Какова реальная стоимость запусков SpaceX?
«Последний раз, когда я это проверял, страховка стоила на $1 млн дешевле», – сказал Илон Маск по поводу страхования миссий Falcon 9, относительно миссий на других ракетах-носителях. Страховка является «лакмусовой бумажкой» для надёжности ракет – добавил он в другом твитте.
Журналист канала CNBC Майкл Шитц (Michael Sheetz) узнал о реальных страховых ставках у представителя ведущей космической страховой компании, который предпочёл остаться анонимным. Он сообщил, что заявление Маска верно для абсолютной величины страховых премий, отсчитываемых от ценника ракеты, но неверно для страхового тарифа, который основывается на восприятии рынком надёжности ракеты.
На сайте SpaceX указана стоимость запуска Falcon 9 в $62 млн [по последним данным SpaceX предлагает запуски на уровне $52 млн для NASA, что косвенно указывает на то, что коммерческие запуски уже стоят ещё дешевле – прим. пер.].
Страховая ставка для Falcon 9 составляет сейчас ≈4% – сообщает источник. Эта ставка аналогична конкурентным ракетам-носителям: Ариан-5 от Arianespace и Атлас-5 от United Launch Alliance (ULA). Но сама стоимость запусков на этих ракетах-носителях может превышать $165 млн, что ставит страховую премию Falcon 9 на уровень ≈$2,5 млн, в то время как премия её конкурентов находится на уровне ≈$7 млн [с учётом более низкой цены, премия Falcon 9 находится ближе к $2 млн; также необходимо отметить, что стоимость более лёгких конфигураций Атласа-5 начинается со $109 млн, но они не могут выводить сравнимые по массе полезные нагрузки — прим. пер.].
По сути источник заявил, что запуск Falcon 9 дешевле застраховать по той причине, что сам запуск стоит меньше чем у конкурентов, а не потому что ракета считается более надёжной. Также источник добавил, что метод сравнения Маском страховых премий может ввести в заблуждение, так как страховка не ограничиваются только этим: обычно она включает в себя страхование стоимости ракеты-носителя, космического аппарата и саму сумму, которая была выплачена страховщику – поясняет источник.
На данный момент на счету Falcon 9 находятся 2 неудачи и 81 успешный запуск.
Повторное использование – способ сохранения денег💲
Стоимость запуска Falcon 9 может значительно варьироваться в зависимости от потребностей заказчика. В недавних военных запусках ВВС США выплачивал SpaceX по ≈$95 млн за запуск – поскольку характер национальной безопасности миссий накладывал дополнительные требования к фирме [стоимость некоторых недавних запусков для NASA достигала $140 млн, но при этом они включали в себя стоимость корабля Dragon, его возврат с орбиты и обслуживания, а также дополнительную работу по погрузке и разгрузке грузов – прим. пер.].
Но SpaceX заявляет, что она может предлагать меньшую цену, если повторно использует части своей ракеты. На брифинге в начале этого года директор SpaceX по интеграции носителей Кристофер Кулурис (Christopher Couluris) сказал, что компания может «довести стоимость до уровня ниже $30 млн за запуск».
«Стоимость $28 млн за запуск – с учётом всего», – сказал Кулурис, добавив, что повторное использование — это то, что «снижает цену».
Конкуренты, такие как Boeing и Lockheed Martin, владеющие совместным предприятием ULA, остаются скептическими по поводу многоразовых ракет-носителей, на фоне того что финансовая отчётность SpaceX остаётся закрытой, несмотря на рост капитализации. Но Маск часто указывает на повторное использование, как на ключ к экономии средств компании.
SpaceX удаётся возвращать две основные части своих ракет: 1-ю ступень и половинки носового обтекателя. 1-е ступени составляют ≈$60% от общей стоимости запуска, или ≈$37 млн. Обтекатель обходится в ≈10% от стоимости запуска или ≈$6 млн – в случае ловли его в сетку или вылавливания из океана.
2 года назад у SpaceX дебютировала финальная версия Falcon 9 (Block 5) которая, по словам Маска, будет способна «совершать не менее сотни полётов». SpaceX в последствии снизила эту цель, так как главный исполнительный директор SpaceX Гвинн Шотвелл сообщила в прошлом месяце, что «я на самом деле не думаю, что нам нужно будет летать больше 10 раз». К данному моменту 1-е ступени Falcon 9 приземлялись максимально до 5 раз. источник | статья
Falcon 9: чем обернется успех Илона Маска для остальных
Первый в истории повторный запуск ступени ракеты-носителя, уже побывавшей в космосе, можно без преувеличения назвать историческим событием. Попробуем разобраться, что это означает и чем может обернуться для других участников космической гонки.
