Ракета Vulcan уже получила 70 твердых заказов на будущие запуски до своего первого полета, что является беспрецедентным показателем в истории космонавтики. На ее борту к Луне доставлен частный посадочный модуль, который проведет там первые в истории церемонии прощания с людьми. Между тем, индейские племена, почитающие Луну, обратились в NASA с требованием прекратить полет. Что же это означает? Появился ли у SpaceX, наконец, серьезный конкурент, или перед нами всего лишь слишком амбициозный проект, который «похоронит» Boeing и Lockheed Martin, являющиеся разработчиками ракеты Vulcan?
8 января 2024 года, в 10:18, в небо поднялась ракета Vulcan, которую многие называют главным конкурентом SpaceX в ближайшие годы. Оптимизм относительно ее перспектив был настолько велик, что на ней разместили не макеты, а реальную миссию частной компании Astrobotics. Это аппарат, предназначенный для посадки и проведения исследований на поверхности Луны, аналогичный российской «Луне-25», потерпевшей крушение в прошлом году. В США не осуществлялось никаких посадок на Луну более продолжительное время, чем в нашей стране, что подчеркивает значимость этого запуска. Каким будет успех новой ракеты и какие результаты стоит ожидать от ее первой миссии?
В настоящее время космическая отрасль все сильнее концентрируется в руках одной компании. Так, в 2023 году из 221 космического запуска, проведенного человечеством, 96 были осуществлены компанией SpaceX (более 43 процентов). Это означает, что SpaceX провела в полтора раза больше пусков, чем Китай (включая его собственные частные космические предприятия), и в пять раз больше, чем Россия.
Важно учитывать, что все эти достижения были получены компанией Илона Маска с помощью ракеты Falcon 9, которая является относительно устаревшей и обладает лишь частичной многоразовостью. Принимая во внимание, что Starship, полностью многоразовая и, как следствие, более экономичная ракета, в прошлом году успешно вышла в космос и вскоре начнет регулярные запуски, перспективы развития космической отрасли представляются достаточно ясными. Если подходить к вопросу реалистично, в ближайшие годы SpaceX будет осуществлять больше запусков, чем суммарно все остальные страны мира. И такая ситуация, вероятно, сохранится на протяжении длительного времени.
Некоторые организации, такие как «Роскосмос», приняли сложившуюся ситуацию и не намерены предпринимать какие-либо действия. Однако есть и компании, которые, по крайней мере, публично, продолжают противодействовать монополизации. Крупнейшим из них является United Launch Alliance, объединение космических подразделений Boeing и Lockheed Martin. Ранее являясь непримиримыми конкурентами, сейчас они прилагают максимум усилий для разработки ракеты, способной составить конкуренцию SpaceX. Их предыдущие ракеты, Atlas V и Delta IV Heavy, явно не могли справиться с этой задачей, поскольку стоимость вывода грузов в космос превышала даже стоимость запусков «Роскосмоса», не говоря уже о Falcon 9.
Именно поэтому два американских технологических гиганта уже почти десять лет работают над созданием новой ракеты — Vulcan. Эта ракета, высотой 61,6 метра и диаметром более 5,4 метра, имеет вес 546,7 тонны. Для первой ступени используются двигатели, работающие на кислороде и метане BE-4, вторая — кислород-водородные RL-10 двигатели-ветераны, впервые достигшие космоса в 1963 году, более 60 лет назад. Вокруг первой ступени можно располагать до шести твердотопливных ускорителей, с которыми ракета способна вывести на орбиту до 27 тонн груза — заметно больше, чем Falcon 9 (17,6 тонны в стандартной многоразовой версии).
Марк Пелье, вице-президент United Launch Alliance, считает Vulcan воплощением будущего компании. По его словам, разработанная и готовящаяся к запуску система открывает перед ними перспективы и обеспечит процветание на долгие годы».
