Сверхлегкие ракеты-носители: причина полета в космосе

В чём сходство бокса и ракет-носителей? В обоих видах спорта участники лёгкого веса так же интересны, как тяжеловесы. У сверхлегких ракет-носителей есть свои преимущества и напряжённая борьба за результат и место в небе. Чем сегодня добиваются побед в запусках малых спутников, какие векторы развития в сверхлегком весе, кто фавориты — об этом сегодняшний обзор Naked Science. И немного о баллистике.

Сверхлегкая ракета-носитель Electron компании Rocket Lab. Фото: Rocket Lab, автор Plinia Abito.

Сверхлегкий носитель и его полезная нагрузка

Людские конструкции выводятся на орбиту с помощью ракет-носителей. Это сложные устройства, предназначенные для разгона груза до необходимой скорости вращения вокруг Земли.
Они порождают движение — вектор скорости с определенной величиной, направлением в пространстве, высотой, географической точкой запуска и временем достижения заданной траектории.
С точностью параметров полученного движения в пределах установленных значений. Точность выведения может влиять на эффективность работы космического аппарата, примеры такой эффективности будут рассмотрены ниже.

Ракетно-носители обладают множеством характеристик, важнейшей из которых является масса полезной нагрузки. Это наибольшая масса груза, которую ракета способна доставить на низкую (около 200 километров) околоземную орбиту с наклонением в первые десятки градусов или максимальная расчетная полезная нагрузка при запуске ракеты с южного стартового пункта. Расход топлива на выведение зависит от высоты и наклонения орбиты. Иногда приходится снизить массу груза для увеличения топливной загрузки. Поэтому для различных высот или характерных орбит (для полярных, для геостационарной) указывается различная полезная нагрузка. Массы полезных нагрузок варьируются в широком диапазоне, различаясь примерно в 600 тысяч раз.

Людям свойственна любовь к классификации, и грузоподъемность ракет-носителей не стала исключением. Самые большие грузы, более 100 тонн, выводят на орбиту сверхтяжелые носители. На другом полюсе диапазона находятся полезные нагрузки в сотни и десятки килограммов (а то и меньше). Граница в 500 кг массы груза отделяет легкие ракеты-носители от более тяжелых классов. Но груз может весить всего несколько килограммов. Существуют ли такие маленькие ракеты-носители? Да, их называют «сверхлегкими».

Самым лёгким классом грузоподъёмности считаются сверхлёгкие ракетно-носители.

Нет официального документа или решения международной организации, определяющего максимальную массу груза для ракет-носителей класса «сверхлегкий».

Большие многотонные боевые межконтинентальные ракеты, переоборудованные для запуска на орбиту, к сверхлегким носителям не относятся.

В информационном пространстве встречаются разные значения максимальной полезной нагрузки для сверхлегких ракет-носителей: 250 кг, 100 кг и другие. Без определения точной массы груза и обоснования выбора остановимся на диапазоне 50–250 кг. Много это или мало, вопрос риторический. Ведь мал золотник, да дорог; нагрузки и меньших масс могут решать множество важных задач.

Прогресс в технологиях позволяет сегодня создавать миниатюрные устройства, что снижает массу спутников. Гироскопы и акселерометры уже есть практически во всех мобильных телефонах. В том же телефоне присутствуют оптические камеры и устройства передачи данных. Если дополнить смартфон системой ориентации в пространстве, терморегуляцией и источником энергии, то получится платформа для крошечного космического аппарата. Потому и популярны в последнее десятилетие кубсаты — спутники с корпусом в форме куба размером 10 сантиметров по ребру.

PhoneSat 2.5 — кубсат, созданный в исследовательском центре NASA Ames Research Center, Калифорния. Был запущен в марте 2014 года.

Для упрощения разработки и эксплуатации таких спутников установлены стандарты (например, масса не более 1⅓ кг). Один кубический единицу обозначают как 1U — 1 Unit. Спутники можно объединять в звенья из двух, трех и более, формируя модульные конструкции, обозначенные от 2U до 16U.

