14 марта в 16:26 по Москве самая большая в истории человечества ракета, впервые отправилась в космический полет.
Но именно этот первый удачный полет знаменует собой начало новой космической эры, и индустрия космических запусков, хотим мы этого или нет, уже не будет прежней. Этот полет изменил настоящее и будущее, как ключевых космических игроков, так и тех стран которые считаются космическими державами. И рано или поздно, всем придется делать как у Илона и никак иначе.
Данный полет был уже третьим пуском всей системы, которая состоит из 71-метровой первой ступени Super Heavy и 50-метрового космического корабля Starship. Система Super Heavy+Starship имеет высоту 121 метр, диаметром девять метров и массой в 5000 тонн. Из них примерно 4600 тонн приходится на топливо, 300 тонн — на пустую массу ступеней, а полезная нагрузка (в данном полете она отсутствовала) должна достичь 100-150 тонн в многоразовой версии и 250 тонн в одноразовой версии на низкую околоземную орбиту. С каждым полетом Super Heavy+Starship наблюдается явная позитивная динамика: проблемы выявляются на все более поздних этапах полета. И в этом заключает успех итеративного подхода применяемом при разработке всей системы.
В третьем полете 14 марта 2024 года Starship были испытаны новые системы корабля. Во первых и самая главная — перекачка топлива из кормовых баков корабля в носовые, то есть отработка системы дозаправки на орбите, без которой этот корабль не сможет достичь Луны и впоследствии Марса.
До сих пор самой тяжелой ракетой в истории был «Сатурн-5», весивший 2965 тонн. Система Starship не просто на 2000 тонн тяжелее, но еще спроектирована как полностью многоразовая. Уже к середине 2020-х Илон Маск рассчитывает запускать Starship много раз, и довести цену пуска за 1 рейс до 10 миллионов долларов. А в перспективе — всего пять миллионов. При этом вывод килограмма груза на орбиту будет стоить 100 долларов. Сейчас же Falcon 9 имеет показатель в районе 3000 долларов за килограмм, то есть в 30 раз дороже.
Что будет завтра: Луна и моральная катастрофа NASA
Первым пунктом в программе полетов Starship стоит Луна.
Согласно программа Artemis планируется высадка на Луне астронавтов уже в 2026 году в ходе миссии Artemis III. Конкретно планируется следующее: NASA на своей ракете SLS запускает корабль Orion . Тот доставит несколько астронавтов на орбиту Луне где корабль состыкуется с посадочной версией HLS Starship. Затем она опустит астронавтов на поверхность Луны. После выполнения миссии HLS Starship возвращает астронавтов на лунную орбиту к кораблю Orion, который затем доставляет их на Землю.
На первом этапе NASA не планирует запускать астронавтов на Starship непосредственно с орбиты Земли. Во первых не будет набрана приличная статистика по полетам. А пока ее нет, то никто не рискнет отправлять людей в полеты с Земли. Однако Илон Маск статистику наберет, причем быстро. Это следует из опыта Falcon 9 Block 5 которая на сегодня выполнила сотни безаварийных пусков подряд.
Как только Starship наберет близкую статистику, NASA окажется в непростой ситуации. Как бы то ни было, но агентству придется отказаться от ракеты SLS и корабля Orion, несмотря на израсходованные на них десятки миллиардов долларов. Потому причине того что Starship сделает цену полета к Луне равной примерно 120 миллионам долларов. В эту стоимость войдет стоимость пуска самого Starship, а так же дюжины рейсов Starship-дозаправщиков, заправляющих лунную версию корабля метаном и кислородом для достижения Луны и обратной дороги. Это даже меньше той суммы, которую NASA сейчас тратит на один полет к МКС. Что выберет федеральное агентство - полет на орбиту МКС или полноценный полет к Луне за те же деньги, я думаю и так понятно.
Кроме того, по заверениям SpaceX есть идея использовать в дальнейшем в качестве лунной базы севшего туда Starship. За один раз такая «летающая база» сможет доставить на Луну не пару астронавтов, а сразу десятки, а также тонны полезной нагрузки. Буровые платформы, оборудование, вездеходы для его транспортировки и тд.
