Your browser is out of date. It has known security flaws and may not display all features of this websites. Learn how to update your browser[Закрыть]

Наука и рынок


Дотянуться до орбиты нелегко и дорого


Автор: Марк-Андре Мизере (Marc-André Miserez).


 (Reuters)
(Reuters)

Швейцария может войти в эксклюзивный клуб стран, обладающих технологиями вывода спутников на орбиту. Помочь ей в этом должен амбициозный проект «S3». Конфедерации стоит постараться – ведь торговый оборот на стремительно развивающемся рынке космических технологий, конкуренция на котором растет гигантскими темпами, перешагнет в 2020 году отметку в 50 миллиардов долларов.

Сегодня относительно недавние времена технологической гонки в космосе в условиях холодной войны и биполярного мира вспоминаются с легкой ностальгией! Как же просто все было: космические корабли могли быть только советскими или американскими! У «коммунистов» была своя программа освоения космоса, у «свободного мира» – своя, но объединял их тот факт, что по обеим сторонам железного занавеса космос находился под исключительным контролем военных.

Полвека спустя международная космическая станция «ISS» является плодом совместных усилий бывших противников в холодной войне, а сами они порой доверяют запуск своих собственных космических спутников индусам или китайцам.

Экипажи «ISS» отправляются в космос на российских аппаратах, частные компании продают свои услуги по запуску спутников тому, кто больше заплатит, а июле 2000 года миру даже довелось увидеть, как с космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон» с гигантским логотипом американской компании «Pizza Hut» на борту.

Запуск ракеты – удовольствие очень дорогое и стоит от 50 до 200 млн. долларов в зависимости от размеров и мощности ракеты. Поэтому-то российско-американская компания «International Launch Services», с 1995 года владеющая этой тяжелой ракетой-носителем, изначально созданной для доставки человека на Луну, не смогла отказаться от одного миллиона долларов, предложенного ей этим знаменитым производителем фастфуда.

Звездные войны...

Законы рынка, тем не менее, в космосе действуют пока не в полном объеме. «Самое важное космическое агентство в мире – это даже не НАСА, а Пентагон», - напоминает Даниэль Нойеншвандер (Daniel Neuenschwander), руководитель отдела космических технологий в «Швейцарском федеральном Ведомстве образования и исследований» («Staatssekretariat für Bildung und Forschung» - «SBF»).

Поэтому-то американцы пока еще могут себе позволить использовать две своих самых мощных ракеты-носителя - «Atlas» и «Delta» - для так называемых «институциональных» миссий, то есть для проектов, реализуемых не только в пользу военной отрасли. Например, ракета «Atlas V» используется для отправки научных зондов «НАСА» на Марс и в отдаленные регионы Солнечной системы.

В новом веке состоялось уже 48 запусков ракет класса «Atlas» и «Delta», причем 30 из них несли на борту телекоммуникационные спутники, аппараты для мониторинга погоды или, - а как же без этого! - спутники, зафрахтованные армией или разведывательными и прочими спецслужбами США.

Тесные контакты между военными и ракетчиками – дело не новое. Вспомним, что вся современная ракетная технология, используемая США и Россией, произошла от ракетного проекта «Фау» («V» от немецкого «Vergeltung» - «Возмездие»), разработанного военными в Германии в годы Второй мировой войны.

Еще теснее эта связь выглядит в современном Китае, где космическая программа полностью курируется министерством обороны. «В 2012 году именно китайцы произвели самое большое число институциональных запусков спутников», - подчеркивает Даниэль Нойеншвандер.

«Ariane 5»

Европейская ракета-носитель семейства «Ариан», предназначена для выведения полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО).

Стартовый вес - 777 тонн, причем 90% этого веса составляет топливо. Было произведено 43 запуска этой ракеты, из них 39 успешных

Через 60 секунд после старта ракета достигает высоты в 7 500 метров, набирая скорость в 720 км/ч.

Сброс двух твердотопливных ускорителей «ARP» (фр. «Les Étages d’Accélérations à Poudre»), присоединяющихся по бокам и обеспечивающих основную тягу при старте ракеты-носителя, происходит на высоте 66 км.

К этому моменту ракета достигает скорости в 7 500 км/ч. Ускорители падают в океан и уничтожаются, хотя предусмотрена и возможность их спуска на парашюте и повторного использования.  

Через девять с половиной минут после старта ракета находится на высоте 147 км, а ее скорость составляет 28 022 км/ч. К этому моменту она полностью преодолевает земное притяжение, отстреливая первую отработанную криогенную тяговую ступень «EPC» (фр. «Étage Principal Cryotechnique»).

При достижении скорости в 33 тыс. км/час происходит сброс второй ступени. Все свое топливо ракета сжигает через полчаса полета. В зависимости от орбиты, ракета способна доставить в околоземное космическое пространство от 2 до 20 тонн полезной нагрузки.

Что касается России, которой пришлось после распада СССР поделить свое космическое наследство с Украиной, то она в последние годы была вынуждена серьезно потесниться на орбите. Владимир Путин, правда, намерен вернуть прежние позиции России в космосе, а в середине апреля российский президент даже заявил о желании создать министерство космоса.

По имеющимся данным до конца 2020 года он хочет закачать в российскую космическую отрасль примерно 40 миллиардов евро. Понятно, что пользу из этого инвестиционного проекта извлекут не только гражданские, но и военные.

Несмотря на умножающиеся примеры международного сотрудничества в космосе, которые, как уверен Даниэль Нойеншвандер, станут в будущем еще более интенсивными и многочисленными, если только человек реально намерен полететь на Марс, каждый из членов эксклюзивного космического клуба тщательно следит за своим собственным имиджем.

