлагает, придется включать получение времени на большой антенне в свою грантовую заявку. Хочется надеяться, что если будет предложено много миссий с очевидной научной ценностью, могут появиться средства на расширение существующих объектов дальней космической связи.

**НАСА/Конгресс на это никогда не пойдут.** А кто говорил о НАСА или Конгрессе США? Общий бюджет в $475 миллионов в год вполне по карману многим промышленно развитым странам, особенно в то время, когда военные расходы сокращаются, аэрокосмические компании страдают от избыточных мощностей, инженеры и производственники подвергаются увольнениям, а политики ломают голову над тем, как конверсировать оборонную промышленность, не нанося ущерба боеготовности из-за размывания индустриальной базы. Бюджет в 475 миллионов долларов в год представляет собой следующий процент от оборонных бюджетов стран начала 1990-х годов (согласно Справочнику ЦРУ 1992 года):

    Страна         % оборонного бюджета

    ---------      --------------------

    ЮАР                     13,6%

    Швейцария               10,3%

    Швеция                   7,7%

    Австралия                6,3%

    Израиль                  6,3%

    Испания                  5,5%

    Китай                 ~  4,0%

    Италия                   2,1%

    Франция                  1,4%

    Япония                   1,3%

    Германия                 1,2%

    Великобритания           1,1%

    США                      0,15%

Любая страна, чье правительство придет к убеждению, что подобная схема может в долгосрочной перспективе дать ей огромное (в прямом смысле) преимущество в мире и за его пределами, могла бы реализовать ее, перенаправив небольшой процент своих текущих военных расходов, большая часть которых потекла бы обратно в ее собственную промышленность и экономику и могла бы рассматриваться как имеющая самостоятельную военную ценность. К слову, $475 миллионов — это примерно столько, сколько Microsoft потратит на НИОКР в 1993 финансовом году (и треть их прибыли до уплаты налогов), и это менее 3% от объема продаж Motorola за тот же год. Поэтому обеспеченные и дальновидные компании (или консорциумы таковых) тоже вполне могли бы принять в этом участие.

**Заключение**

В краткосрочной перспективе освоение космоса сдерживается чрезмерными затратами на вывод полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту. Разработка инновационных технологий запуска тормозится кажущимся переизбытком мощностей существующих ракет (возникает вопрос: «а откуда возьмутся полезные нагрузки?»), в то время как разработка грузов для новых космических применений не по карману при нынешних ценах на запуски.

Ракетостроение изначально развивалось как ветвь артиллерии. Сторонники различных многоразовых технологий запуска утверждают, что пока сохраняется артиллерийская модель, доступные запуски будут невозможны. Но чтобы быть эффективной, артиллерия должна обладать не только достаточным забрасываемым весом, но и обеспечивать высокую скорострельность при минимизации стоимости расходуемых снарядов. Сегодняшняя космическая пусковая «артиллерия» стоит от десятков до сотен миллионов долларов за выстрел и стреляет с интервалами, измеряемыми неделями или месяцами. Да, одноразовые ракеты — это артиллерия, и те, что у нас есть сегодня, как артиллерийские орудия невероятно переоценены и обладают недостаточными характеристиками.

Последний раз, когда к жидкостным ракетам по-настоящему относились как к артиллерии, был самым первым случаем их применения на войне — А4/Фау-2, пятьдесят лет назад. Несмотря на все более отчаянную военную ситуацию, постоянные проблемы со снабжением и воздушные бомбардировки, ракеты Фау-2 производились темпами до 800 штук в месяц, запускались с сопоставимой скоростью и выпускались с предельной стоимостью $13 000 (в долларах 1945 года) за каждую последующую ракету начиная с 5001-й.

Даже делая скидку на все различия между нацистской Германией и современным миром, между не очень-то полезным в военном отношении и ненадежным оружием и жизнеспособной космической ракетой, между одноступенчатой ракетой на этаноле/ЖК и многоступенчатым носителем на ЖВ/ЖК, между военными долларами 1945 года и текущей валютой, всё равно приходится задаться вопросом: почему после 50 лет технического прогресса и опыта в ракетостроении наши нынешние ракеты стоят не в пять, не в десять, не в двадцать раз дороже Фау-2, а от ста (Pegasus) до двух тысяч четырехсот (Titan III/SRM) раз дороже? Неужели то, что делает Delta 6925, забрасывая 3900 кг на НОО, принципиально в триста раз дороже того, что делала Фау-2 пятьдесят лет назад?