Кубики-спутники не являются пределом миниатюризации. Недавно появился еще более компактный стандарт – «карманные» аппараты-покеткубы размером 5 сантиметров с массой до 250 граммов. Запуск такого микроспутника стоит несколько тысяч долларов. Используя конструктивные решения кубсатов, покеткубы продолжают снижать стоимость доступа к космосу для широкого круга пользователей.

FossaSat 1, созданный компанией Fossa Systems в формате 1P PocketQube, был запущен для испытания нового экспериментального радиочастотного чипа под названием LoRa и решения образовательных задач. Устройство оснащено разворачиваемыми антеннами и весит 200 граммов. Запуск состоялся 6 декабря 2019 года на ракете-носителе Electron в качестве попутной нагрузки.

Мелкие космические аппараты могут быть достаточно большими, сохраняя при этом статус малых, например, массой в десятки килограммов. Их бортовое оборудование и задачи разнятся: от съемки объектов Земли во множестве диапазонов до образовательных программ университетов, развития систем связи и технологических задач, таких как калибровка наземных систем наблюдения за околоземным пространством, и многое другое.

По полету определяют птицу, или орбита и ее результативность.

Чтобы оценить всю красоту Лейлы, нужно смотреть на неё глазами Меджнуна, как писал Фирдоуси. Для постижения возможностей сверхлегких ракет-носителей совершим небольшую экскурсию в орбитальную баллистику. Затем вернёмся к ракетам, уже с пониманием их способностей с баллистической точки зрения.

Производительность спутника зависит не только от его технического оснащения, но и от траектории полёта в космическом пространстве.

Основные геометрические характеристики орбиты определяют её движение: скорость полёта, время обращения, изменение ориентации орбиты в пространстве, путь на поверхности Земли и другие факторы.

Как определить высоту и угол съемки местности и объектов с ней, чтобы получить желаемый результат?

Кубсаты на околоземной орбите. Изображение: ESA/

Где снимают? Можно запустить небольшой спутник для контроля конкретной территории. Чем меньше спутник и дешевле его запуск, тем доступнее это решение для отдельного района.
Например, акватория моря — для контроля рыбных ресурсов, погоды, льда или судов. Или наблюдать за состоянием полей в области, быстро наносить пожары на карту региона, контролировать горные местности. Важных задач у регионов много!

В таком случае необходим полет спутника таким образом, чтобы после пересечения экватора спутник поднимался (или в южном полушарии – опускался) до нужной географической области. Добирался до широты целевого района, вплоть до его самых северных (или южных) границ. Это определит наклонение плоскости орбиты спутника — оно должно быть не меньше географической широты района. Если наклонение недостаточное, то спутник просто «не дотянет» до этой широты и не пройдет над целью. Наклонение может быть больше широты района съемки — тогда спутник прочертит заданный район наискось, поднимаясь к полярной зоне или спускаясь оттуда.

Orbit of the ISS shifted westward by one orbit lasting one and a half hours.

Спутник должен проходить по траектории, максимально близкой к целевому району, ни западнее, ни восточнее его границы. В противном случае район будет казаться спутнику лишь тонкой линией на горизонте или вообще останется незаметным. Насколько часто спутник будет пролетать рядом с районом и по какой точке? Траектория полета — линия подспутниковых точек на поверхности Земли — в большинстве случаев не фиксирована, пролетая через разные места при каждом витке. Движение Земли приводит к смещению трассы при каждом обороте спутника.

Земля за час вращается на 15 градусов. Низкоорбитальный спутник на высоте 320 км совершает оборот за полтора часа, в это время планета повернется на 22,5 градуса. Спутник прилетит в те же широты западнее прошлой трассы. Для экватора смещение составит 2505 километров, для Краснодара — 1774 километра, а для Москвы — 1413 километров. Выбор рабочей орбиты спутника оптимизирует задачи его прохождения над целевым районом или вблизи него.

