Весь мир следил за полетом Crew Dragon. Нашлись комментаторы, которые стали хоронить российскую космонавтику в связи с этим. Какое-то время назад вызвали ажиотаж новые пуски Falcon 9 и его возвращаемые ступени. За разъяснениями, что означает возврат пилотируемой космонавтики в США и какие последствия это может иметь для мира и для нашей страны, мы обратились к историку науки Сергею Александрову.
ИА Красная Весна: Здравствуйте, Сергей Викторович. Какое значение имеет успешный полет Crew Dragon с астронавтами на борту?
— США только восстановили свои возможности, утраченные 9 лет назад. И было бы странно сомневаться в том, что США смогут это сделать.
Говорить о какой-то принципиальной технической новизне здесь крайне сложно. Возврат, вертикальная посадка и повторное использование ракетных блоков — это большое техническое достижение. Однако оно опирается на огромный объем научно-исследовательских работ, проводившихся в США с конца 1950-х годов и летные испытания с начала 1990-х. Однако говорить об экономической эффективности этого решения, на что упирают «маскофилы», пока сильно преждевременно. Вообще Маск выигрывает не на этом. В корабле же каких-то принципиальных новшеств нет. Ну да, сенсорные экраны-пульты выглядят очень современно и круто, но как они покажут себя в полете — посмотрим. Американский военно-морской флот, например, после двадцатилетнего увлечения от таких экранов-пультов отказывается.
Что это значит для мира? Это, конечно, расширяет возможности США. Но напомним, что советская космонавтика, как известно, Советский Союз не спасла.
Для нашей страны это, конечно, означает потерю существенной доли рынка. Да, на протяжении 9 лет Россия была монополистом в доставке космонавтов на МКС. И да, за это наша страна получала живые деньги. Но давайте посмотрим, что это были за деньги?
Возьмем финансирование Федеральной космической программы (ФКП) РФ за 2014 год, данные из журнала «Новости космонавтики», авторитет которого никто до сих пор оспаривать не брался. Общие затраты — 165,8 млрд руб. NASA «за кресло» платило $70 млн, при тогдашнем курсе это 2,45 млрд руб. Умножаем на 6 человек и получаем, что доходы от доставки астронавтов на МКС составляют 8,9% от суммы ФКП. Немало, но отнюдь не критично (до начала октября 2014 года курс доллара колебался в районе 35 рублей за доллар, в конце года подскочил до 56 рублей за доллар — прим. ИА Красная Весна).
Дальше берем открытый отчет Роскосмоса за 2018 год (более позднего на сайте пока нет). Расходы на ФКП — 216,6 млрд руб. Выручка от международной космической деятельности (без конкретизации) — 32,26 млрд руб., или 14,9%. Но есть нюанс: в соседней клеточке таблицы видим себестоимость этой самой международной космической деятельности — 13,05 млрд руб. Что-то мне подсказывает, что для российских космонавтов разница между платой за полет и себестоимостью будет куда меньше…
Ну и говорить о том, что мы СОВСЕМ теряем этот рынок, пока несколько преждевременно: NASA уже объявила, что в следующую основную экспедицию астронавты полетят на «Союзах». И уже за 90 млн долл. «за кресло».
С точки зрения безопасности, и об этом совершенно справедливо говорят наши космонавты, лучше иметь два (а еще лучше — три) принципиально разных корабля, чем один.
ИА Красная Весна: Понятно, финансовые потери есть, но катастрофой явно это не является. Если говорить о коммерческом выведении на орбиту спутников, насколько сильно сказывается уже и может сказаться в будущем успех ракет Илона Маска?
— Коммерческие пуски российских ракет это может просто прекратить. Поскольку во всех коммерческих спутниках в той или иной степени используются американские комплектующие. Конгресс США, и только он, определяет, можно ли кому-то их запускать, и сколько. Нам крупно повезло, что на протяжении почти четверти века у США все было очень плохо с коммерческими носителями. Ракеты «Дельта-4» и «Атлас-5», созданные в 1990-х годах по программе EELV, оказались очень дорогими и используются только для запуска федеральных (т. е. военных и научных) полезных грузов. В результате к концу 90-х США практически ушли с рынка коммерческих запусков. Тогда российские ракеты-носители оказались очень востребованы, причем для их эксплуатации были созданы совместные предприятия, зарегистрированные в США. Только к концу «нулевых» носители российского производства, выполняющие коммерческие пуски, стали и юридически и экономически российскими.