Он не преувеличивает: до SpaceX его компания получала за свои пуски суммы, значительно превышающие рыночные (плюс субсидию миллиард долларов), то после того как Илон Маск через суд заставил американских военных активнее покупать свои, более дешевые пуски, положение United Launch Alliance стало довольно шатким. Конечно, военные все равно поддержат «своего человечка» в мире бизнеса, благо многие высокопоставленные люди из Минобороны США уходят после отставки на необременительную, но весьма высокооплачиваемую синекуру в Boeing или Lockheed Martin. Но из-за иска Маска слишком много таких пусков «нужных человечков» United Launch Alliance себе позволить не мог. Чтобы изменить ситуацию, нужна была новая, более дешевая ракета. Теперь она, как полагает Пелье, у компании есть.
Но так ли все замечательно на самом деле?
«Мягкие похороны»
Миссия Peregrine Mission One, запущенная на ракете Vulcan, выглядит весьма показательно. Она знаменует собой возвращение Соединенных Штатов на Луну. Для United Launch Alliance это ключевое событие, которое позволит продемонстрировать свою роль в реализации значимой программы, при условии успешного ее завершения.
С научной точки зрения кратер Груйтуйзен, вблизи купола Груйтуйзен, представляет собой весьма интересное место для посадки лунного аппарата Peregrine. По данным NASA, это место характеризуется наличием купола – структуры вулканического происхождения, образованной кремнеземной магмой, которая когда-то излилась из глубин Луны и застыла, сформировав куполообразную структуру диаметром 20 километров и высотой до полутора километров.
Сложность этого «купола» заключается в том, что на Земле кремнеземные магмы формируются исключительно в зонах взаимодействия значительных масс воды и границ движущихся тектонических плит. Как неоднократно отмечало издание Naked Science, NASA придерживается устаревшей моноимпактной гипотезы о происхождении Луны, согласно которой наличие там крупных запасов воды исключено. В особенности это касается глубин спутника, откуда поднималась магма, которая сформировала купол Груйтуйзен. Поэтому это образование представляется агентству загадочным. На аппарате Peregrine размещены приборы, такие как нейтронный спектрометр, благодаря которым можно получить достаточно точные сведения о составе горных пород в этом регионе.
Помимо выполнения научных задач, аппарат также несет коммерческую нагрузку, связанную с деятельностью компаний Elysium Space и Celestis, которые занимаются организацией космических похорон. В рамках этой миссии планируется транспортировка на Луну кремационные прахи людей, умерших на Земле. Ранее на Луне был похоронен только один человек — Юджин Шумейкер, ученый, внесший значительный вклад в изучение геологии других планет. Это произошло в 1998 году, и захоронение было осуществлено методом «жесткой посадки»: аппарат NASA с прахом ученого был намеренно направлен на поверхность Селены. В настоящее время обсуждается возможность проведения «мягких похорон», причем речь идет о людях, оплативших эту услугу, а не о планетологах.
Деятельность, имеющая коммерческий характер, вызвала значительное недовольство у народа навахо, одного из крупнейших индейских народов в современных США. Представители этого народа обратились к NASA с просьбой отменить запланированную миссию. Согласно традиционным верованиям навахо, Луна является священным объектом, а захоронение на священной земле считается неприемлемым во многих культурах. Ранее, в 1998 году, навахо уже выражали протест против похорон Шумейкера на этом небесном теле, и тогда NASA пообещало учитывать их мнение при организации будущих захоронений, однако данное обещание не было выполнено.
Если отбросить вопросы коммерции и религиозные убеждения, Peregrine способен предоставить ценные сведения, поскольку в местных магматических породах аппарат, вероятно, обнаружит свидетельства наличия воды. Именно на основе этих данных будет сформирована картина, которая не согласуется с теорией образования Луны, основанной на гипотезе Тейи, но вполне соответствует теорией мультиимпактной.
В символическом плане данная миссия может быть связана с судьбой самой ракеты-носителя. Весьма вероятно, что ее будущее будет не таким успешным, как предсказывал вице-президент United Launch Alliance, а скорее, ознаменуется тихим завершением. Что имеется в виду?
Является ли карета, созданная в период автомобилестроения, удачным решением
Архитектура ракеты Vulcan настолько консервативна, что ее можно было бы спроектировать еще в 1960-х годах, а не в 2020-х. В каждой ступени установлено всего по две двигательные установки, что исключает возможность посадки ракеты на хвост. Для этого подходят только ступени, оснащенные большим количеством двигателей, поскольку точное регулирование импульса при посадке с использованием небольшого числа двигателей затруднено из-за сложности их работы на малой мощности. А ступень, работающая на высокой мощности, посадить невозможно: в ней содержится крайне мало топлива, и она становится слишком легкой, напоминая пустую банку из-под газировки.
