Изначально планировалось, что полезная нагрузка ракеты, объединенной с космическим кораблем, составит около 100 тонн. Благодаря новым метановым двигателям Raptor-2, финальная грузоподъемность разработки Илона Маска увеличится до 150 тонн. Летом этого года американские ВВС выразили заинтересованность в этой новой платформе — в настоящее время для транспортировки людей и грузов в любую точку планеты менее чем за час. Однако, основная задача Starship в военной сфере не заключается в перевозке грузов. Скорее, она способна изменить стратегический баланс сил между США и другими странами, включая Россию. Рассмотрим подробнее.
Военные всегда проявляют интерес к новым технологиям, обладающим уникальными характеристиками. В 1930-х годах Вернер фон Браун разрабатывал проекты ракет для полетов к Марсу, что в конечном итоге привело к созданию «Фау-2» и бомбардировке Лондона. Сегодня мы видим аналогичную ситуацию: колоссальный Starship, разрабатываемый для колонизации Марса, привлек внимание американских военных. К чему это приведет в реальности?
Starship претерпевает модернизацию: установлены новые двигатели, что открывает принципиально иные возможности
Илон Маск недавно объявил о разработке новых двигателей Raptor-2 для ракеты из нержавеющей стали. Очевидно, что это усовершенствованная версия существующих метаново-кислородных двигателей Raptor. При этом их тяга возрастет с 200 до 230 тонн, что является значительным улучшением. Соотношение тяги к массе играет ключевую роль в эффективности многоразовых ракет, поскольку оно влияет на расход топлива и уменьшает вес двигателей и сопутствующих конструкций.
Модификации направлены на увеличение полезной нагрузки с ранее заявленных 100 тонн до 150 тонн, что в полтора раза больше. Это значительно повышает экономическую эффективность проекта, поскольку позволит ракете-носителю за те же средства доставлять в космос существенно больший объем груза.
Именно этот потенциал, обладаемый военными Земли, способен кардинально перевернуть стратегический баланс сил на планете. Это может спровоцировать новую гонку вооружений, которая затмит даже период холодной войны.
Грузовоз для ВВС: назад в будущее из 1960-х?
Примерно полвека назад ВВС США неожиданно пришли к выводу, что доставка десанта с помощью ракет значительно быстрее и часто практичнее, чем с использованием военно-транспортных самолетов. Это может показаться необычным, но это правда. Вопрос в том, что дальность полета военно-транспортных самолетов «Геркулес» с большой загрузкой ограничена. Поэтому для перевозки грузов или людей в удаленные регионы требуются промежуточные посадки. Если спланировать их все, то доставка на расстояние в десять тысяч километров может потребовать не одни сутки, а ведь для военных важна оперативная реакция.
Судя по всему, идея «моментального» перераспределения сил на ракете могла быть вдохновлена научной фантастикой, в частности, романом «Звездный десант» Роберта Хайнлайна. Примечательно, что первоначальное название книги — « Starship Troopers». Сейчас его можно интерпретировать как «Десантники «Старшипов» — ведь именно Starship Илона Маска делает реальностью возможность оперативной переброски военных в любую точку мира.
При реализации данного проекта необходимо принимать во внимание ряд ограничений. Прежде всего, Starship включает в себя две ступени, и десант сможет транспортировать только вторая, которая интегрирована с кораблем. В ней предусмотрен герметичный объем, превышающий 1100 кубических метров, и возможность перевозки до нескольких сотен человек за один рейс. Однако вторая ступень не сможет самостоятельно взлететь с поверхности Земли из-за недостатка топлива.
В теории, вторая ступень ракеты без полезной нагрузки, но с полной заправкой метаном и кислородом, способна к запуску и последующей посадке в заданном месте. Таким образом, доставив груз или людей на удаленную американскую военную базу, заправленная верхняя часть Starship сможет вернуться в США, где ее соединят с первой ступенью того же носителя. И, соответственно, будет снова применяться для транспортировки грузов.
Если на военной базе, куда запланирована доставка, отсутствуют запасы кислорода и метана, вторая часть Starship не сможет оттуда вернуться. Создание инфраструктуры для хранения жидкого кислорода и метана не представляет большой сложности: сжиженный метан уже широко используется в США, а хранение и транспортировка жидкого кислорода не являются принципиально сложной задачей. Однако организация стартовых площадок, заправочной системы для ракеты на взлетном поле и другие сопутствующие элементы окажутся гораздо более трудоемкой задачей. Развертывание подобной инфраструктуры на каждой военной базе на Земле обойдется недешево, даже для ВВС США, располагающих бюджетом в 200 миллиардов долларов в год (что сопоставимо с тремя годовыми военными бюджетами России).
Прежде всего, необходимо учитывать, что подобные перевозки допустимы лишь в районах, свободных от активных боевых действий с развитыми государствами. Например, доставка грузов в регион, подобный Афганистану, остается возможной, поскольку у него отсутствует (или почти отсутствует) современное вооружение, такое как переносные зенитные ракетные комплексы. А для сбития Starship из крупнокалиберного пулемета образца 1946 года это задача нетривиальная.