И все это по цене одного полета на орбиту Земли.
Конец российской сверхтяжелой ракеты для полета к Луне?
Владимир Путин 12 апреля 2023 года поручил главе «Роскосмоса» Юрию Борисову приступить к созданию сверхтяжелой ракеты для полета на Луну с 2024-го. Завершить разработку планируется за 8-10 лет — в 2032-2034 годах.
Однако разработка этой ракеты потеряла смысл уже 14 марта 2024 года, еще до своего фактического начала. Почему?
Юрий Борисов, глава «Роскосмоса»
«Я скажу такую крамольную вещь. Это моя личная точка зрения. Мы, как и с многоспутниковой группировкой [типа Starlink], проспали немного старт очередного интереса к Луне. И Америка, и Китай опережают нас в этом направлении. Чтобы лететь к Луне и говорить о серьезной экспансии в этом направлении, нужно иметь сверхтяжелый носитель. У нас этого носителя нет».
Дело в том, что с технической точки зрения для полета к Луне разумна и достаточна ракета типа «Сатурн-5», то есть сравнимая со Starship по полезной нагрузке, но одноразовая и за счет этого более легкая, где-то в районе 3000 тонн. Создание многоразового специализированного лунного сверхтяжа — затея более чем сомнительная.
Любая новая ракета требует специализированных стартовых сооружений, которые подходят только ей. Представим, что мы построили такой отдельный старт на Восточном к 2032 году. А потом вдруг выясняется, что полеты на Луну будут нечастыми — хорошо, если раз в год, а если реже? Тогда мы окажемся с очень недешевой и тяжелой многоразовой ракетой, которую делали десять лет, но которой некуда летать с такой частотой, чтобы окупить стартовые сооружения в разумный срок.
Типичный пример такой неудачи — «Шаттлы». Их экономику считали исходя из нескольких десятков пусков в год, а реально они делали менее пяти пусков в год. Естественно, каждый отдельный пуск резко обогнал расчетную цену и достиг полутора миллиардов долларов. В десятки раз выше запланированного.
Главная проблема будущего российского сверхтяжа в том, что на фоне универсального инструмента (то есть Starship) создание узкоспециализированной ракеты будет просто бессмысленным. Она неизбежно будет намного дороже в использовании, чем массово летающая система, предназначенная и для вывода на орбиту спутников, и для миссий к Марсу. Следовательно, сама идея отечественной ракеты для полетов именно на Луну из-за пуска Starship уже устарела.
Конец Российской орбитальной станции (РОС)
Пуск 14 марта 2024 года обнулил не только перспективы специализированных ракет «до Луны», но и перспективы специализированных орбитальных станций типа МКС или планируемой российской станции будущего (РОС). Чтобы понять почему, достаточно бросить один взгляд на цифры.
В апреле 2023 года первый заместитель гендиректора «Роскосмоса» Андрей Ельчанинов оценил полную постройку РОС более чем в 600 миллиардов рублей (из них 350 миллиардов — для начального этапа). В сравнимых со Starship единицах это свыше 7 и 4 миллиарда долларов соответственно. Для сравнения: нынешние полеты к МКС обходятся России в ~0,4 миллиарда долларов в год, одну десятую от начальной стоимости РОС.
Разработчики «станции будущего» позиционируют ее как большой шаг вперед в сравнении с российским сегментом МКС. Ведь герметизированный объем РОС — 450 кубометров, вдвое больше русской части станции сегодня. И даже на 20% больше объема станции «Мир», а чем больше объем, тем больше научного оборудования можно в нем разместить.
Конкретно на РОС места будет так много, что там планируют испытать даже орбитальную центрифугу для космонавтов. Вопрос важнейший: вопреки распиаренной в СМИ угрозе космической радиации (на деле очень умеренной), нехватка силы тяжести реально может убить космонавтов при достаточно долгом пребывании в космосе (наши мышцы и кости в невесомости катастрофически деградируют). Значит, большая станция типа РОС — это здорово, не так ли?