Солнечно-синхронная — очень популярная орбита

Второе обстоятельство — вращение Земли растягивает её в направлении экватора, как резиновый мяч. Из-за этого экваториальный радиус больше на 21 км по сравнению с полюсами, где наблюдается сплюснутость. По экватору тянется «экваториальный горб». Если орбитальная плоскость спутника пересекает экватор под углом, то «экваториальный горб» приближается к спутнику с одной стороны раньше, чем с другой, и оказывается ближе с той стороны.

Масса «экваториального горба» своей гравитацией притягивает спутник, отклоняя его от траектории полета и перемещая точку пересечения экватора.
После экватора спутник встречается с другой частью «горба», которая стала ближе. Его тяготение также отклоняет спутник вбок. Так как «горб» везде одинаков, другая часть «горба» корректирует траекторию в противоположную сторону, выравнивая полет до первоначального направления. Однако точка прохождения экватора уже сместилась.

Через полвитка на противоположной стороне Земли точка прохождения экватора сместится таким же количеством километров (так как орбита круговая и проводится на одной высоте). Обе точки прохождения экватора сдвинулись за оборот спутника на равное расстояние в согласованном направлении. Это означает, что орбитальная плоскость немного повернулась в пространстве и развернулась независимо от вращения Земли, изменив своё положение относительно звезд. Такое медленное вращение орбитальной плоскости в пространстве с каждым витком спутника называется прецессией плоскости орбиты, или просто прецессией.

Если бы Земля была идеальным шаром, не было бы прецессии. Но сплюснутость полюсов вызывает прецессию: орбита поворачивается в пространстве со временем. Скорость прецессии зависит от высоты полета и угла пересечения экватора спутником, то есть от наклонения орбиты. Вращение Земли и прецессия орбиты приводят к суммарному смещению трассы полета по поверхности за один виток.

Прецессия — серьезное явление. Например, выбором её скорости можно полностью изменить плоскость орбиты за год. В таком случае облетая Солнце вместе с Землёй за год, орбитальная плоскость совершит один оборот в пространстве. Из-за согласованности весь год орбитальная плоскость останется под одним и тем же углом к Солнцу, например, всегда перпендикулярно ему. Раз прецессия такой орбиты на полный оборот занимает ровно год и совпадает с оборотом Земли вокруг Солнца, эта орбита называется солнечно-синхронной.

Низкоорбитальный спутник, движущийся по такой орбите, постоянно освещен солнцем, так как никогда не попадает в тень Земли. Это обеспечивает непрерывный поток электроэнергии от солнечных батарей и круглосуточную работу спутника без необходимости аккумуляторов, которые занимают место на борту и увеличивают массу спутника.
Под ним на земной поверхности всегда будет граница дня и ночи — линия терминатора. Во всех точках одной половины витка под таким спутником всегда будет местный восход Солнца, на другой половине — везде заход. То есть в любой выбранной подспутниковой точке всегда одно и то же (либо восход, либо заход) местное солнечное время.

При любой другой ориентации плоскости орбиты к Солнцу с такой прецессией эта ориентация останется почти постоянной. Изменение будет небольшим, циклическим и возникнет из-за небольшой вытянутости земной орбиты.
В каждой точке под спутником всегда будет одно и то же местное солнечное время. На широте 30 градусов оно неизменно. На широте 50 градусов – другое, но тоже постоянное. И так во всех точках под спутником.

Солнечное время — это время, которое устанавливается по местоположению солнца для наблюдателя в конкретном месте на земле.

Солнечное время определяется угловым положением солнца над горизонтом. Постоянное солнечное время приводит к неизменной длине тени от любого объекта. Изменение длины тени указывает только на изменение высоты объекта.
Исчезновение тени или появление новой — знак исчезновения или появления нового объекта. Эти изменения общей, неподвижной картины теней в данной местности позволяют легко определять и находить изменения поверхностных объектов в наблюдаемой зоне с орбиты спутника.