Ракета-носитель Falcon 9 была успешно запущена 31 марта в 01:27 по мск со стартовой площадки LC-39A космического центра Кеннеди. Менее чем через три минуты после старта первая ступень успешно отделилась, а еще примерно через шесть минут она приземлилась на плавучую платформу в Атлантическом океане. Геостационарный спутник связи SES-10 был успешно выведен на орбиту.
Достижение Илона Маска сложно переоценить. Впервые был осуществлен повторный запуск ступени ракеты-носителя Falcon 9, уже побывавшей в космосе. Собственно, вокруг этой концепции и строилась данная ракета: она изначально была рассчитана на многоразовость.
Компания SpaceX достигла успеха не сразу. Ей долго не удавалось посадить первую ступень на платформу. Однако 22 декабря 2015 года инженерам компании все же удалось осуществить посадку ступени на наземную площадку. Затем Маск провел множество других удачных приземлений. Однако все это не имело бы никакого смысла, если бы первую ступень не удалось запустить повторно. Ведь задача SpaceX заключается не просто в демонстрации технологий. Путем создания многоразовой ракеты Илон Маск изначально хотел снизить цену космических запусков, оставив далеко позади своих конкурентов, детища которых, в случае его успеха, оказались бы дороже. Идея Маска не лишена смысла. Первая ступень – самая дорогая часть ракеты, и ее возврат действительно способен удешевить запуски.
Вообще, Falcon 9 даже без учета концепции возвращения ступени – весьма современная, совершенная и достаточно экономичная ракета. Ее запуск обходится примерно в 62 млн долларов. Если говорить проще, другие ракеты дороже. Еще в 2008 году цена старта российской ракеты-носителя «Протон» с использованием блока «Бриз-М» достигла 100 млн долларов. Потом, правда, последовали кризис и обвал рубля, что уменьшило цену. Успешные запуски Falcon 9 заставили россиян снизить стоимость еще больше – до 65 млн долларов. Но даже в этом случае главный козырь российских ракетостроителей – относительно низкая цена – терялся. И за весь 2016 год было осуществлено только два коммерческих запуска «Протона».
Успешный повторный старт первой ступени SpaceX может окончательно добить конкурентов Маска. Отметим, что не так давно у критиков SpaceX появился веский повод позлорадствовать: в компании заявили, что повторное использование первой ступени снизит цену запусков всего лишь на 10%, в то время как раньше утверждалось о 30% экономии. Со стороны может показаться, что 10% – очень мало, однако это не так. Ведь падение цены старта ниже 62 млн долларов приведет к тому, что еще больше заказчиков выберут именно Falcon 9. Стоит также сказать, что 10-процентная экономия – это только первый шаг. Сейчас в SpaceX хотят «отбить» деньги, вложенные в ракету и инфраструктуру. При условии, что финансовые показатели «выровняются», последует дальнейшее снижение цены запусков уже на 30%, а может быть, и еще ниже. Так что у конкурентов Илона есть над чем задуматься, и вряд ли эти мысли будут приятными.
Собственно, небольшие подвижки в этом направлении все же есть. В июле 2016 года сообщалось, что специалисты российского ФГУП «ГКНПЦ им. Хруничева» приступили к согласованию проекта «бюджетной» ракеты-носителя «Протон Лайт», способной составить конкуренцию ракете Falcon 9. Тогда же стало известно, что первый запуск хотят провести в 2018 году. Но, вообще, все это сейчас видится чересчур оптимистичным. Найдутся ли у России финансы на реализацию этого проекта? Да и полноценной альтернативной Falcon 9 он все равно не станет.
Кстати, навязать конкуренцию Маску хотят и европейцы. Стало известно, что компания Airbus приступила к разработке многоразовой ракеты-носителя Adeline (Advanced Expendable Launcher with INnovative engine Economy). В отличие от творения SpaceX, взлетать аппарат будет как ракета, а посадка планируется уже в самолетном режиме. Вот только многоразовыми хотят сделать только двигатели и авионику, а не всю первую ступень. Топливный бак для жидкого водорода и кислорода будет сгорать в атмосфере после отделения от ракеты. Поэтому здесь вообще сложно говорить о каком-то преимуществе над Falcon 9. А еще подготовить Adeline к запуску хотят только к 2025 году. К тому времени измениться может очень многое…
Даже если конкуренты Маска и пойдут по его пути (а они, как мы видим, пытаются это сделать), отставание будет весьма и весьма существенным. Пока что SpaceX видится безоговорочным лидером космической гонки.