Интересно отметить, что современные ракеты-носители покупаются и запускаются в количествах, примерно в тысячу раз меньших, чем Фау-2 на пике производства. Ни в каком смысле они не производятся массово, и поэтому они не пользуются преимуществами ни средств массового производства (инвестиций в высокоавтоматизированное производство), ни кривой обучения, которая возникает, когда вы создаете сотни и тысячи одинаковых изделий. Не может ли быть так, что значительная часть нынешней неприемлемо высокой стоимости запусков является одновременно и причиной, и следствием нынешней низкой частоты стартов? Что, если бы мы тщательно продумали проблему и нацелились на очень высокую по нынешним меркам частоту запусков, мы смогли бы поддерживать такой темп с «постоянной армией» обслуживающего персонала нынешнего или меньшего размера, и, распределив эти затраты на гораздо большее количество полезных нагрузок, радикально снизить их влияние на конечного клиента.

Один из верных способов определить, можно ли разработать и эксплуатировать такую ракету, — это выйти на рынок и попытаться ее купить; если поставщик, получив крупный первоначальный гарантированный заказ и ожидая последующих контрактов (и, возможно, расширения рынка после этого), разработает и поставит подходящую ракету, тогда пусковые услуги могли бы предоставляться ученым и инженерам в таком количестве и с такой частотой, которые сегодня мало кто может себе представить. Коммерческие пуски могли бы стать доступными, возможно, за десятую долю нынешней стоимости, проверив на практике утверждение о том, что появление новых прибыльных космических применений ждет лишь снижения стоимости доставки.

Некоторые могут опасаться, что успех такой программы лишь укрепит «артиллерийский менталитет» нынешних пусковых операций и тем самым еще больше отдалит их эволюцию в транспортную систему авиационного типа. Но, хотя я обсуждал исключительно традиционные одноразовые ракеты — потомки Фау-2, ничто не мешает поставщику участвовать в тендере на «запуск в день» с использованием инновационной технологии, при условии, что она удовлетворяет требованиям к полезной нагрузке, стоимости, частоте запусков, экологии и безопасности, указанным в закупке. И даже если вначале возобладал бы подход грубой силы, который спровоцировал бы появление бурно развивающегося рынка пусковых услуг, само существование такого рынка (ранее считавшегося несуществующим) могло бы подстегнуть решение об инвестициях в новые пусковые технологии для дальнейшего снижения стоимости и расширения рынка.

Другие будут утверждать, что одноразовая ракета просто не в состоянии обеспечить ежедневные запуски по цене, предложенной в данной статье. Но прежде чем мы потратим миллиарды на разработку технологий, которые (если они сработают) могут оказаться лучше, но которые сопряжены с огромной неопределенностью, не должны ли мы сначала убедиться, что одноразовые ракеты с этим не справятся? Что может быть лучше, чем выйти и предложить купить их, чтобы это выяснить? Если мы сможем, мы дадим толчок бизнесу полезных нагрузок и начнем формировать рынок, который будут обслуживать ракеты следующего поколения. Если не сможем, то мы докажем, что для реального открытия этого рубежа действительно требуются ракеты следующего поколения.

**Источники (Ссылки)**

Ордуэй, Фредерик И. и Митчелл Р. Шарп. The Rocket Team. Кембридж, Массачусетс: MIT Press, 1982. ISBN 0-262-65013-4. Это важнейший справочник по Фау-1 и Фау-2, а также по ранней истории ракетостроения США в 1950-х годах.

Кларк, Филлип. The Soviet Manned Space Program. Нью-Йорк: Orion Books, 1988. ISBN 0-517-56954-X.

Интернет-FAQ по космосу 13/13: Orbital and Planetary Launch Services. Большая часть информации в этом FAQ взята из "International Reference Guide to Space Launch Systems" Стивена Дж. Исаковица, издание 1991 года.

Центральное разведывательное управление (ЦРУ). The World Factbook 1992. Электронное издание Project Gutenberg.

Technology Research Report, Edition 6.9, 12 августа 1993 г. Bear Stearns & Co. Inc., Нью-Йорк.