В основном, техническим новшеством является использование кислород-метановых двигателей BE-4. Разработанные Blue Origin, они применяют топливо, которое ранее использовалось исключительно на борту Starship и одной китайской многоразовой ракете. United Launch Alliance в будущем планирует даже использовать эти двигатели для «спасения» ступеней, но не путем посадки, а с помощью вертолетного захвата: после работы первой ступени ракетные двигатели будут отделяться от нее и спускаться с помощью надувного парашюта, выполняющего роль «щита». Данная технология пока существует только на стадии разработки и вызывает сомнения в практической реализации. Поэтому компания действует разумно, не планируя внедрять ее в ближайшие годы.
United Launch Alliance планирует внедрение данной технологии в отдаленной перспективе, что, по мнению экспертов компании, позволит сократить затраты на первую ступень ракеты в три раза по сравнению с использованием одноразовых ступеней.
Это указывает на то, что стоимость запусков ракет Vulcan будет лишь незначительно превышать стоимость запусков Falcon 9. Хотя американские суды могут ограничить выплаты местным военным ULA, сделав их несоизмеримо выше, чем SpaceX, они не смогут помешать выплате United Launch Alliance на полтора раза больше, чем компании Илона Маска. Принимая во внимание взаимовыгодные отношения между американскими военными и производителями ракеты Vulcan, можно с уверенностью утверждать, что эта ракета принесет определенную прибыль.
Или нет?
Vulcan находились в разработке в период, когда Falcon 9 только начинала успешно приземлять свои первые ступени. Процесс разработки был сложным, и первоначальные руководители проекта уже сменились. Владельцы United Launch Alliance, не желая поддерживать расточительное предприятие, также стремятся от него избавиться, планируя продать недавно созданную ракету. Компания уже выставлена на продажу, и, по имеющимся сведениям, объявление о новом владельце будет сделано после успешного запуска. Среди потенциальных покупателей называют Джеффа Безоса, владельца Amazon и Blue Origin.
Поведение менеджеров и владельцев, покидающих United Launch Alliance, вполне объяснимо. Причина кроется в финансовых показателях: стоимость запуска Falcon 9 составляет не менее 50 миллионов долларов. Vulcan, использующий неперерабатываемые ступени и ускорители, вероятно, обойдется не менее чем в 70-80 миллионов долларов за один запуск, даже в наиболее благоприятных условиях.
Starship, предназначенный для замены Falcon 9, даже на этапе производства обойдется примерно в 200 миллионов долларов. Однако, благодаря возможности выполнения множества миссий на каждой ракете, регулярные запуски уже в 2020-х годах, скорее всего, не превысят 10 миллионов долларов за один запуск. Конечная цель Илона Маска – достижение «полета по цене топлива», подразумевающая высокий уровень многоразовости, при котором стоимость ракеты будет практически полностью компенсироваться расходами на топливо. В таком сценарии реалистичная стоимость запуска составит около пары миллионов долларов. При этом полезная нагрузка будет значительно превышать 27 тонн, как у Vulcan, и составит не менее 100 тонн (а на втором этапе – 150 тонн).
По сути, в 2020-х годах SpaceX планирует снизить стоимость доставки грузов в космос до 100 долларов за килограмм, и в будущем возможно снижение до 20 долларов за килограмм. В то время как для ракеты Vulcan эта стоимость никогда не опустится ниже 3000 долларов. Пентагон не располагает средствами для приобретения американского суда, поэтому в конечном итоге это ограничит возможности местных военных по закупке значительного количества пусков у этой компании.
Цель Vulcan заключается не в обеспечении «яркого и процветающего будущего» для United Launch Alliance. Скорее, она состоит в том, чтобы подготовить этот проект к завершению: продать Альянс до начала регулярных полетов Starship, поскольку это единственный способ получить за него какую-либо компенсацию. Boeing и Lockheed Martin стремятся продать United Launch Alliance, поскольку осознают, что его существование ограничено во времени.