Сколько стоят орбитальные полеты Falcon Heavy, Falcon 9 и других ракет?
Состоявшийся на днях тестовый полет Falcon Heavy в очередной раз привлек всеобщее внимание к космическим полетам. Напомню, что испытательный запуск этой ракеты был произведен 6 февраля. FH потерял один из трех (центральный) ускорителей первой ступени, который должен был сесть на морскую платформу — два его двигателя не включились из-за нехватки жидкости для зажигания топлива. Вначале сообщалось, что FH промахнулся мимо намеченной траектории (которая летом этого года пересекает орбиту Марса) и отправилась к поясу астероидов, но впоследствии эта информация была опровергнута кем-то из астрономов.
Если принимать во внимание, что при взлете работали 27 двигателей, то первый полет FH прошел более чем успешно. Для сравнения советская сверх-тяжелая ракета Н-1, чья первая ступень была оснащена 30 двигателями, падала на всех четырех испытаниях через несколько минут полета — отказывали двигатели. Причем имеется любопытное свидетельство Григория Сониса, начальника филиала «ЦСКБ-Прогресс». По его словам, заместитель министра общего машиностроения СССР, отвечавший за выпуск ракетной техники, В.Я. Литвинов, после первой неудачи обнимал конструкторов и говорил «Всё очень хорошо, она не взорвалась на старте!» (см. д/ф «Царь-ракета. Прерванный полет»).
Едва ли можно упрекнуть Илона Маска в том, что вместо многотонной научно-исследовательской станции он отправил к Марсу свой старенький родстер весом чуть больше тонны. Во-первых, шансы на удачный взлет ракеты были невелики. Если гиганты вроде американского Сатурна-5 или советской Энергии стоили намного дороже своих грузов, то цена FH относительно невелика. Во-вторых, прежде всего надо было убедиться в синхронной работе 27 двигателей первой ступени — большая нагрузка могла стать причиной отдельной проблемы, и в случае аварии определить её причину было бы сложнее. Наконец в-третьих, первый электромобиль «родственной» SpaceX компании, Tesla, стал запоминающимся зрелищем и сильным рекламным ходом.
Но чтобы по достоинству оценить достижения SpaceX, прежде всего следует выяснить — в какую цену обходятся её запуски? В конце концов, смысл многоразовых ракет заключается именно в их низкой стоимости относительно одноразовых, в самой отправке в космос больших грузов нет ничего нового. Более того, в этом отношении Saturn V, на котором американцы летали на Луну (как бы лунные конспирологи не утверждали обратное), намного превосходит FH.
Gadgets News попробует разобраться в этом вопросе и выяснить стоимость космических полетов молодого американского стартапа, дерзнувшего бросить вызов ULA (альянсу Lockheed Martin и Boeing, двух гигантов американской ракетной индустрии), и его конкурентов. В широком смысле вопрос о стоимости ракетных запусков является историческим. Вопреки доводам вышеупомянутых лунных конспирологов и заявлениям о деградации ракетной отрасли, пилотируемые полеты американской Saturn V на Луну прекратились по причине их огромной стоимости, оправданной лишь в годы космической гонки между СССР и США. По той же причине была свернута лунная программа СССР, хотя от пилотируемых полетов на Луну с высадкой человека нашу страну возможно отделяли один-два дополнительных испытания H-1. По экономическим же причинам были прекращены и полеты многоразовых гигантов, американской Space Shuttle и советской Энергия — Буран.
В этом смысле 76-летняя (если считать от первого запуска немецкой Фау-2) история ракетостроения напоминает тысячелетнюю историю строительства египетских пирамид. Самая известная и крупная среди них, пирамида Хеопса, датируется 26 веком до н.э., изначально имела высоту 147 метров и была сложена из 1.65 млн каменных блоков средним весом 2.5 тонны каждый — и при этом является одной из самых древних в истории человечества. А одна из самых поздних египетских пирамид была сооружена в 19 веке до н.э. из необожжённого кирпича, а её высота всего 20 метров. Причины всё те же — нехватка средств и, возможно, перемены в идеологии. Высоту пирамиды Хеопса человеческие сооружения достигли и превзошли лишь в позднее средневековье, спустя четыре тысячи лет, причем это тоже были религиозные сооружения, соборы. Это наглядная демонстрация того как технологии и ресурсы по идеологическим соображениям (будь то вера в загробную жизнь или государственный престиж) направляются на проекты, к которым прагматично настроенные потомки утрачивают интерес (о трудностях выбора см. материал Gadgets News На публикацию «Технологии зашли в тупик в 1970-х»).
