Мощная ракета Falcon Heavy сулит многократное снижение стоимости доставки грузов на орбиту
Освоение космоса могло бы происходить гораздо быстрее, если бы многомиллиардные бюджеты, выделяемые правительствами на эти цели, расходовались эффективнее. Элон Маск, американский предприниматель южноафриканского происхождения, готовит феноменальный прорыв в этой области, обещая снизить стоимость доставки грузов на земную орбиту в двадцать раз — с нынешних $4000 за килограмм (в среднем по отрасли) до $200. Такого впечатляющего результата он намеревается добиться за счет использования ракет повышенной грузоподъемности, все части которых (ступени, двигатели) можно использовать повторно. Но секрет успеха компании SpaceX, основанной Маском, не только в этом — она просто не имеет равных в оптимизации расходов на проектирование и строительство космических «грузовиков». Специалисты NASA подсчитали, что им потребовалось бы потратить не менее $3,9 млрд. на разработку ракеты, аналогичной Falcon 9 (нынешний флагманский аппарат SpaceX), в то время как сама SpaceX уложилась в $1,7 млрд. Неудивительно, что NASA стоит первым в очереди заказчиков, заранее фиксирующих в контрактах доставку грузов на орбиту в ближайшие несколько лет.
«Космическая одиссея» Элона Маска началась в 2001 году с абстрактного на тот момент плана колонизации Марса. Элон и его бывший однокурсник Адео Ресси успели обсудить такую перспективу, добираясь на машине из Пенсильвании в Нью-Йорк. Оба уже были мультимиллионерами: Адео обогатился на продаже своего интернет-бизнеса, а Элон вывел на IPO компанию PayPal, в которой был соучредителем, и «стриг купоны» с растущих акций. Как оказалось позднее, Ресси не воспринимал беседу серьезно, но Маск с этого момента связал свою судьбу с космонавтикой. Ресси помог другу, познакомив его с Джимом Кантреллом — консультантом по космонавтике, разделившим энтузиазм Маска.
Троица намеревалась купить готовую ракету, чтобы запустить на Марс какую-нибудь земную форму жизни — мышь или растение, — опередив NASA. Крупнейшие американские производители Boeing и Lockheed Martin, десятилетиями поставлявшие космическую технику исключительно госзказчикам, с частными компаниями принципиально не связываются. Поэтому Элон Маск в качестве главы компании Life to Mars направился за океан — сначала в Европу, где правит бал космическая корпорация Arianespace, а затем, не договорившись с европейцами о цене, в Россию. Здесь американцев ждал настолько радушный прием, что говорить о бизнесе они оказались не в состоянии. Пришлось переносить переговоры в США. Россияне нанесли ответный визит, но договориться опять не удалось, поскольку цена ракеты выросла втрое относительно обсуждавшейся изначально: $21 млн. вместо $7 млн.
Пусковая установка ракеты Falcon 9
Потерпев неудачу со своим планом, Маск пришел к выводу, что ведущие мировые компании-ракетостроители превратились в откровенных пижонов, продающих запуски на морально устаревших аппаратах времен холодной войны, не считаясь с бюджетами заказчиков. Предприниматель отложил полет на Марс на неопределенное время и выбрал цель попроще: построить собственную недорогую ракету для полетов в ближний космос. Для этой цели он привлек в проект энтузиаста Тома Мюллера, собиравшего в гараже макеты космической техники. Компания, переименованная в SpaceX (Space Exploration Technology Corporation) и пригласившая опытных инженеров NASA и Boeing, над которыми взял шефство Мюллер, разработала ракетный двигатель Merlin и ракету-носитель Falcon 1. На первых порах разработки финансировались из личных сбережений Элона Маска, вложившего в проект $100 млн. Пока создавалась ракета, Элон занимался пропагандой «дешевого космоса». Выступая в Конгрессе США в 2004 году, он заверял, что красная цена доставки килограмма груза на земную орбиту — $1 тыс., а за последующие годы опустил ценовую планку до $200 за килограмм.
Несколько лет основатель SpaceX соблазнял «дешевым космосом» NASA. Элон узнал, что эта организация планирует отказаться от дорогих шаттлов (на которых цена за доставку 1 кг груза превышала $20 тыс.), и в 2004 году начал разработку своего многоразового космического корабля, который можно было бы предложить NASA как альтернативу «челноку». По задумке Маска, такой корабля должен был иметь небольшие габариты и вес, уметь приводняться, обходясь без дорогостоящих асфальтовых посадочных полос, и годиться для повторных запусков, как шаттл. NASA сочло такие характеристики достойными гранта в размере $278 млн., который и был выделен на строительство корабля, названного Dragon.