И вот теперь у США появилась ракета-носитель, достаточно дешевая, чтобы вернуться на рынок пусковых услуг. Соответственно, потребность в зарубежных средствах запуска практически исчезла, а с ней и необходимость выделения кому-то квот на запуски.
ИА Красная Весна: Очень большое внимание в мире уделяется сейчас разработке возвращаемых ступеней ракет и даже возвращаемых кораблей. Насколько мне известно, такие разработки ведутся в нескольких странах, в том числе в Австралии. Это действительно заслуживает внимания и является магистральным путем развития как средств вывода на орбиту, так и космических кораблей?
— Стратегически это, безусловно, так, но вот экономически, особенно с точки зрения близкой окупаемости, «всё не так однозначно». Очевидным образом, разработка и изготовление многоразовых космических транспортных средств существенно дороже (по разным выкладкам, получается от двух до десяти раз). Давно уже показано, что многоразовые системы имеют преимущество при большом и постоянном грузопотоке, который определяется реализуемыми космическими программами. В рамках тех программ, которые реализуются сейчас или предлагаются на ближайшее десятилетие, такого грузопотока нет. С тем, что есть сейчас, вполне справляются существующие или вновь создающиеся одноразовые системы. При незначительном росте грузопотока более эффективными могут оказаться одноразовые, но более дешевые и крупносерийные носители. Именно на этом и играет Маск. Вот когда речь пойдет об освоении Луны, о регулярных полетах на Марс, о массовом космическом туризме — многоразовые системы станут незаменимыми.
Но есть маленькая деталь, о которой многие забывают. Многоразовые системы, особенно с возможностью прерывания полета и возвращения с любой точки траектории, заведомо будут более безопасны, чем одноразовые. Хотя бы потому, что в случае аварии на Земле окажутся не обломки, по которым нужно будет воссоздавать картину происшедшего, а пусть отказавший, но целый агрегат на целом аппарате, который можно спокойно обследовать и принять необходимые меры. У Маска такая возможность частично есть. Ступень он в случае аварии спасет, но полезный груз потеряет. Но это, во всяком случае, первый шаг. Если будет сделано еще несколько шагов в этом направлении, то с учетом суммы страховки пуска многоразовые системы могут оказаться конкурентоспособными гораздо быстрее.
ИА Красная Весна: Ведутся ли разработки многоразовых систем в России? Можно ли надеяться в ближайшем будущем, что ракеты с возвращаемыми элементами появятся и у нас?
— Ведутся, но очень, очень медленно и неохотно. В отрасли на всех уровнях существует устойчивая оппозиция многоразовым средствам выведения — при том, что и энтузиастов хватает!
Вообще, это тема отдельного большого рассказа. Еще в начале 1960-х в академии им. Можайского был определен облик наиболее эффективного космического транспортного средства. И это была одноступенчатая полностью многоразовая ракета с вертикальным взлетом и посадкой. Правда, тогда же были рассчитаны и технические параметры такой ракеты, для того времени фантастические. В конце того же десятилетия в ОКБ-1 (Особое конструкторское бюро — прим. ИА Красная Весна) прорабатывались варианты спасения и повторного использования первой ступени сверхтяжелого носителя Н-1, для чего предполагалось использовать турбореактивные двигатели.
В начале 1970-х в куйбышевском ЦСКБ был предложен модульный носитель «Подъем», блоки первой ступени которого так же предполагалось сажать вертикально на тяге турбореактивных двигателей, но дорогу волжанам «перебежали» днепропетровцы с «Зенитом».