Прежде чем рассчитать стоимость орбитальных полетов Falcon Heavy и других современных ракет, нужно сперва разобраться с максимальной массой полезной нагрузки, т.е. груза (например, спутника), который доставляется на орбиту Земли.
В сообщениях СМИ часто подчеркивалась возможности доставки ракетой FH на низкую околоземную орбиту (НОО) 63.8 тонн груза, что позволяет включить её в класс тяжелых ракет, которые не запускались последние три десятка лет. Однако следует иметь в виду, что в своих рекламных проспектах SpaceX приводит те значения максимальной полезной нагрузки, при которых первая ступень заправляется «в один конец». За счет снижения веса топлива можно увеличить массу полезного груза — но и лишиться первой ступени, что никак не вписывается в концепцию многоразовых ракет, продвигаемую SpaceX. Как в свое время написал в Твиттере Илон Маск, многоразовый запуск снижает массу полезной нагрузки [Falcon 9] на 30-40%. Цифры, приведенные на презентации Big Falcon Rocket, этой оценке более-менее соответствуют: максимальная масса полезной нагрузки для НОО при многоразовом использовании составляет около 15 т для Falcon 9 (при одноразовом — 22.8 т) и 30 т для FH (при одноразовом — 63.8 т).
Вопрос о стоимости запусков куда сложнее. Согласно докладу, составленному Счетной палатой США для Конгресса (август 2017), расценки запусков современных ракет на НОО выглядят так:
Согласно этой таблице, стоимость доставки груза на НОО ракетой Falcon 9 почти сравнялась с российским Протоном-М и составляет $2,864 за килограмм, что в несколько раз дешевле всех прочих вариантов. Но лично мне информация этого источника, при всей его авторитетности, внушает большие сомнения. Дело в том, что стоимость запусков ($62 млн для Falcon 9 и $90 млн для FH) на сайте SpaceX приводится для многоразовой опции (и соответственно меньшей массы полезного груза). В пользу этого говорят два аргумента:
1. На сайте SpaceX под ценами указана масса груза, которая меньше максимально возможного значения. Это значит, что она приведена для многоразового запуска, при котором сохраняется первая ступень;
2. Как на днях написал в Твиттере Илон Маск, стоимость одноразового полета FH составляет $150 млн. Соответственно $90 млн. — это цена за полет (на НОО) в многоразовой опции, с возвратом первой ступени. А масса полезной нагрузки для неё, как мы знаем из пресс-конференции (см. иллюстрацию сверху), составляет 30 тонн. Если пренебречь стоимостью топлива, то стоимость первой ступени FH (включающей в себя три ускорителя) составляет таким образом $60 млн — по $20 млн на ускоритель.
Соответственно из расчета $62 млн и 15 т (в многоразовой опции), стоимость запуска Falcon 9 обойдется заказчику не в $2,864, а $4,133 — на 44% дороже (и на 46% дороже Протона-М).
Через неделю после запуска Falcon Heavy Илон Маск написал в Твиттере, что с потерей центрального ускорителя первой ступени (но приземлением двух боковых) масса полезной нагрузки по сравнению с максимальной (когда теряются все три ускорителя) снижается на 10%, а цена такого запуска «слегка превышает цену одноразового запуска Falcon 9 и составляет около $95 млн». Таким образом, для ГПО (геопереходной орбиты) получается следующий расклад:
| Ракета | Falcon Heavy | Falcon 9 |
| Цена запуска с потерей центрального и боковых ускорителей | $150 млн | — |
| Масса полезного груза | 26.7 т | — |
| Цена запуска на кг | $5,618 | — |
| Цена запуска с потерей только центрального ускорителя | $95 млн | $95 млн |
| Масса полезного груза | 24.03 т | 8.3 т |
| Цена запуска на кг | $3,953 | $11,446 |
| Цена запуска с сохранением всех ускорителей | $90 млн | $62 млн |
| Масса полезного груза | 8 т | 5.5 т |
| Цена запуска на кг | $11,250 | $11,273 |
Исходя из этих данных сохранение центрального ускорителя становится мало эффективным — если им пожертвовать, то стоимость отправки груза на ГПО снижается до $3,953 за килограмм. На втором месте по эффективности — потеря всех трех ускорителей ($5,618), и лишь на третьем, с большим отрывом — полностью многоразовая концепция ($11,250). При условии, конечно, что названные Маском цены касаются именно ГПО, для которой приводятся данные на сайте SpaceX . Вполне возможно что нет, поскольку эти цифры выглядят довольно сомнительно. Получается, что центральный ускоритель первой ступени FH оценивается Маском в $5 млн, а боковые — по $27.5 млн каждый. При этом ускоритель первой ступени Falcon 9, который ничем принципиально не отличается от центрального ускорителя FH ($5 млн), стоит уже $33 млн.