Солнечно-синхронные орбиты образуют обширное семейство с высотами от 250–300 (ниже не позволяет атмосфера) до 1000 километров, чаще высоты находятся в диапазоне 500–700 км. От высоты зависит наклонение, обеспечивающее условия солнечно-синхронности для данной высоты. Наклонение всегда немного больше 90 градусов точного прохождения полюса, например, 96 или 98 градусов. Такие орбиты «заваливаются» за полюс к западу (в северном полушарии Земли), поэтому спутники движутся немного против вращения Земли. Правильно выбрать высоту полета и связать ее с нужным наклонением — вопрос выбора конкретной солнечно-синхронной орбиты, баллистически точно обеспечивающей выполнение полетного задания спутника.

Чтобы ракета шла западнее полюса, а не восточнее, нужно полностью компенсировать её восточную скорость — наземную скорость точки старта из-за вращения Земли. После этого необходимо разогнаться немного к западу, против вращения Земли. Это увеличивает расход топлива по сравнению с запусками на обычные наклонения. Поэтому груз, выводимый на солнечно-синхронные орбиты, всегда меньше. Полезная нагрузка ракеты для этих орбит снижается примерно до 150 кг при запуске на высоту 500 км, и до 100 кг для высоты 700 км.

Орбиты, синхронные обороту магнитного поля Земли — магнитосинхронные орбиты?
Позволяют проводить долгие исследования в одной силовой трубке магнитного поля Земли. Для этого нужна соответствующая точная баллистика, обеспечивающая долгое движение аппарата вдоль трубки (линии) магнитного поля без выхода за ее пределы. Магнитное поле нашей планеты внешне простое, а в деталях сложное. Надо запустить спутник с такой точностью, чтобы его полет баллистически обеспечил решение исследовательской задачи.

Можно задать синхронные орбиты, совпадающие по времени одного витка с суточным оборотом Земли. Такие орбиты (суточно-синхронные или просто суточные) не обязательно круговые, их можно сделать эллиптическими с большой высотой апогея. На них спутник за один оборот будет находиться в пределах одного небольшого района на экваторе, а трасса полета нарисует в нем восьмерку или каплеобразную фигуру, никогда не выходя за границы региона. Например, вся трасса спутника может располагаться в пределах Эквадора, а он лишь смещается от одного края эквадорской границы к другой, никогда ее не пересекая. Что может быть интересно Эквадору с точки зрения непрерывного обзора своей территории. И обеспечит такой режим обзора выбранная баллистика конкретной суточной орбиты.

Почему сверхлегкая ракета, а не обычная?

Об орбитах можно говорить часами — их множество велико, с разными категориями и классификациями, намного больше примеров, которые мы рассмотрели. Орбитальная баллистика бесконечно полезна в применении, решая массу задач: гравиметрических, погодных, биоресурсных, пожарных, военных, аварийных, коммуникационных всех видов и диапазонов, исследовательских, технологических. Все эти задачи требуют оптимальной, точно отстроенной под каждую задачу, конкретной орбиты.

Возвращаемся к нашим микрокосмическим аппаратам. Запуск их мощной ракетой нецелесообразен из-за затрат. Поэтому эту «мелочь» отправляют в космос вместе с главной полезной нагрузкой больших ракет. Логично прикрепить к баллистической траектории крупного груза и небольших спутников — мощная ракета вывезет и трёх, и десятерых, если это «десятеро крох». Но Боливар сформирует небесную траекторию большой полезной нагрузки именно в её интересах — ведь ради неё он и уходит в полет. А малыши-попутчики полетит по этой же дороге, разогнанные вместе с основной нагрузкой.

Какова будет соответствие орбиты основного аппарата заданным задачам? Вопрос риторический – если не устраивает, не запускай; жди подходящего по баллистике пуска большого груза для своего маленького аппарата. Такой запуск может ждать несколько лет, а возможно и вовсе не произойдет. Мелкие аппараты вынуждены адаптироваться под планы старших собратьев, меняя свои задачи с возможным снижением эффективности. Иначе придется долго ждать, рискуя вообще не реализовать проект.

