Частный космос
Текст: Ольга Астафьева | 2015-04-24 | 3639
С начала космической гонки и до конца девяностых космос был полностью государственной «территорией». Для привлечения частного капитала были слишком высоки риски при полной неопределённости будущих доходов, да и средства необходимо было вкладывать по тем временам по-настоящему «космические». Это в США. В СССР частного капитала просто не существовало. Именно государственные компании сделали первые шаги в освоении космоса: благодаря их исследованиям, стали определяться перспективы для коммерческих проектов. Однако у частных компаний есть преимущество перед государственными. Основная задача «частников» – извлечение прибыли: доходы – к максимуму, издержки – к минимуму. Частной компании недостаточно просто решить задачу – необходимо найти эффективное решение с точки зрения прибыли.

Неофициальной датой рождения американской частной космонавтики можно считать 1996 год – год создания фонда X-Prize бизнесменом Питером Диамандисом. Чуть позже им был объявлен конкурс на постройку многоразового космического корабля, который смог бы поднять космических туристов на высоту в 100 км. (условная граница атмосферы) и вернуть их обратно на Землю в целости и сохранности.

Более конкретно условия конкурса звучали так: проекты участников не должны финансово зависеть от правительства и государственных организаций, корабль не только должен достигнуть 100 км., но и целым (без серьёзных повреждений) вернуться на Землю, на его борту должны находиться как минимум 3 человека, а сам полёт должен повториться в течение двух недель.

К концу 2003 года за главный приз в 10 млн долларов боролись 26 частных компаний из 7 стран мира (в том числе и из России). В итоге 21 июня 2004 года с аэродрома Мохаве (штат Калифорния) стартовал аппарат SpaceShipOne, достиг границ атмосферы и вернулся на Землю. А его пилот Майкл Мелвилл стал первым астронавтом, получившим это звание в обход госкорпораций. Сконструировала SpaceShip команда легендарного аэроинженера США Scaled Composites Бёрта Рутана для компании Virgin Galactic – подразделения всемирно известной корпарации Virgin.


SpaceShipOne – первый частный летательный аппарат для полётов выше 100 км.

Этот аппарат Бёрта Рутана представляет собой комбинированную систему, состоящую из двух аппаратов: высотного самолёта и ракетоплана. Восьмиметровый ракетоплан SpaceShipOne с дельтовидным крылом и кабиной на трёх человек крепится под брюхом самолёта-носителя White Knight. В основе строительства аппарата SpaceShipOne – гибридный двигатель, который работает на полибутабиене и оксиде азота. Кабина представляет из себя герметичную камеру с необходимым давлением. Специально для будущих «космических туристов» было сделано большое количество иллюминаторов из двухслойного стекла, каждый из которых по отдельности выдерживает перепады давления в космосе и при посадке. А воздух внутри кабины создаётся за счёт специальной тройной системы. Всё это даёт возможность обходиться внутри без скафандров.

Носитель поднимается до 14 километров, и на этой высоте ракетоплан отделяется от него. Примерно через 10 секунд после отделения космического аппарата включается его единственный ракетный двигатель, и SpaceShipOne стартует почти вертикально – под углом в 84 градуса. Двигатель остаётся включённым около минуты, этого времени достаточно, чтобы аппарат поднялся на высоту 50 километров. Остальные 50 километров он проходит уже по инерции. В космосе SpaceShipOne находился порядка трёх минут, передвигаясь по параболической траектории. Не достигая наивысшей точки, он убирает крылья и хвост для вхождения в земную атмосферу, и экипаж получает возможность испытать состояние невесомости.

Самое сложное в этой схеме – обратный спуск, на который отводится порядка 20 минут. Никаких парашютов или дополнительных двигателей конструкцией SpaceShipOne не предусмотрено – аппарат должен просто спланировать вниз, используя свои крылья.

Именно так всё и произошло 21 июля – с той лишь разницей, что в кабине не было туристов. Поэтому для того, чтобы его создатели получили приз в 10 миллионов долларов, ракетоплану SpaceShipOne пришлось слетать в космос ещё пару раз.

Вот таким образом человечество ещё на шаг приблизилось к частному освоению космоса. Ричард Брэнсон, эксцентричный миллиардер, владелец Virgin (и, соответственно, VirginGalactic) получил лицензию на использование SpaceShipOne для частных полётов.