Полтора десятилетия спустя появилось несколько вариантов полностью многоразовых носителей на базе системы «Энергия» — «Буран», причем предлагались не только варианты с неподвижными и складными крыльями, но и использование вертолетных роторов с гибкими лопастями, раскручивающихся на сверхзвуковой скорости.
Когда во второй половине 90-х годов обрела свой окончательный облик «Ангара», был предложен многоразовый вариант универсального ракетного модуля 1-й ступени под названием «Байкал». Он был крылатым, что вполне объяснимо: тогда, после развала НПО «Молния», большая группа конструкторов — создателей «Бурана» — перешла на завод им. Хруничева. С середины «нулевых» до 2014 года этот коллектив вел работу над проектом МРКС — который, возможно, еще будет иметь продолжение.
Ну и, наконец, как выяснилось гораздо позже, на Урале, в миасском Государственном ракетном центре им. В. П. Макеева, без большого шума с начала 90-х годов начали разработку проекта, получившего позднее название «КОРОНА» — «Космическая Орбитальная Ракета — Одноступенчатый Носитель Аппаратов».
Помимо этого, в разное время возвращаемые ракетные блоки или полностью многоразовые носители предлагали К. П. Феоктистов, коллектив кафедры 601 МАИ во главе с академиком В. П. Мишиным, группа сотрудников РКК «Энергия». И это только то, что уже известно. Вполне возможно, что в ведомственных архивах историков ждут еще удивительные открытия…
ИА Красная Весна: Недавно была новость о существовании проекта ракеты «Россиянка». Она тоже должна была иметь возвращаемые ступени?
— «Россиянка» — часть истории «Короны», так ее и надо рассказывать. В эпоху горбачёвской «конверсии» миасский ГРЦ им. Макеева, занимавшийся баллистическими ракетами для подводных лодок, устремился в космос. Но если с прямой конверсией кое-что получилось (в 1998-м впервые в истории с атомной подводной лодки был запущен искусственный спутник Земли, потом было произведено еще несколько пусков), то с проектами специально-космическими не заладилось. На бумаге остались модульная «Рикша», впервые в стране рассчитанная на метан вместо керосина, и сверхтяжелая «Виктория», набираемая из модулей железнодорожного габарита. Полтора десятилетия спустя идеи уральцев творчески использовали в РКК «Энергия» в проекте сверхтяжелого носителя.
Тогда же в Миассе задумали гораздо более амбициозный проект. Те технические характеристики, которые были фантастикой в начале 60-х, к середине 80-х были достигнуты. И уже из центрального — водородного — блока полетевшей в 1987-м «Энергии» в принципе без очень глубоких доработок можно сделать спасаемый одноступенчатый носитель среднего класса. Но конструкторы на этом не остановились, и к рубежу веков путем нескольких приближений был сформирован облик одноступенчатой многоразовой космической транспортной системы.
В конце концов уральцы пришли к тому же, к чему тридцатью годами ранее пришел конструктор фирмы «Дуглас» Ф. Боно — главный идеолог таких систем в США. Детали «Короны» после этого менялись, но уже не принципиально. Однако теперь начиналось самое сложное: перейти на новый уровень и добиться включения проекта в ФКП — не может же государственный ракетный центр создавать машину за свой счет! А вот здесь стеной стал ЦНИИмаш, категорически не принимающий одноступенчатых аппаратов, и у него была (и есть) своя правда.
Дело в том, что одноступенчатый носитель очень чувствителен к изменению массы конструкции. Очень грубо говоря, лишний килограмм на первой ступени многоступенчатого носителя в 10 раз менее страшен, чем такой же килограмм на второй ступени, а если ступень всего одна? При этом мировая практика показывает, что на пути от чертежа к первому полету масса конструкции (включая все приборы, системы и пр.) растет ВСЕГДА. Больше или меньше, но всегда. И минимальное превышение некоей очень небольшой величины допустимого утяжеления приведет к тому, что на орбиту система не выйдет. А кто отвечать будет? А кто разрешил делать!