Все познается в сравнении. Стоимость одного Starship планируется SpaceX в районе пары-тройки сотен миллионов долларов. Стоимость одного его полета в космос — как мы отметили выше — менее 10 миллионов долларов уже на первом этапе. Объем Starship — тысяча кубометров. Или в два с лишним раза больше, чем у РОС. И больше, чем у МКС.
Что с вместимостью по людям? РОС сперва будет вмещать два космонавта, потом — четыре. Starship по размерам и нагрузке пригоден для длительного проживания 40 космонавтов. Значение вместимости «по экипажу» намного больше, чем может показаться на первый взгляд. Дело в том, что космонавты на орбите ставят эксперименты, которые им запланировали ученые с Земли. Но если что-то пойдет не по плану, реагировать они будут далеко не так, как реагировали бы те же биологи или химики, оказавшись на их месте, на орбите. Поэтому научный потенциал станции, где вы не можете разместить ученых (ибо негде) использовать куда как сложнее, чем у такой станции, куда вы можете привезти и космонавтов-профессионалов, и профильных ученых. Если от объемов и удобства мы перейдем к массе, то и здесь РОС выглядит бледновато. Масса, общая, в 135 тонн, причем из них основная приходится на конструкцию, а не на полезную нагрузку в виде научной аппаратуры. Для Starship первого этапа такая же масса — 200 тонн, на полезную нагрузку может приходиться до 100 тонн.
Подведем итоги. Если вместо РОС вывести на орбиту лишь вторую ступень Starship и оставить ее там, это будет стоить несколько сот миллионов долларов. Столько же, сколько сейчас России стоят полеты к МКС. И в 10-15 раз меньше, чем стоит РОС.
При этом создание аппаратуры многолетнего жизнеобеспечения для Starship все равно будет оплачено еще на этапе его разработки как корабля — по той простой причине, что летать без нее у него не выйдет. А вот для РОС ее придется создавать отдельно, поскольку системы жизнеобеспечения российских космических кораблей существенно отличаются от таких же систем для станции. Получится орбитальная станция в разы более просторная, грузоподъемная и удобная, чем РОС. Станция, у которой всегда будет возможность дозаправки на орбите (стыковка с целью дозаправки входит в проект) и последующего спуска на Землю, если вдруг очередной этап модернизации такой «станции» потребует каких-то работ, которые сложно будет выполнить на орбите.
Иными словами: создание РОС будет таким же тупиковым проектом, как и разработка специализированного сверхтяжа для освоения Луны. Такая станция будет на порядок дороже Starship. И примерно настолько же менее удобной как платформа для экспериментов в космосе.
Но, несмотря на все вышесказанное, «Роскосмос» эту станцию будет разрабатывать и, весьма вероятно, строить. Почему, если плюсы варианта «создай аналог Starship и сделай из него мегастанцию в десять раз дешевле обычной» так очевидны?
Что новый полет значит для неамериканских космических игроков?
Предыдущий виток удешевления космических полетов (программа Falcon 9) показал, что падение их стоимости создает такие возможности в использовании космоса, которых раньше просто не было. Например, SpaceX смогла недорого развернуть на орбите сразу тысячи спутников — больше, чем у остальных космических игроков планеты, вместе взятых.
Но все это лишь цветочки в сравнении с тем, какие возможности создаст новый, «старшиповский» этап удешевления полетов. Теперь в космос можно будет вывести проекты типа DE-STAR. Ее название на английском намеренно созвучно Звезде смерти: благодаря мощному лазерному вооружению такая платформа сможет отклонять астероиды и, скажем честно, при желании сбивать МБР на космических участках траектории.
Уже из одного этого очевидно: и России, и Китаю придется создавать свои аналоги Starship — вне зависимости от их желания. Потому что оставить США в одиночестве на околоземной орбите с недорого собранной там Звездой смерти — это игра, в которую никто не согласится играть добровольно.
Вопрос заключается не в том, будут ли Пекин и Москва копировать Starship, а исключительно в том, когда они осознают, что это неизбежно. На сегодня, как хорошо видно по заявлениям о «лунном сверхтяже» и станции РОС — такого понимания у нас нет.