В таблице ниже я привожу свою версию стоимости запуска Falcon 9, FH и других известных ракет, на геопереходную орбиту (ГПО):
| Ракета | Falcon Heavy | Falcon 9 | Atlas V | Delta IV Heavy | Протон-М |
| Двигатели первой ступени | 3 × 9 × Merlin 1D | 9 × Merlin 1D | 1 × РД-180 | 3 × 1 × RS-68 | 6 × РД-275 |
| Масса полезного груза (одноразовый запуск) | 26.7 т | 8.3 т | 6.7 т | 14.2 т | 6.6 т |
| Масса полезного груза (многоразовый запуск) | 8 т | 5.5 т | — | — | — |
| Общая цена запуска | $90 млн | $62 млн | $173 млн 1 | $350 млн 2 | $65 млн |
| Цена запуска на кг | $11,250 | $11,273 | $25,821 | $24,648 | $9,848 |
1 Согласно «конструктору» ULA, с помощью которого можно рассчитать стоимость запуска. Максимальное значение полезной нагрузки составляет 6,695 кг (при вводе более высокого значения оно автоматически корректируется).
2 Согласно президенту ULA Тори Бруно, который поправил Илона Маска. Тот заявил, что запуски Delta IV Heavy стоят $400 млн. Впрочем Маск возможно всего лишь воспользовался данными из упомянутого выше доклада Счетной палаты США.
Любопытно, что в случае отправки груза на ГПО разрыв между Falcon 9 с FH и российским Протоном-М уже не такой значительный — 14%.
Разумеется цифры в таблице носят приблизительный и достаточно условный характер, поскольку цена запуска зависит от множества параметров. В их числе некоторые из Кеплеровых элементов (шести элементов орбиты, определяющих положение спутника в космическом пространстве), удаленность от экватора (благодаря более высокой окружной скорости космодрома, с экватора можно запустить на орбиту на 25-30% больше полезной нагрузки, чем с Байконура), всевозможные страховые опции (зависящие в частности от числа успешных запусков данной ракеты) и т.д.
И конечно же цена, по которой заказчику предлагается отправка груза на орбиту, необязательно превышает себестоимость этой отправки. Впрочем, рассчитать эту себестоимость тоже можно по-разному. На конференции, посвященной первому запуску Falcon Heavy, Илон Маск заявил, что затраты на ракету вероятно превысили полмиллиарда долларов. Очевидно, что эти расходы будут по частям окупаться прибылью от запусков. Если предположить, что с каждого запуска по цене в $90 млн. прибыль SpaceX составит, например, $20 млн, то чтобы окупить $600 млн. расходов на разработку, компании нужно получить заказы на меньшей мере 30 орбитальных полетов. Из расчета пяти запусков в год срок окупаемости FH составит шесть лет.
Насколько SpaceX сбила цены запусков ракет
Недавно Илон Маск в Твиттере язъвительно заявил, что запуски SpaceX настолько дешевле, нежели услуги Boeing/Lockheed, что на разницу можно построить спутник.
В 2014 году счетная палата выпустила отчет об оценке стоимости програм ВВС США по запуску секретных спутников, которые запускались исключительно компанией ULA. Из-за недостатка прозрачности в ценообразовании было трудно сопоставить ценники с предложением от SpaceX.
Правительство платит ULA фиксированную сумму, вне зависимости от того какая ракета была использована при запуске — будь то Atlas V, Delta IV, или Delta IV Heavy. Помимо этого существует контракт EELV Launch Capability (ELC), по которому ULA получает $860 миллионов долларов ежегодно, для обеспечения доступа к космосу, даже если не было запусков. Также суммарно ULA получили $5 миллиардов на другие расходы, связанные с оборудованием для производства ракет.