Поэтому ГРЦ им. В. П. Макеева начал искать обходные пути. Одним из таких путей стала «Россиянка», у которой спасать и сажать вертикально предлагалось только первую ступень — на которой, кстати, и отработать многое из того, что необходимо для «Короны». В качестве горючего опять хотели использовать метан (вообще, очень перспективный для многоразовых систем, поскольку проще водорода в эксплуатации, и, в отличие от керосина, не оставляет нагара в двигателях). На Королёвских чтениях 2014 года представители Миасса предложили семейство сверхтяжелых ракет на основе крупногабаритного (диаметр — 6,3 м, длина — 30 м) «керосинового» блока 1-й ступени, который мог быть создан как в одноразовом варианте, так и в многоразовом, с вертикальной посадкой примерно как у Маска.
Наконец, в 2017 году ГРЦ рассекретило «Корону». Рискну утверждать, что это прямо связано с успешным ходом работ по новому межконтинентальному стратегическому комплексу «Сармат», создающемуся в Миассе. Видимо, руководство ГРЦ не без оснований рассчитывает, что после успешного решения важнейшей государственной задачи — создания новой тяжелой МБР — разговор про другие проекты уральского КБ пойдет уже совсем в другом тоне. Да и в ЦНИИмаше, и в руководстве Роскосмоса ситуация не быстро, но меняется. Поэтому от всей души желаю уральцам успешного продвижения проекта «Корона».
ИА Красная Весна: Что, по-Вашему, необходимо для того, чтоб российская космонавтика, так скажем, не замерзла, а развивалась? Какие подходы к созданию носителей, космических кораблей, орбитальных станций Вы считаете наиболее перспективными?
— Нельзя сказать, что космонавтика ВООБЩЕ не совместима с рынком, но у нас (а, впрочем, не только у нас) как-то забывают, что рыночная экономика может быть сильно разной. Если рынок — это вопрос религии, то почему не вспомнить, что можно извлекать прибыль за счет снижения издержек, как это делается сейчас. А это вообще несовместимо ни с каким техническим развитием. А можно извлекать прибыль за счет создания новых рынков, что как раз прекрасно совместимо с техническим развитием и космической экспансией.
Необходимо найти какую-то задачу, одновременно глобальную и понятную всем, которую может решить ТОЛЬКО космонавтика. Уже исходя из этого, создавать планы на дальнюю перспективу и в соответствии с этими планами выбирать технические решения.
Если же говорить только о технике, то за последние полвека предложены и достаточно тщательно проработаны два класса космических носителей: вертикального старта, использующих ракетные двигатели, и воздушно-космические самолеты, широко использующие воздушно-реактивные двигатели. В первом приближении теоретически можно предположить, что людей и небольшие, но срочные грузы удобнее возить вторым способом, в том числе и потому, что вряд ли взлетная масса самолета достигнет 1000 тонн, а это ограничивает полезный груз. А вот тяжелые грузы — первым. Но окончательно это может определить только практическая эксплуатация таких систем, для чего их нужно построить и испытать.
Но это только до низкой околоземной орбиты. Дальше нужны системы совсем другого устройства. Например, тот же транспортно-энергетический модуль с электроракетными двигателями, который уже 10 лет создается в нашей стране. Он, вообще-то, делается для военного применения. Но когда он, наконец, появится, грузовые (именно грузовые) перевозки с околоземной на окололунную орбиту можно будет организовать совсем иначе и качественно совершеннее.
Есть еще один принципиальный момент. Реактивные двигатели тоже имеют объективные ограничения, за которые когда-то тоже нужно будет шагнуть. Но для этого потребуется уже научная революция, которая в принципе непредсказуема.
ИА Красная Весна: Успех Маска — это хорошо для развития российской космонавтики или плохо?
— Это не «колокол, который звонит по нам». И не повод, чтобы начать метаться по ул. Щепкина (где находится Роскосмос) с воплями «всё пропало, гипс снимают, клиент уезжает». Это хороший стимул для того, чтобы проснуться и понять, что никто за нас нашу космонавтику развивать не будет. Ориентация на «международное сотрудничество любой ценой» губительна В ЛЮБОЙ области, в том числе и в космонавтике — особенно если «партнеры» готовы сотрудничать только в собственных интересах.