Запуск ракеты Falcon 1
Первые три запуска Falcon 1, произведенные в 2006-2008 годах, оказались неудачными. Вдобавок у Элона Маска закончились деньги — все свое состояние он потратил на R&D и изготовление первых трех экземпляров ракеты (каждый обошелся в $10 млн.). Помог бывший партнер по PayPal Питер Тиль, который дал Элону $20 млн., чтобы построить еще две ракеты. В сентябре 2008 года Falcon 1 вывела на орбиту макет груза, а в июле 2009-го доставила туда же небольшой малазийский спутник-зонд.
Грузоподъемность Falcon 1 была менее 700 кг, поэтому, несмотря на дешевизну ракеты, которая стоит всего $10 млн., стоимость доставки груза превысила $14 тыс. за килограмм. Для сравнения: Atlas 5, новейшая американская ракета-носитель, стоит $160-200 млн. и способна вместить 25-30 тонн груза, а российский «Протон» стоимостью $100 млн. берет на борт около 20 тонн.
Неудивительно, что услуги по доставке грузов в космос на Falcon 1 продавались с трудом: заказы на запуск нескольких спутников сделали только две американские телекоммуникационные компании — Orbcomm и NSPO. Поэтому SpaceX минимизировала работу над неконкурентоспособной Falcon 1 (а впоследствии приостановила ее до 2017 года) и сконцентрировалась на доработке новой ракеты — Falcon 9.
Новую ракету SpaceX с нетерпением ждало NASA. В конце 2008 года, после первого удачного запуска, агентство на радостях заключило с Маском контракт на сумму $1,6 млрд., предусматривающий 12 полетов корабля Dragon, который будет выведен в космос на новых ракетах. Falcon 9 имеет девять двигателей Merlin, что позволяет ей «поднимать» на орбиту 13 тонн груза. Стоимость Falcon 9 — около $60 млн. Нетрудно подсчитать, что ракета почти сравнивается с «Протоном» и уверенно обходит Atlas 5 по экономической эффективности.
Первый полет Falcon 9 с капсулой — имитатором корабля состоялся в июне 2010 года, а уже в декабре ракета вывела на орбиту настоящий Dragon, который облетел планету два раза и приводнился в Тихом океане. Следующий полет Falcon 9 стал знаковым событием — SpaceX стала третьим в истории космонавтики разработчиком, сумевшим «подружить» свой корабль с МКС (первым кораблем был шаттл Endeavour, затем «Союз»). 22 мая 2012 года Dragon, выведенный на орбиту ракетой Falcon 9, взял курс на станцию, 25 мая пристыковался к ней, а через три дня вернулся на Землю. Dragon привозит на МКС до шести тонн груза, а увозит — до трех. Текущий контракт SpaceX и NASA предусматривает только беспилотные полеты корабля (требуется тщательная «обкатка» всех систем, прежде чем управление возьмет человек), но в будущих миссиях Dragon сможет взять на борт семь космонавтов.
Корабль Dragon на орбите
В октябре 2012 года ракета вновь вывела на орбиту Dragon, но из-за отказа одного из двигателей потеряла второй груз в виде спутника. В начале марта 2013-го Dragon совершил очередной вояж на ракете Falcon 9. Корабль успешно достиг МКС, хотя по пути в его двигателях случился небольшой сбой, из-за которого они запустились не сразу.
Несмотря на шероховатости в ходе полетов, ракета «о девяти двигателях» оказалась намного успешнее Falcon 1. Мэтт Деш, генеральный директор Iridium, крупнейшего оператора спутниковой телефонной связи, еще в 2006 году договорился с Элоном, что, как только ракеты производства SpaceX станут экономически рентабельными, Iridium будет запускать на них свои спутники. Верный слову Деш уже после первого запуска Falcon 9 подписал со SpaceX контракт на $492 млн., ставший для компании Маска вторым по величине: до 2015 года будет запущено 72 спутника Iridium. Высокая конкурентоспособность Falcon 9 позволила Маску помимо сделки с Iridium подписать на 2013-2017 годы контракты на 30 с лишним запусков с заказчиками из шести стран на общую сумму более $2 млрд. Кроме того, Falcon 9 способна долететь до геопереходной орбиты Земли (2-36 тыс. км), на которую можно доставлять высокоорбитальные метеорологические и телекоммуникационные спутники типа GPS и ГЛОНАСС, что увеличивает потенциал коммерциализации ракеты.