Монополия ULA закончилась, когда SpaceX начал бороться за запуски полезной нагрузки для национальной безопасности. Первый запуск был осуществлен в мае этого года, по заказу Национального Разведывательного Управления, в виде секретного спутника NROL-76. По оценке правительства, при непосредственном сравнении с ULA, стоимость запусков SpaceX значительно ниже.
Например, 14 месяцев назад ВВС США заключили контракт со SpaceX на сумму $83 миллиона для запуска спутника GPS 3, а в марте 2017 был выигран еще один контракт на запуск другого спутника GPS 3 стоимостью $96.5 миллионов. Это полная стоимость запуска, которую заплатит правительство и это не идет ни в какое сравнение с $422 миллионами за единичный пуск, которые заложены в бюджет ВВС на 2020 год.
Чем ответят конкуренты?
Далее мы рассмотрим, как поменялась и поменяется стоимость запусков у конкурентов Falcon 9, какие шаги собираются предпринять участники рынка пусковых услуг, чтобы не потерять свое место под солнцем.
Blue Origin
РН New Glenn. Источник: Blue Origin
Цель основателя компании Джеффа Безоса отнюдь не прибыль от запусков коммерческих спутников, а предоставление возможности миллионам людей жить и работать в космосе, также он не имеет амбиций для запуска правительственных и военных спутников и планирует лишь поставлять свои двигатели BE-4 для новой ракеты-носителя (РН) ULA Vulcan. Ракетный двигатель BE-4, работающий на смеси жидкого кислорода и сжиженного природного газа, начал разрабатываться в 2011 и на разработку уже потрачено более $1 млрд. Тяга BE-4 по просьбе ULA была увеличена до 550тс.
Этот же двигатель планируется использовать на первой ступени новой ракеты Blue Origin New Glenn и первый пуск будет осуществлен не ранее 2020. Цена запуска New Glenn (NG) пока не известна, но можно ожидать, что стоимость будет сравнима с Falcon 9, а грузоподъемность составит 13 тонн на гео-переходную орбиту (ГПО).
Учитывая опыт суборбитальных запусков системы вертикального взлета и посадки New Shepard, когда одна и та же ступень была запущена 5 раз без существенных модификаций, этот опыт позволит в течение нескольких лет после первого запуска NG отработать посадку первых ступеней.
Ракета-носитель Vulcan. Источник: ULA
Цена запуска для правительственных и коммерческих нагрузок сильно отличается. Давление Маска на слушаниях, с предложением запретить летать на российских РД-180 для РН Atlas 5 и оставить совсем невыгодную Delta IV, дали свои плоды. От двигателя решили отказаться и выделили значительные средства на создание замены. ULA при выборе двигателя для своего нового РН Vulcan, между AR1 и BE-4, склонились в пользу второго. AR1 отстает в разработке на несколько лет, не подразумевает многоразового использования, а также компания-разработчик рассчитывает в основном на государственные средства, в отличии частного BE-4.
Cхема спасения двигателей первой ступени SMART. Источник: ULA
Компанией ULA была представлена концепция спасения двигателей первой ступени и авионики SMART (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology). Двигатели отделяются от ускорителя, после разделения первой и второй ступени. Раскрывается надувная защита, которая способствует замедлению падения блока двигателей ниже сверхзвуковой скорости и далее, спускаемый на парашютах блок, спасают вертолетом в воздухе.
Без увеличения частоты пусков, компания не видит целесообразности в многоразовости. Общая экономия составит до 30 процентов, но потребуются значительные средства на разработку технологии. ULA будет двигаться в этом направлении, однако первый тестовый полет состоится не ранее 2024 года.
В связи с шумихой вокруг цен на запуски, ULA создала сайт-конструктор ракеты Atlas 5 — rocketbuilder.com. Заявлено, что легкая ракета стоит $109 млн, а самая тяжелая с пятью ускорителями, способная вывести на ГПО 8856 кг, $157 млн. Косвенно о высокой цене запусков может говорить то, что с 2010 года из 52 пусков, только 4 были коммерческими. CEO ULA Тори Бруно подчеркнул, что всего за несколько лет удалось снизить минимальный ценник со $191 млн до $109 млн.
European Space Agency (ESA)
РН Ariane 6. Источник: Airbus Safran Launchers (ASL)
Европейское космическое агенство сейчас использует для пусков ракеты-носители Vega и Ariane 5, компоненты которых производятся в целом списке стран ЕС и довольно щедро субсидируются. При этом коммерческий пуск Ariane 5 стоит $180-240 млн, но запускает 2 тяжелых спутника за раз (суммарно 10 тонн), за счет чего имеет большой спрос на рынке.