Позже, в 2010 году, прошёл свои первые лётные испытания обновлённый корабль для космических туристов SpaceShipTwo, тоже детище сэра Бренсона и конструктора Рутана. SpaceShipTwo взмыл в небо с того же космодрома в Мохаве. Представители компании сообщили, что первый полёт, который длился 2 часа 54 минуты, прошёл успешно.


Испытательный полёт корабля для космических туристов SpaceShipTwo, детища бизнесмена Ричарда Бренсона и конструктора Бёрта Рутана.

SpaceShipTwo, так же как и его предшественника SpaceShipOne, сконструировал Бёрт Рутан, владелец компании Scaled Composites. По задумке Рутана, космолёт закрепляется между фюзеляжами WhiteKnightTwo. Самолёт-носитель поднимает SpaceShipTwo на высоту 16 км., после чего аппарат отстыковывается и самостоятельно взлетает на высоту 100-110 км. в суборбитальное пространство. Приземляется космолёт как самый обычный самолёт. То есть, используя тот же принцип действия как и у предыдущих аппаратов Рутана и Бренсона в 2004 году. Но максимальная высота полёта возросла до 160 километров, время пребывания «туристов» в невесомости увеличилось ровно в два раза – до 6 минут свободного полёта, а количество человек на борту возросло до 8 (2 пилота и 6 пассажиров).


Бёрта Рутана часто отмечают за оригинальность в проектировании лёгких, мощных, необычно выглядящих, энергетически высокоэффективных летательных аппаратов и называют «вторым подлинным новатором» в области технологий аэрокосмических материалов после немецкого инженера Хуго Юнкерса, пионера в разработке цельнометаллических самолётов. Наиболее известные детища Рутана: «покоритель рекордов» Voyager, ставший первым самолётом, облетевшим весь мир без посадки и дозаправки; суборбитальный космоплан SpaceShipOne; маленький самодельный самолётик Rutan VariEze (1975 г.) – первый самолёт, на котором были использованы винглеты (законцовки крыльев). Усовершенствованные в 1990 году Луи Гратцером они позволили сократить расход топлива на 7%. Столь масштабная экономия за счёт модернизации оказалась беспрецедентной в истории авиации, если не считать переделки всего самолёта или ремоторизации.

23 октября 2010 года компания открыла первый в мире частный космопорт «Америка». Далее тестовые полёты проходили регулярно и довольно-таки успешно (если не считать аварийную посадку WhiteKnightTwo из-за повреждённого шасси осенью 2010 года). В мае 2011 года SpaceShipTwo в очередной раз продемонстрировал свою манёвренность и устойчивость, выполняя плавные подъёмы и снижения на высоте от 10 до 15 километров. В сентябре того же года была успешно испытана система приземления в аварийных условиях. 30 апреля 2013 года был испытан ракетный двигатель суборбитального корабля, за 16 секунд он преодолел сверхзвуковой барьер, после чего успешно приземлился в аэропорту вылета.

Ричард Бренсон сообщил после этого полёта: «Впервые мы смогли проверить ключевые компоненты системы в полёте. Нынешний сверхзвуковой успех открывает дорогу к вполне реалистичной цели – полноценному космическому полёту». Однако в конце октября 2014 года во время очередного испытательного полёта SpaceShipTwo потерпел крушение. Один пилот погиб, второй был серьёзно ранен. Самолет WhiteKnight, поднимавший в воздух SpaceShipTwo, благополучно вернулся на Землю. Пока непонятно, как происшествие отразится на космическом туризме, но, по словам самого Брэнсона, несмотря на аварию своего корабля он не намерен отказываться от идеи туристических космических полётов. К этому моменту Virgin Galactic уже успела продать более 700 билетов стоимостью 250 тысяч долларов каждый.


Cамолёт-разгонщик (носитель) WhiteKnightTwo.


WhiteKnightTwo, состыкованный с суборбитальным космическим кораблём SpaceShipTwo.

Помимо Бренсона и Рутана, которые взяли на себя обязанности космических туроператоров, очень многие «частники» на западе занимаются освоением космоса. Этот бизнес оказался настолько заманчив, что новые и порой даже трудноосуществимые проекты начали появляться один за другим. Вот некоторые из них.