В данной ситуации пригодилась бы ракета малой грузоподъемности с недорогим запуском для выведения небольшого груза, одиночного или группового, на орбиту, требуемую конкретно этому грузу. Без длительных ожиданий попутного запуска. Ведь актуальность задачи, ради которой запускают небольшие спутники, может измениться и завершиться. Заказчику часто нужно решить полетную задачу в ближайшие три месяца, а уже в следующем году она ему не будет интересна.

Отдельный и недорогие пуски носителей выгодно повлияют на эксплуатацию малых космических аппаратов, способствуя расширению их применения в разработке, производстве и использовании космического пространства для получения данных.

3 февраля 2018 года состоялся запуск самой малогабаритной сверхлегкой ракеты-носителя SS-520-4 с кубсатом TRICOM-1R.

Сверхмалая ракета-носитель обладает эксплуатационными преимуществами благодаря небольшим размерам и массе. Ее длина составляет 10–20 метров, диаметр — около метра, а стартовая масса варьируется в пределах десяти тонн. Для нее требуется компактное стартовое сооружение, здания сборки и проверки, заправочная и другая инфраструктура. Транспортировка упрощается благодаря меньшей массе и размерам конструкции.

Сверхлегкая ракета имеет один существенный недостаток: при уменьшении размеров конструктивное совершенство уменьшается, а это фактор, работающий в плюс при росте размеров ракеты. Уменьшение двигателей увеличивает процент газодинамических потерь в них. По単純ному сокращению размеров эффективность ракеты снижается, что повышает стоимость запуска килограмма груза на орбиту. Это противоречит идее доступности запусков сверхлегких ракет.

Противление преодолевается новыми конструктивными и технологическими решениями. В них кроется путь к эффективным сверхлегким ракетам-носителям, делающим космос доступным малым спутникам, организациям и частным лицам. По такому пути идут разработчики сверхлегких космических ракет.

Поиск конструкционных козырей

Ракета может быть снаряжена топливными баками из композитных материалов на основе углеродных нитей вместо традиционных металлических. Такие стенки, сформированные намоткой высокопрочных нитей, применялись ранее в твердотопливных двигателях. Компания Rocket Lab внедрила их для хранения керосина и жидкого кислорода в сверхлегкой ракете-носителе Electron, что снизило массу баков по сравнению с металлическими аналогами, улучшив конструкцию ракеты.

Ракета-носитель Electron фирмы Rocket Lab выполнена из сверхлегкого материала, корпус окрашен в черный цвет благодаря применению композитного покрытия на основе углеродных волокон.

В ней используется другая новинка: топливо в небольшие двигатели Rutherford закачивается не турбонасосным агрегатом. При малых размерах он становится слишком сложен и недостаточно эффективен газодинамически. Вместо него топливные компоненты подаются насосами с электрическим приводом, питающимся от литий-полимерных аккумуляторных батарей. Причем используются поочередно, со сбросом в полете разряженных батарей. Применение электронасосных агрегатов упростило двигатель и управление соотношением сжигаемых компонентов, уменьшило его габариты. Электронасосы сейчас используются и в двигателях Delphin ракеты Rocket 3 компании Astra, и в других сверхлегких ракетах, делая передовое решение типовым.

Трёхмерная печать деталей двигателя упростила и ускорила его производство. За сутки печатается один двигатель Rutherford. В настоящее время 3D-печать становится стандартом для производства двигателей сверхлегких ракет-носителей, совсем недавно революционная технология становится обыденной.

Многоразовость становится всё более популярным подходом, прежде всего для первой ступени, которая самая большая и дорогая, где размещается основная часть двигателей. Ракета Electron сейчас эксплуатируется в одноразовом варианте, который постепенно меняется на многоразовый. Уже проводятся приводнения отработанной ступени в океан на управляемом парашюте. В дальнейшем планируют подхватывать ступень в воздухе вертолетом на этапе парашютного снижения и доставлять её на базу, обойдясь даже без посадки ступени.