Дизайн Ariane 6, которая является наследницей действующей Ariane 5, был представлен в 2012 с запланированым первым пуском в 2020. Первоначально дизайн представлял 3 твердотопливных ускорителя на первой ступени и один на второй ступени для вывода 6500 кг на ГПО. Разработку спонсировало ESA (проект был оценен в 4 млрд евро — теперь снижен до 2.4 млрд евро), а главным подрядчиком выбран Airbas Safran Launchers (ASL). В последствии дизайн был пересмотрен в пользу большей ценовой эффективности, ввиду экспансии SpaceX, которая непосредственно конкурирует за коммерческие запуски. Финальный дизайн предполагает 2 версии: Ariane A62 и Ariane A64 c двумя и четырьмя твердотопливными ускорителями. Цена и полезная нагрузка на ГПО соответственно 5000 кг за 75 млн евро и 10500кг за 90 млн евро. Снижение стоимости пуска должно произойти благодаря и реорганизации производств, сокращении кол-ва персонала на 30% с 8000 человек, использовании 3D-печати и отказа от вертикальной сборки. Ракета будет собираться горизонтально в Ле Мирабо, после чего транспортироваться во Французскую Гвиану для интеграции ускорителей и полезной нагрузки. Планируется выйти на график 11-12 пусков в год до 2023.
ESA выделила первый транш в 80 млн евро на создание нового ракетного двигателя многократного использования Prometeus, работающего на топливной паре метан + жидкий кислород. Стоимость одного двигателя составит 1 млн евро — лишь десятая часть стоимости нынешнего водородного двигателя первой ступени Vulсain 2 для РН Ariane 5. Огневые испытания начнутся в 2020 с первым полетом в 2030.
Роскосмос
Цена «Протона» менялась в зависимости от конъюктуры рынка, чтобы оставаться конкурентным носителем. Так в 2014 году стоимость составляла $115 миллионов, сейчас же снижена до $70 млн, как оппозиция РН Falcon 9 с фиксированной ценой $62.5 млн.
Несмотря на то, что «Протон» будет летать до 2025 года, было решено создать к 2020 более дешевые модификации Proton Medium и Proton Light. Принято решение удлинить баки первой и третей ступеней и полностью избавиться от второй. В результате полезная нагрузка на ГПО будет сопоставима с Falcon 9. Руководство Центра им. Хруничева считает, что себестоимость ракеты удастся снизить на 25% по сравнению с РН «Протон-М», что приблизит стоимость запуска к $50-55 млн.
Сравнение модификаций «Протон». Источник: ILS
После разрыва отношений с ЮжМаш разрабатывается в рамках ОКР «Феникс» замена средней РН «Зенит», которая имела самую низкую цену запуска в своей весовой категории и которой, возможно, вдохновлялся Илон Маск. Новый РН Союз-5, он же «Сункар» будет использовать стартовые столы Зенита, как на Байконуре, так и на плавучей платформе Sea Launch. Летные испытания «Сункара» должны начаться в 2024 году, говорится в документах «Роскосмоса». А уже в 2025 году планируется начать коммерческую эксплуатацию «Сункара». В одном из интервью Илон Маск рассказал, что его любимая ракета после Falcon 9 (в переводе «сокол») это «Зенит». Сункар переводится с казахского как «сокол». Совпадение?
Что насчет многоразовых систем? РН «Россиянка» был представлен в 2007 году.Особеностью проекта является возвращение и приземление первой ступени с многократным включением штатных двигателей. ГРЦ им. Макеева, как основной исполнитель, должен был изготовить демонстратор сверхлегкой ракеты-носителя с многоразовой первой ступенью. Работы планировали выполнить по техническому заданию ЦНИИМАШ в 2016 году.
12 декабря 2011 года ГРЦ им. Макеева представил РН «Россиянка» на конкурсе Роскосмоса по разработке Многоразовой ракетно-космической системы (МРКС) первого этапа. Однако по итогам конкурса заказ на разработку МРКС получил ГКНПЦ им. Хруничева с проектом «Байкал-Ангара».
Демонстратор не был изготовлен. Планируется провести проектно-поисковые исследования по РН с многоразовыми первыми ступенями. Результатом будет разработка технических предложений и проект концепции развития российской системы средств выведения до 2035 года.