«Космос – это всегда был и остается вопрос престижа», - резюмирует Антон Иванов, научный сотрудник «Швейцарского космического центра» («Swiss Space Center»), один из создателей швейцарского космического телескопа «CHEOPS». 

...и война тарифов

Престиж, без сомнения, важен, но не стоит забывать и о бизнесе. Коммерческое использование космоса началось в 1965 году с появлением спутника «Intelsat I», первого частного телекоммуникационного спутника.

В 1979 году была запущена первая европейская ракета «Ariane», а последовавшее за этим десятилетие было ознаменовано созданием глобального рынка частных и государственных космических услуг. Сегодня тот, кому нужно вывести спутник на орбиту, может выбрать себе не только американскую, российскую или европейскую ракету-носитель, но и индийскую, и даже японскую, украинскую, южно-корейскую и китайскую ракету.

Под каким флагом полетит та или иная ракета – особой роли не играет. Важнее всего – это такие факторы, «как способность летательного аппарата отвечать потребностям миссии, его надежность и стоимость запуска», - отмечает Даниэль Нойшвандер.

Другими словами, теперь, для того, чтобы доставить спутник весом в одну тонну на низкую орбиту, не нужно использовать гигантскую ракету «Ariane V». Альтернативы ей уже сейчас существуют, вот только степень надежности, а потому и размеры рисков, у них очень неодинаковы.

Три орбиты

Орби́та (от лат. orbita — колея, дорога, путь) – траектория небесного тела в гравитационном поле другого тела, обладающего значительно большей массой (траектория движения Луны вокруг Земли или Земли вокруг Солнца).

Чтобы заставить спутник преодолеть силу земной гравитации, его нужно разогнать до скорости минимум в 20 тыс. км в час. Сегодня вывод спутников на орбиту производится многоступенчатыми ракетами. В зависимости от мощности, они могут доставлять спутники на следующие орбиты:

«Низкая опорная орбита» (НОО, «низкая околоземная орбита») – это орбита космического аппарата непосредственно около Земли.

Орбиту правомерно называть «опорной», если предполагается её изменение — увеличение высоты или изменение наклонения. Если же маневры не предусмотрены или космический аппарат вообще не имеет собственной двигательной установки, предпочтительно использование названия «низкая околоземная орбита».

При определении высоты НОО важно указывать, от какой модели Земли она отсчитывается. Российские и американские баллистики пользуются разными подходами. В российской традиции для этой орбиты, как правило, характерны минимальная высота над уровнем моря (в перигее) в 193 км, а максимальная (в апогее) – в 220 км.

На этой орбите находится большинство спутников, вращающихся вокруг земли, а также Международная космическая станция «ISS».

«Средняя орбита» с расстоянием от земли от 2 до 35 тыс. км. На этой орбите  находятся, в частности, спутники систем глобального позиционирования («GPS», «Glonass», а скоро – и европейская спутниковая группировка системы «Galileo»).

«Геостационарная орбита» - круговая орбита, расположенная над экватором Земли на высоте в 35 786 км. над уровнем моря.

Находясь на этой орбите искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг собственной оси. Поэтому при взгляде с Земли кажется, что спутник «висит» в небе неподвижно.

Геостационарная орбита используется для размещения коммуникационных, телетрансляционных и т.д. искусственных спутников.

Компания «Arianespace» (французская фирма, которая является первой компанией в мире, начавшей осуществлять коммерческие космические проекты) клянется, что она в состоянии обеспечить наивысшую степень надежности и безопасности. В 2012 году она осуществила 10 запусков, контролируя 55% мирового рынка соответствующих услуг. А в 2013 году она выиграла уже 60% новых заказов в этой отрасли.

Однако конкуренция не спит. В 2002 году Элон Маск (Elon Musk), обосновавшийся в Калифорнии предприниматель из ЮАР, один из создателей крупнейшей в мире дебетовой электронной платёжной системы «PayPal», учредил компанию «SpaceX» («Space Exploration Technologies Corporation») с целью снизить цену каждой доставленной на орбиту тонны груза минимум на 20%.

В июне 2010 года, после трёх неудач, «SpaceX» сумела-таки осуществить успешный запуск ракеты среднего класса «Falcon 9». Второй полёт этой ракеты состоялся в декабре 2010 года с космическим модулем «Dragon» на борту, специально разработанным для обеспечения грузами международной космической станции «ISS». Это означает, что расслабляться в космической гонке нельзя ни в коем случае.

Швейцарская ниша

Но вернемся к проекту «S3». Каковы шансы Швейцарии в гонке за технологическое первенство в космосе?

Не стремясь пока соперничать с гигантами космической отрасли, швейцарский проект ограничивается развитием технологии вывода легких грузов на низкую околоземную орбиту (НОО). Насколько перспективен этот рынок, или это только своего рода «ниша»?

«Действительно, большинство спутников – это довольно массивные аппараты», - признает Антон Иванов. «Но с достижениями в области миниатюризации и с развитием спутниковых систем дистанционного мониторинга грузы в диапазоне от 200 до 300 кг будут приобретать все большее значение. К примеру, космический телескоп «CHEOPS» весит всего лишь 250 кг».

«Если «S3» удастся стать конкурентоспособным, то это откроет великое множество возможностей, а все потому, что тогда практически каждая страна сможет иметь свой собственный космодром.

Достаточно будет слегка переоборудовать обычный аэропорт и не надо будет создавать гигантской инфраструктуры, такой, как на мысе Канаверал, на космодроме Куру во Французской Гвиане или на Байконуре. Все это вполне реально. И, возможно, именно тут и находятся шансы Швейцарии на успех», - подводит итог российский ученый.


Перевод с французского и адаптация: Людмила Клот и Игорь Петров., swissinfo.ch



Гиперссылки

×