Существует подход, противоположный созданию многоразовых ракет — сделать её одноразовой так, чтобы после запуска ничего не осталось. Например, компания Astra из Калифорнии создает свою ракету Rocket из алюминия, толщина которого сравнима с жесткой фольгой. Принцип действия основан на полном сгорании отработанных ступеней в атмосфере. Небольшие не сгоревшие фрагменты полностью растворятся в морской воде.

Компания Astra провела испытательный запуск ракеты-носителя Rocket 3.1 с острова Кадьяк, Аляска.

Будут опробованы и необычные конструкции двигателей. Например, компания Firefly Aerospace разрабатывала свою ракету Firefly Alpha с клиновоздушным ракетным двигателем на первой ступени. Двигатель поддерживает оптимальный режим расширения истекающих газов на всем рабочем диапазоне высоты — от старта с поверхности до выключения в верхней стратосфере. Такому двигателю не знакомы режимы стартового перерасширения и высотного недорасширения, так как степень расширения автоматически настраивается под текущее атмосферное давление. И хотя после смены владельца компания отказалась от такой инновационной ступени, заменив двигатель на обычный кислородно-керосиновый ЖРД, разработка подобных нестандартных схем демонстрирует поиск эффективных решений для сверхлегких ракет.

Сверхлегкий носитель можно создать из высотной исследовательской ракеты, дополнив ее высотной ступенью и разработав новую схему полета, процесса и системы управления. Такая технология позволила создать японскую твердотопливную сверхлегкую ракету-носитель SS-520-4. При стартовой массе немного больше двух с половиной тонн ракета вывела 3 февраля 2018 года на орбиту трехкилограммовый кубсат TRICOM-1R. На данный момент она является самой легкой действующей ракетой-носителем.

Возможно применение твердотопливных двигателей, как в китайской ракете «Куайчжоу-1A» компании CASIC. Ракета состоит из трех твердотопливных ступеней и одной жидкостной. Два твердотопливных двигателя взяты от баллистической ракеты средней дальности «Дунфэн-21». Запуск осуществляется с автомобильного шасси, что облегчает транспортировку и обслуживание перед стартом.

Китайская «Цзелун-1» компании China Rocket (подразделение CASIC) — также четырехступенчатый твердотопливный носитель, использующий мобильную установку для старта. Полезная нагрузка размещается между третьей и четвертой ступенью, которая находится в перевернутом состоянии и после отделения от третьей ступени выполняет разворот на 180 градусов перед запуском двигателя.

Легкая твердотопливная крылатая ракета-носитель Pegasus давно используется для воздушного старта с самолета-носителя. Несмотря на то что ракета, созданная по технологиям того времени (хотя и новаторским), уже 30 лет летает в космос, запуск килограмма ее полезной нагрузки остается самым дорогим сегодня. Новая сверхлегкая ракета-носитель LauncherOne компании Virgin Orbit также использует воздушный старт. Эта полностью жидкостная ракета успешно вывела на орбиту в январе 2021 года 10 кубсатов, в июне прошлого года 7 спутников и 13 января этого года тоже 7 спутников. Рассматриваются и пуски ракет со стратосферных аэростатов, но до летных испытаний такие проекты пока не дошли.

Запуск ракеты-носителя LauncherOne компании Virgin Orbit, стадия отделения от самолета-носителя.

Сверхлегкие ракеты получают новые возможности благодаря специализированным космическим ступеням. Такие ступени могут переводить полезную нагрузку на высокие эллиптические орбиты, на гиперболические траектории для межпланетных полетов или разводить несколько спутников на разные орбиты. Rocket Lab разработала космическую ступень Photon для своей ракеты Electron. Она формирует нужный тип орбиты для полезной нагрузки, связь с нагрузкой, прием телеметрии и передачу на Землю и выполняет другие функции. Photon выпускается в двух модификациях: низковысотная для работы с солнечно-синхронной орбитой высотой 550 км и межпланетная, для вывода на гиперболу покидания Земли до 40 кг полезной нагрузки. Как работает разгонный блок? Зачем нужен космический разгонник. Китайский аппарат «Куайчжоу-1А» способен своим ступенчатым ракетным двигателем создать до шести различных орбиты за один запуск.