Golden Spike. Эта компания объявила о коммерциализации Луны, а к концу нынешнего десятилетия Golden Spike рассчитывает организовать отправку и возврат экипажа из двух человек на спутник Земли. Такие полёты могут заинтересовать не только любителей экстремального туризма, но и государства, которые ещё не успели там «отметиться» (то есть всех, кроме США). Шансы на такой проект, конечно, есть, если найти сразу несколько потенциальных заказчиков туров и соответственно обеспечить стабильное финансирование таких полётов.

Planetary Resourses. Гораздо более амбициозный, чем предыдущий, проект. Planetary Resourses намерена добывать полезные ископаемые из недр астероидов. Компания предполагает, что огромные запасы таких редкоземельных элементов как платина, родий и иридий на этих космических объектах позволят с лихвой окупить затраты на отправку, добычу и доставку ископаемых на Землю. В ближайшее время Planetary Resourses планирует запуск нескольких телескопов для поиска подходящих астероидов. Предварительно это намечено на 30-ые годы. Однако и у этого проекта возникла масса проблем. Помимо дорогостоящей технической базы и длительного проектирования, существуют ещё и вопросы безопасности доставки и правовые тонкости. Дело в том, что существует Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. Он запрещает отдельной стране владеть небесным телом, но не оговаривает, может ли это сделать частная компания. Пока не ясно, имеет ли Planetary Resources право в частном порядке разрабатывать астероиды и кому должна (и должна ли вообще) будет платить налоги. Но у компании в запасе достаточно времени, чтобы разобраться в этих вопросах.

Телескоп Sentinel. Летом 2012 года частный фонд В612 начал поиск инвесторов для своего проекта Sentinel по запуску в космос телескопа. Главной его задачей должен стать поиск астероидов и метеоритов, представляющих потенциальную опасность для Земли. Предполагается, что инфракрасный телескоп, вращаясь вокруг Солнца, будет отслеживать 90% космических объектов, которые могут приблизиться к Земле. Данные, собранные аппаратом, должны будут позволить идентифицировать опасные объекты за 50-100 лет до условного столкновения. Также полученные данные можно будет использовать при планировании исследовательских миссий. Запуск Sentinel намечен на 2017–2018 годы. Телескоп рассчитан как минимум на пять с половиной лет работы, а собранные данные планируется сделать общедоступными. Очевидно, что основная проблема, как и в большей части частных космических проектов – это финансирование.

Mars One. Пока такие государственные компании как NASA отправляют роботов на исследование Марса и изучают возможность полёта на него, нидерландская компания Mars One собирается начать строительство колонии на Красной планете уже в 2023 году. Суть проекта заключается в следующем. Раз в два года на Марс будет отправляться команда из четырёх человек на постоянное место жительства, без возможности когда-либо вернуться на Землю. Для поддержания их жизнедеятельности Mars One предлагает использовать солнечную энергию и местные ресурсы, например, добывать воду посредством растапливания льда, а кислород получать в результате электролиза. Своё желание оказаться на Марсе в рамках программы Mars One высказали около 200 тысяч человек, впоследствии из них было отобрано 663 претендента.

SpaceX. Компания, основанная Илоном Маском, занимается производством космических ракет Falcon и грузовых кораблей Dragon. 28 сентября 2008 года четвёртый запуск ракеты Falcon 1 впервые завершился успехом. На эллиптическую орбиту высотой 500-700 километров был доставлен массовый эквивалент полезного груза. 8 декабря 2010 года был успешно осуществлён запуск ракеты Falcon 9 и грузового корабля Dragon. Корабль вышел на орбиту, передал телеметрическую информацию, сошёл с орбиты и успешно приводнился в океан. SpaceX стала первой в мире неправительственной организацией, которая запустила орбитальный грузовой корабль и успешно возвратила его. 16 августа 2011 года NASA даёт согласие на запуск корабля Dragon 30 ноября и его стыковку с МКС, что 25 мая 2012 года и было впервые осуществлено. Контракт, заключённый между NASA и SpaceX по доставке грузов на МКС, предусматривает 12 полётов Dragon к станции. Общая стоимость соглашения составляет 1,6 млрд долларов. 30 мая 2014 года Илон Маск представил пассажирскую версию космического корабля Dragon, называемую Dragon V2.


Пятый запуск ракеты Falcon 1. Остров Омелек.


Стыковка Dragon с МКС.