А тем временем в ангаре SpaceX почти готова еще более мощная ракета Falcon Heavy с усовершенствованным двигателем Merlin 1D, запуск которой планируется уже в этом году. Ее грузоподъемность — 53 тонны. Falcon Heavy должна стать одной из самых экономически эффективных ракет за всю историю космонавтики — стоимость доставки килограмма груза на орбиту будет снижена до $1500-2000. В мае 2012 года компания Intelsat, являющаяся крупнейшим спутниковым оператором в мире, договорилась со SpaceX о том, что после успешных испытаний новой ракеты будет «возить» на ней свои спутники. А Министерство обороны США даже не стало ждать испытаний, подписав в декабре 2012 года контракт со SpaceX на $262 млн., по которому не позднее 2015 года Falcon Heavy выведет в космос климатическую обсерваторию и серию исследовательских спутников.
Falcon 9 и стандартная Falcon Heavy — одноразовые, и вложения в них «сгорают» после полета. Поэтому Элон Маск хочет создать в линейке Falcon Heavy многоразовую ракету — все ее части (ступени, отсеки для экипажа и груза) будут возвращаться на Землю и использоваться повторно. По мнению Маска, это и позволит снизить стоимость транспортировки килограмма груза до $200. В декабре 2012 года был испытан прототип первой ступени «возвратной» ракеты — аппарат Grasshopper, взлетевший пока что на скромные 40 метров, но при этом успешно приземлившийся. Кстати, одним из преимуществ Falcon является использование одного и того же типа двигателя для каждой ступени (в то время как у конкурентов двигатели совсем разных типов). Это существенно удешевляет ракету. Кроме того, даже если у Falcon 9 откажут или взорвутся два двигателя, она все равно продолжит полет, чего в аналогичной нештатной ситуации не смогут ракеты-конкуренты.
Творя революцию в космической отрасли, Элон Маск сознательно не защищает свои уникальные технологии патентами, полагая, что секретность разработок позволит компании дольше оставаться вне конкуренции. Известно, что инженеры SpaceX делают ставку на композитные материалы, чтобы снизить массу аппаратов не в ущерб их прочности. Причем часть материалов SpaceX производит своими силами — например, для корпуса Dragon было изготовлено особое карбоновое волокно PICA-X, которое оказалось в десять раз дешевле доступного на рынке оригинального PICA. 80% работ по проектированию и сборке космических аппаратов осуществляют штатные специалисты SpaceX — таким образом компания защищается от спекулятивных цен субподрядчиков.
Идея освоения Марса, которая 12 лет назад привела Элона в космический бизнес, все это время терпеливо дожидалась своего часа. К 2018 году Маск планирует совместно с NASA запустить марсоход Red Dragon, а к 2032 году хочет отправить на «красную планету» корабль с людьми на борту, которые, предположительно, создадут там «филиал Земли». Сначала это будет небольшая группа космонавтов, но по мере расширения флота межпланетных ракет и кораблей на Марсе должна вырасти настоящая колония (по задумке Маска — до 80 тыс. человек). Занимаясь добычей полезных ископаемых, «колонисты» начнут строить инфраструктуру для межпланетных иммигрантов — с кислородом, комфортным жильем и т.д. Маск оценивает стоимость подобного проекта в $36 млрд. и рассчитывает на поддержку правительства США, которое, несомненно, не пожалеет 0,25% от ВВП страны ради такой прекрасной цели.
Элон Маск
Окончил Университет Пенсильвании, имеет степень бакалавра по бизнесу (школа Уортон) и физике. В 1992 году перебрался из родной ЮАР в США. В 1995 году вместе с братом основал компанию Zip2 по созданию ПО для новостных сайтов. В 1999 году продал бизнес за $307 млн. и стал сооснователем платежного сервиса X.сom, через два года переименованного в PayPal. В 2001 году открыл компанию Life to Mars, позднее переименованную в SpaceX. Совладелец и CEO компании Tesla Motors, занимающейся производством электромобилей. Совладелец компании SolarCity (крупнейший в США поставщик энергосистем на базе солнечных батарей).
Конкуренты
На рынке ракетостроения SpaceX конкурирует с американскими компаниями ULA (United Launch Alliance) и Orbital Sciences Corporation, а также ВПК России (ракеты «Протон», «Союз», «Космос», «Зенит»), Украины (ракета «Днепр») и госкорпорациями ряда стран. К конкурентам корабля Dragon можно отнести многоразовый SpaceShipOne (Virgin Galactic, США) и одноразовые (возвращается только спускаемый аппарат) «Союз» (РКК «Энергия», Россия) и «Шеньчжоу» (Китайское объединение космических технологий, Китай).
SpaceX
Компания основана в 2002 году. Штаб-квартира и производство расположены в Хоторне (Калифорния, США). Штат — 1800 человек. Оборот — $2,4 млрд.
Текст: Дмитрий Кристофор