В случае возникновения конфликта с Китаем или Россией запуск космического корабля, подобного Starship, с российских спутников раннего предупреждения о ракетном нападении, может быть трудно отличить от, например, запуска баллистической ракеты с ядерной боеголовкой из Мексиканского залива (космодром SpaceX расположен в непосредственной близости от этого залива). Возникает вопрос: как определить, является ли это мирным передислоцированием сил или началом ядерной войны?
Повышенное количество гражданских полетов Starship, несомненно, уменьшит напряжение, связанное с запуском, однако ежедневные полеты маловероятны в ближайшие десять лет.
Космический бомбардировщик?
Основным фактором, определяющим экономическую эффективность Starship, является стоимость доставки грузов на орбиту. SpaceX ставит перед собой цель – снизить стоимость запуска до пяти миллионов долларов, что, теоретически, вполне реально. Масса пустого Starship сопоставима с массой Boeing 777, причем крупнейший в истории космический носитель изготавливается из свариваемой нержавейки, а не собирается из алюминиевых сплавов методом клепки. Таким образом, стоимость Starship должна быть близка к цене авиалайнера – около двухсот миллионов долларов. Предусматривается, что система сможет совершить не менее ста запусков. Планируется, что затраты на материальную часть будут составлять менее двух миллионов долларов за один полет.
Несмотря на то, что каждый запуск Starship потребует использования тысяч тонн топлива, его стоимость относительно невелика. Сжиженный метан и кислород являются не очень дорогими ресурсами, стоимость пуска составляет около сотни тысяч долларов.
Пятимиллионный бюджет для космического транспорта, способного доставлять 150 тонн груза, предполагает затраты менее 35 долларов за килограмм полезной нагрузки. Даже если фактическая стоимость на начальном этапе составит 50 долларов за килограмм груза, это относительно небольшая сумма.
Следует провести сравнение с бомбардировщиком B-2, аналог которого до сих пор разрабатывается в России. Один такой бомбардировщик стоит 3,3 миллиарда долларов, что равноценно стоимости дюжины Starship. Затраты на один час полета B-2 также значительно выше 0,15 миллиона долларов (0,13 миллиона в ценах 2010 год — или более 0,15 миллион в современных). Он движется с дозвуковой скоростью, и для доставки боеприпасов (до 27 тонн) обычно требуется около десяти часов полета. Таким образом, на транспортировку одной тонны боеприпасов В-2 придется затратить более 55 долларов за килограмм.
Starship, как было отмечено ранее, нацелена на стоимость в 35 долларов за килограмм, даже на начальном этапе — не более 50 долларов за килограмм. Неожиданно, но это правда: Маск разрабатывает ракету, которая доставляет грузы в космос дешевле, чем бомбы доставляет стратегический бомбардировщик В-2 в земной атмосфере.
Используя прямое описание ситуации, В-2 можно успешно поразить, располагая С-300 или более продвинутые системы противовоздушной обороны. Следует отметить, что Starship поднимается на значительно большую высоту, чем В-2, что делает его недоступным для поражения.
В качестве бомбардировщика, разработанного при участии Илона Маска, он не только дешевле, но и обладает большей устойчивостью к воздействиям, чем существующие стратегические бомбардировщики, производимые в США. Это является его значительным преимуществом. Однако, стоит отметить и обратную сторону: особенности распределения бюджетных средств в американском военно-промышленном комплексе могут привести к тому, что не все будут рады появлению столь перспективного конкурента.
У Starship есть значительное преимущество, которое может перекрыть даже критику со стороны конкурентов, получающих финансирование от американских ВВС: это скорость. Ни один бомбардировщик В-2 не сможет нанести неожиданный удар по стране, находящейся в немилости у Вашингтона, менее чем через час после старта. У США пока отсутствует гиперзвуковое оружие, и даже в случае его разработки, стоимость доставки тонны боеприпасов будет значительно превышать стоимость доставки с помощью Starship (разрабатываемые в США проекты гиперзвукового оружия экономически неэффективны, даже по сравнению с В-2).
Американские военные могут принять Starship даже в случае его низкой стоимости из-за возможности нанесения стремительного удара по всему миру. Поэтому весьма вероятно создание космического бомбардировщика, использующего носители SpaceX.
Здесь все не так просто. Использование обычных бомб и ракет для ударов из космоса затруднено, поскольку они сгорят в атмосфере. Теоретически, Starship может доставлять их из стратосферы, однако на практике это сопряжено с трудностями, а также приведет к значительному повышению эффективности систем противовоздушной обороны.
В связи с этим, для замены бомбардировок потребуется альтернативный подход. Например, американские ВВС анонсировали использование вольфрамовых стержней для бомбардировок с орбиты. Ранее в открытых источниках сообщалось о стержнях длиной 6,1 метра, диаметром 0,3 метра и массой около девяти тонн (вольфрам характеризуется высокой плотностью). Ожидалось, что отклонение такого стержня при ударе из космоса не превысит 30 метров. Легко рассчитать, что при скорости в 3,4 километра в секунду его кинетическая энергия превысит эквивалент десяти тонн тротила. При столкновении с целью она высвободится подобно взрыву челябинского метеорита, создавая эффект, достаточный для вывода из строя даже крупного военного корабля.