Одной из целей проекта является создание многоразовых ракет-носителей, что позволит существенно снизить стоимость полётов. 18 апреля 2014 года первая ступень ракеты-носителя Falcon-9 успешно совершила мягкую посадку в воды Атлантического океана после запуска грузовика Dragon к МКС и разрушилась под ударами волн. Две попытки посадить ступень на океанскую платформу закончились неудачей, но прогресс был налицо - во второй раз для успеха не хватило самой малости. Повторное использование первой ступени – самой дорогостоящей части ракеты – сможет уменьшить стоимость космических запусков на 70%.


Ракета вертикального взлёта и вертикальной посадки Grasshopper  (кузнечик), построенная с целью разработки и тестирования технологий, необходимых SpaceX для создания многоразовых ракетных систем. В конце 2013 года Grasshopper поднялся на 744 метра, после чего плавно, с точностью вертолёта, опустился на стартовый стол.

В 2013 году SpaceX получила разрешение на строительство частного стартового комплекса для ракет-носителей в штате Техас. Компанией планируется осуществлять 24 запуска в год, выпуская по 2 ракеты в месяц.

Google Lunar X-Prize. В 2007 году стартовал конкурс Google Lunar X-Prize: участникам предложено отправить на Луну беспилотный аппарат. Робот должен совершить успешную посадку и преодолеть по лунной поверхности несколько сотен метров, передавая на Землю видео, панорамные снимки высокого качества и сопутствующую информацию. Победитель состязания получит 20 млн долларов. Изначально датой окончания конкурса назывался 2012 год, однако при подготовке стало ясно, что в эти сроки ни одна команда не укладывается. В результате финал был перенесен на конец 2015-го.

В настоящий момент основной доход негосударственным компаниям (за исключением SpaceX) приносят непилотируемые космические полёты: спутники навигации и средств связи, космические исследовательские станции. Пилотируемая космонавтика намного более затратна и на это есть ряд причин.

Во-первых, это сама «физика» полёта. Спутник весит намного меньше пилотируемого судна, соответственно, на его запуск уходит меньше топлива. И дальнейшее существование спутника тоже не такое сложное, как у пилотируемого корабля. «Отработав» своё, спутник продолжает уже в нерабочем виде оставаться на орбите. С пилотируемым объектом такого сделать нельзя. Его или, по крайне мере, его экипаж надо вернуть обратно на Землю, желательно в целости и сохранности, и на это тоже нужно затратить топливо.

Во-вторых, беспилотный объект не нуждается в «деликатном» запуске, так как на его борту нет людей, которые более чувствительны к перегрузкам, чем приборы. Кроме того, пилотируемый космический аппарат нуждается в большей манёвренности. Перегрузки должны быть сведены к минимуму для безопасности космических туристов. Они хоть и проходят подготовку как профессионалы, но всё равно являются дилетантами. И за их жизнь и здоровье полностью несёт ответственность компания, отправившая их в полёт. Ситуация та же, что и с наземными туристами.

Наконец, надо учитывать фактор риска – как технического, так и коммерческого. Прежде чем перейти на коммерческое использование судна, требуется провести не менее 30 успешных испытательных полётов. А это и огромные затраты, и имидж самой компании. В случае нескольких неудач отношение к частной организации изменится отнюдь не в лучшую сторону.

Однако основной причиной задержки туристических полётов в космос следует считать не только финансовые и технические, но и «организационно-бюрократические» проблемы. Конгресс США несколько лет назад решил подтолкнуть начало коммерческих космических полётов. Для этого были приняты законы, подразумевающие минимальный государственный надзор за безопасностью полётов в зарождающейся отрасли. Согласно действующему законодательству, пассажиры получат минимальную подготовку к чрезвычайным ситуациям и должны подписать документы о признании рисков. Операторы надеются, что будут частично защищены от юридической ответственности, давая пассажирам основную информацию о безопасности своих транспортных средств.

Тем не менее частные компании, ориентированные на перевозку пассажиров, и Федеральная авиационная администрация США (FAA) должны разработать соответствующие нормативные документы. Специалистам очень сложно работать – у них нет прецедентов, которыми они могли бы руководствоваться. Поэтому ни одна из участвующих в процессе сторон не знает, как много времени займут «бюрократические процедуры». Остаётся только надеяться, что все эти трудности удастся рано или поздно преодолеть, и космос примет новых гостей.


Подпишитесь на eRazvitie.org в Фейсбуке и ВКонтакте, чтобы не пропустить новые материалы.