Сегодня можно услышать такое мнение, что после введения в эксплуатацию первой полностью многоразовой РН "сверхтяжёлого" класса, для неё просто не найдётся достаточно количества коммерческих заказов. Ведь, пусковые услуги занимают лишь 2% рынка космических услуг, и как такового спроса на вывод спутников суммарной массой многие тысячи тонн в год сейчас нет.
Так ли это? Ну, в долгосрочной перспективе это контринтуитивно. У нас есть как минимум две отрасли (если оставить за скобками высокие научные или же флаговтыкательские цели), которые непосредственно отвечают интересам народного хозяйства на Земле: это космический туризм и космическая промышленность.
Давайте рассмотрим низкоорбитальный туризм. Если за всё время на орбите побывало чуть более 600 человек, то туристов только 7. Цена билета сегодня порядка $50М. Вообще, в начале века сложилась такая ситуация, когда люди, готовые платить такие деньги, в принципе, есть, но свободных мест, ну вот не забронированных государственными агентствами, не хватает.
Насколько низкой может быть цена билета при использовании многоразовых ракет? Для Starship целевыми показателями является 10...20 $/кг. Т.е. в 100 раз ниже, чем у Falcon 9. Это, если удастся добиться ресурса в 1000 полётов и эксплуатационных затрат на уровне самолёта аналогичных размеров (при этом сами по себе пассажирские самолёты имеют ресурс в полётных циклах на порядок больше).
При этом, сейчас на каждого космонавта приходится несколько тонн массы корабля, что, конечно же увеличивает стоимость. Плюс, если предполагается длительное пребывание на какой-то космической станции, то нужно оплатить ещё и за неё по часам пребывания. (Для МКС это будет порядка 15 000 $ на человека в час) В принципе, теоретически, даже сейчас себестоимость запуска пассажира на 7-местном (сертифицирован только на 4) Dragon-е можно оценить в $2...5М
В пределе же, можно разместить внутри Starship около 500 кресел, примерно как в авиалайнере. И тогда масса пассажиров достигнет 1/3...1/2 от полезной нагрузки. В этом случае можно достаточно оптимистично оценить цену билета при непродолжительном пребывании в космосе в 3000 $. (это может включать несколько часов на достаточно просторной, но тоже Лоу-кост орбитальной станции в расчёте 100 м.куб на чел. из расчёта, например, 200$ в час). Если же использовать более радикальные технологии, как то петля Лофстрома, то цена потенциально снижается ещё на порядок.
Можем ли мы оценить, какой будет спрос? Ну, попробовать можем. Спрос зависит от объективной составляющие (количества денег) и субъективной (желания). Распределение людей на планете по доходам нам известно. А вот, чтобы узнать, какую часть своего дохода сколько людей готовы потратить на полёт, проведём небольшой опрос на моей странице ВК. Далее, сделаем допущение, что его аппроксимированные результаты справедливы для всех людей на Земле вне зависимости от их доходов. Это, конечно, не так, но надо понимать, что мы сейчас пытаемся попасть в порядок. Ошибка, скажем, на 50% вообще не критична. Плюс, социологию всегда можно уточнить.
Также, предположим консервативно, что если человек готов потратить на единственный полёт в течении жизни сумму S, то по цене S/n он будет готов сделать n полётов, т.е. потратив тоже S. (к сожалению, такой вопрос респондентам уже не задашь...)
Ну и, далее, осталось только формализовать это в нескольких функциях и проинтегрировать. Там, на картинке я написал, если кому интересны детали. (просто там для академического журнала, поэтому построже написано)
Далее, смотрим на графики:
- При цене билета в 3000 $ наша модель прогнозирует годовой пассажиропоток в 100 млн. человек и выручку в 300 млрд $.
- В принципе, в зоне малых цен билетов имеется не плохое схождение с оценками других исследователей [1], [2], [3]. Скажем, при цене 45 000 $ мой модель, модель Британского космического центра и господина Abitzsh сходятся в одной точке. При этом, поведение других моделей, их намного более быстрый рост в середине шкалы, а так же чудеса, вытворимые моделью Abitzsh я не могу объяснить. Могу только сказать, что от Британского космического центра мы имеем простую экспоненциальную зависимость.
Таким образом, в случае реализации данного сценария, космический туризм может дать РН Starship заказы на 200 000 пусков в год. Тут надо отметить, что хотя вопрос экологического ответа на такое экстремальное количество пусков нами пока малоизучен, но единственная известная мне модели предсказывают при этом стационарное угнетение озонового слоя на 10%.(https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016EF000399) Чего, разумеется, не будет при использовании петли Лофстрома.
[1] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/487804/Space_Exploration_Review_Economic_Analysis_March_2009.pdf
[2] http://www.spacefuture.com/archive/the_cost_of_capital_for_space_ventures.shtml
[3] http://www.spacefuture.com/archive/prospects_of_space_tourism.shtml
N.B. Спасибо за прочтение!