Использование Starship для нанесения ударов, возможно, даже с применением более мощного оружия, чем существующие системы, не представляется невозможным. Например, Соединенные Штаты располагают термоядерными боевыми частями W88 оценочной массой в сотни килограммов каждая. Известно, что у этих боеголовок завидная точность. Каждая из них — конус длиной в 175 сантиметров и диаметром до 55 сантиметров в широкой части. Почему бы американцам не изменить их форму на цилиндрическую, а оснащение — на вольфрам либо обедненный уран или на классическую боеголовку со взрывчаткой внутри? В таком случае Штаты получат что-то типа российского «Циркона», только такого, которым можно ударить по нужной цели в любой точке планеты — и быстрее, чем через час после начала боевого вылета. С учетом грузоподъемности Starship его можно нагрузить хоть сотней боеголовок для глобального мгновенного удара. Получается, ни один стратегический бомбардировщик в истории человечества еще никогда не имел таких возможностей, как Starship.
Эти начальные расчеты – лишь отправная точка. Вероятно, в будущем для космического бомбардировщика будут разработаны более точные и реалистичные боеприпасы. Важнее всего, однако, является сам факт создания платформы, которая сможет сбрасывать грузы над любой точкой планеты по цене, уступающей стратегическому бомбардировщику В-2.
Настоящие звездные войны?
В 1980-х годах в США активно обсуждалась программа по созданию орбитальных боевых лазеров, предназначенных для перехвата советских ядерных боеголовок в космическом пространстве. Лазер представлялся более эффективным решением по сравнению с противоракетной обороной, поскольку его луч значительно превосходил по скорости любую ракету. Однако реализация проекта столкнулась с проблемами, связанными с высокой стоимостью и огромными масштабами. Для уничтожения ядерных боевых частей требовались колоссальные энергетические ресурсы. Обеспечение наличия таких мощных систем на орбите оказалось сложной и, прежде всего, дорогостоящей задачей. В то время Соединенные Штаты использовали для вывода грузов в космос космические шаттлы, стоимость выведения которых была значительно выше, чем у ракет, использовавшихся для полетов на Луну.
Starship кардинально меняет существующий порядок вещей. Прежде всего, он способен доставлять на орбиту готовые, собранные на Земле конструкции внушительных размеров благодаря своим большим внутренним объемам. Кроме того, как уже упоминалось, планируется достичь стоимости вывода в несколько десятков долларов за килограмм. При таких ценах даже 1% военного бюджета США позволит выводить на околоземную орбиту 200 тысяч тонн грузов ежегодно.
Из лазерных систем общей массой 200 тысяч тонн на орбите можно создать конструкцию, аналогичную DESTAR — платформу, состоящую из мощных лазеров, объединенных в единую систему, излучающую по принципу активной фазированной решетки. Такая система способна существенно изменять направление своего комбинированного излучения, при этом сохраняя собственную неподвижность.
Взлетела ли с Земли российская или китайская ядерная боеголовка? DESTAR способен отслеживать ее с помощью мощного лазерного излучения. Маловероятно, что после этого она достигнет атмосферы в работоспособном состоянии. Изначально проект DESTAR разрабатывался для уничтожения и отклонения астероидов. Система имеет модульную конструкцию, и ее мощность может быть увеличена до гигаватта при необходимости. Подобная конструкция вполне способна справиться с межконтинентальной баллистической ракетой.
С точки зрения военных возможностей, это, пожалуй, наиболее многообещающее применение Starship — гораздо более интересное, чем предлагаемая американскими ВВС бомбардировка вольфрамовыми ломами.
Особый интерес к DESTAR, создаваемой с использованием технологий Starship, обусловлен тем, что эта система способна избежать ограничений, установленных международными соглашениями, такими как СНВ. Ни одно из этих соглашений не содержит запрета на разработку систем защиты от астероидов, предназначенных для обороны Земли от объектов, подобных тому, что убил динозавров 66 миллионов лет назад. Такие соглашения невозможны: защита планеты от астероидов — это значимая гуманитарная задача. Неразумно стремиться к ее запрещению лишь из-за того, что эту «противоастероидную защиту» можно использовать в качестве противоракетной системы. Любые возражения России или Китая в этом вопросе будут легко дискредитированы западной прессой, представляя их как «неадекватные тоталитарные государства, пытающиеся лишить человечество светлого будущего без астероидов».
Это надежный способ, поэтому нет сомнений в том, примут ли его американские военные. Вопрос заключается в сроках реализации данного варианта?
С точки зрения научного и технического прогресса подобные инициативы заслуживают одобрения. Реализация даже пилотных проектов подобных систем невозможна без доступных многоразовых носителей, таких как Starship. Ни Россия, ни Китай не ведут разработку аналогичных систем. Следовательно, после запуска американской программы по созданию лунной базы (с использованием Starship) Пекин и Москва будут вынуждены ускорить создание собственных версий американского частного носителя. Конкуренция в области передовых технологий, как известно, всегда является позитивным фактором.