Кислородно-водородный двигатель РД0162Д2А. Источник: Роскосмос
В рамках той же программы МРКС разрабатывается Кислородно-водородный двигатель РД0162Д2А тягой 85 тонн Воронежским Конструкторским бюро химавтоматики. В 2016 году было объявлено о выделении 800 миллионов рублей. Контракт расчитан на 3 года с продолжением. В перспективе создание маршевых двигателей тягой до 200 тонн для МРКС. В декабре того же года состоялись успешные испытания двигателя-демонстратора. Было проведено 10 включений двигателя.
Текущее и будущее поколения японских ракет-носителей. Источник: JAXA
Японское космическое агенство (JAXA) в 2014 году заключило контракт с Mitsubishi Heavy Industries (MHI) на создание ракет-носителей нового поколения H-3 c первым запуском в 2020 году, которая представляет собой 2 кислородно-водородные ступени и до четырех твертотопливных ускорителей. На первую ступень установят 2 или 3 двигателя LE-9, в зависимости от конфигурации, с тягой 1470 кН каждый и удельным импульсом 426 секунд. Максимальная полезная нагрузка на ГПО составит 6.5 тонн, а самая легкая конфигурация рассчитана на доставку 4х тонн на солнечно-синхронную орбиту с ориентировочной стоимостью 5 млрд йен ($44 млн) в 2015 году.
Также, уже в течение трех лет ведется работа для того, чтобы снизить в 2 раза стоимось пусков, по сравнению с текущей РН H-2A и вместе с тем увеличить число пусков в два раза до 8 в год. Новые слоты пусков будут направлены на использование запусков коммерческих спутников. Первый коммерческий запуск был совершен в ноябре 2015, когда РН H2-A вывел на орбиту Канадский телекоммуникацонный спутник Telstar 12 Vantage. Еще 2 запуска запланированы на 2018 и 2020.
RVT в полете. Источник: ISAS
Примечательно, что с 1998 до 2003 JAXA проводила исследования многоразовых систем вертикального взлета и посадки в рамках проекта Reusable Vehicle Testing (RVT) силами Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) в Noshiro Rocket Testing Center на севере Японии. Было построено 4 тестовых образца для наземных и летных испытаний. Образцы получили множество улучшений: аэродинамическую оболочку, система контроля положения с применением азота, композитные баки для хранения водорода и кислорода, систему навигации GPS и возможность повторного запуска двигателя в полете. В полете достигнута высота 42 метра и точность посадки составила 5 см. Все наработки предлагалось применить для следующего поколения, способного вывести полезную нагрузку 100кг на высоту 100км. Несмотря на перспективность технологий, проект закрыли. Информация о том будет ли JAXA копировать подход SpaceX или поднимать свои старые наработки отсутствует, хотя сейчас это становится актуально как никогда.
Итоги
Реакция оппонентов SpaceX несколько запоздалая, что можно объяснить консервативностью космической отрасли. К 2020-2021 много решений отправится в полет: здесь Протон Лайт, Vulcan (ULA), New Glenn (Blue Origin) и Ariane 6 (Arianespace). Это будут более экономически эффективные носители, но SpaceX не сидит сложа руки. Компания совершила 10 пусков в этом году и собирается осуществить еще 12, а в 2019 в планах 52 пуска, немыслимая цифра. Планка руководством устанавливается высоко и часто не достигается, но их увереность можно объяснить: в конце года в полет отправится Falcon 9 Block 5, который спроектирован так, что первую ступень можно будет запускать 10 раз с минимальным обслуживанием и без замены существенных узлов. Также в 2018 году обещают добиться спасения головного обтекателя, стоимость которого оценивается в $5-6 млн. Первый повторный запуск использованой первой ступени уже обошелся в половину стоимости постройки новой, хотя для покорения рынка на первый план выходит не стоимость ракеты-носителя, а её доступность для пуска нагрузки. Даже при однократном повторном запуске первой ступени парк доступных носителей увеличивается в 2 раза. Сейчас у SpaceX более 50 заказов в манифесте запусков, у конкурентов ближайшие 2-3 года все расписано — то что происходит сейчас, будет иметь последствия лишь через несколько лет. Но уже сейчас можно сказать, что при отсутствии аварий Falcon 9, SpaceX захватит большую часть рынка коммерческих пусков.
UPD: Добавлены сводные таблицы по выводимой массе и цене для различных ракет-носителей.
За таблицы спасибо @voyager-1.