Это лишь отдельные примеры многих направлений поиска концептуальных, конструктивных и технологических решений для эффективных сверхлегких ракет-носителей с невысокой стоимостью запуска. Возможны и новые баллистические решения. Например, запуск сверхлегкой ракеты со сверхзвуковой скоростью с тяжелого сверхзвукового самолета или гиперзвукового аппарата-носителя. Или использование для выведения на орбиту аэродинамической подъемной силы новыми крылатыми космическими носителями. Возможно снижение гравитационных потерь запусками с высокой перегрузкой; оптимизация распределения величины тяги и времени работы первой и второй ступеней; решения по точности выведения и другой практической баллистике. Запуски малых аппаратов на гиперболические траектории, до которых сверхлегким носителям осталось совсем немного, откроют ворота в большой космос для небольших компаний.

Перспективы сверхлегких носителей

Последние годы наблюдается появление и закрытие множества стартапов по созданию сверхлегких ракет-носителей. Однако создание космической ракеты, даже сверхлегкой, не простое дело. В связи с этим большинство проектов так и не доводят свои изделия до летной эксплуатации. Несмотря на то, что список неудачных ракет и закрытых проектов весьма велик, нет смысла перечислять их названия. Некоторые действующие проекты пока не достигли стадии летных испытаний или не завершили их успешным выведением на орбиту. К таковым относятся российская ракета «Таймыр», южнокорейская Blue Whale 1, британские Prime и Skyrora XL, индийская Vikram I, бразильская VLM, японская ZERO, филиппинская Haribon SLS-1 и многие другие. Точно предсказать успех очередного участника рынка запусков и перспективы его ракеты так же сложно, как точную форму облаков над Плесецком в полдень следующего вторника.

Количество работающих сверхлегких носителей пока невелико. Лидером считается Electron с двадцатью успешными запусками за последние четыре года (и три или четыре запланированы на текущий год). «Куайчжоу-1A» приближается к полутора десяткам успешных запусков. Другие представлены единичными пусками с выведением груза в орбитальное движение, но готовятся новые запуски.

Оценку объемов мирового рынка запусков сверхлегких носителей проведем не традиционно. Его значение постоянно меняется, а взаимосвязь развития выглядит так: спрос на запуски порождает разработку ракет, появление ракет создает предложение, формируя рынок запусков. Реальный объем рынка будет расти в зависимости от того, насколько успешно ракетчики смогут сделать конструкции и процессы запуска эффективными.

Повышение объема летной эксплуатации новых сверхлегких носителей послужит стимулом для увеличения числа разработчиков, вдохновляемых успехами лидеров. По сравнению с финансированием средних и тяжелых ракет, стартапам в сфере сверхлегкой космонавтики будет проще привлечь относительно небольшие инвестиции в большем объеме. В связи с этим предсказывается широкая гонка разработок сверхлегких ракет в ближайшие десять лет. Такое развитие схоже с ростом малой авиации, которая стала массовой и создала огромный рынок легких перевозок.

Создание работоспособных сверхлегких носителей для некоторых игроков может стать первым шагом к созданию средних ракет. Например, Rocket Lab уже разрабатывает среднюю ракету Neutron грузоподъемностью 8 тонн на низкую околоземную орбиту. Другие компании, владеющие действующими сверхлегкими носителями, пока не объявили о разработке средних ракет. им необходимо накопить опыт запусков в космос — бесценный актив, который упростит переход к более мощной технике.

Можно утверждать: разработки сверхлегких ракет-носителей развиваются стремительно, и со временем всё больше таких ракет будет использоваться. Рынок запусков малых полезных нагрузок это не насытит — скорее наоборот, расширится. Перспективы сверхлегких ракет-носителей многообещающие. Через несколько лет станет ясно, как эти перспективы реализуются.