Завершення Холодної війни ознаменувало низку великих змін у космічній промисловості. США та Росія об’єднали свої зусилля з метою створення спільного орбітального форпосту. Китай, Японія та Європа помітно зміцнили свої позиції як нових космічних гравців. Крім того, на ринку почали з’являтися перші приватні компанії, які поставили амбітну мету — створення власних ракет-носіїв…
Народження приватного космічного сектора
Взагалі-то приватні компанії були присутні на космічному ринку майже з перших років. Наприклад, такі гіганти, як Lockheed-Martin і Boeing, регулярно отримували великі замовлення на виготовлення різної ракетної техніки, а над тією ж програмою Apollo працювали сотні різних фірм з усієї Америки. Але треба розуміти, що це все ж таки була робота за урядовими контрактами у ролі підрядника.
Знадобилося кілька десятиліть, перш ніж приватні компанії спробували заявити про себе як про самостійну силу. Одним із першопрохідників стала Orbital Sciences Corporation, яка 1990 року представила твердопаливну ракету Pegasus. Вона була не лише першим орбітальним носієм, розробленим на приватні кошти (варто згадати, що NASA все ж таки надавало їй певну підтримку), а й першим, та донедавна єдиним успішним носієм, що запускався за схемою повітряного старту. Щоправда, через невелику вантажопідйомність у 443 кг ракета так і не зуміла скласти повноцінну конкуренцію традиційним носіям.
У наступні роки ще кілька підприємств вирішили кинути виклик наявному порядку речей. Так, 1995 року компанія Space Services Inc. здійснила спробу орбітального пуску ракети Conestoga 1620, створеної на базі другого ступеня ракети Minuteman. На жаль, політ завершився вибухом носія. Не знайшовши фінансування на продовження своєї діяльності, компанія незабаром збанкрутувала.
Інша, куди амбітніша спроба була зроблена банкіром Ендрю Білом, який поставив за мету створити доступний важкий носій, здатний значно зменшити вартість виведення корисного навантаження в космос. Так 1997 року на світ з’явилася Beal Aerospace. Уже через кілька років у компанії працювало 200 чоловік, і їй вдалося досягти досить непоганого прогресу в розробці ракетних двигунів. Однак до спроби запуску справа так і не дійшла — далися взнаки як не надто великий попит на створювану компанією ракету, так і рішення NASA виділити фінансування конкуруючим проєктам Lockheed та Boeing. Зрештою вже 2000 року Beal Aerospace оголосила про припинення діяльності.
Перелом відбувся в середині нульових і був пов’язаний із наслідками загибелі шатла Columbia. Після катастрофи американська влада вирішила припинити експлуатацію кораблів багаторазового використання, що підняло питання щодо подальшого постачання МКС. 2006 року NASA ініціювало програму COTS (Commercial Orbital Transportation Services), спрямовану на підтримку приватних компаній, які займалися розробкою власних засобів доставки вантажів на орбіту. Одним із переможців першого етапу програми стала мало кому тоді відома SpaceX, яка працювала над створенням носія Falcon 1.
Контракт з NASA великою мірою врятував компанію Ілона Маска, давши їй перепочинок. На той момент мало хто з інвесторів вірив у SpaceX, тож вона відчайдушно шукала фінансування. Ситуацію додатково посилювало те, що перші три спроби запуску Falcon 1 завершилися аваріями. Фактично четвертий пуск був вирішальним: якби Falcon знову не дісталася орбіти, у SpaceX просто не залишилося б грошей на нову спробу. Але цього разу на Маска чекав успіх. У вересні 2008 року Falcon 1 стала першою приватною рідинною ракетою, що успішно вивела вантаж на навколоземну орбіту. А вже у грудні того ж року SpaceX отримала від NASA новий контракт на 12 місій із постачання МКС.
Після цього SpaceX зосередила всі свої зусилля на створенні потужнішої ракети Falcon 9, головною особливістю якої мав стати багаторазовий перший ступінь. Незважаючи на відвертий скептицизм з боку більшості експертів та низку невдач на початкових етапах розробки, згодом компанія зуміла знайти правильний шлях. 2015 року SpaceX вдалося вперше посадити перший ступінь Falcon 9. Зараз подібні операції стали рутинними, а багато держав та компаній працюють над створенням власних носіїв із першим ступенем, що повертається.
Не варто довго перераховувати подальші досягнення компанії Ілона Маска — цифри скажуть самі за себе. 2015 року SpaceX здійснила сім космічних запусків, тоді як її основні американські конкуренти з альянсу ULA (спільне підприємство Boeing та Lockheed Martin) — 12. У 2017 році SpaceX здійснила 18 запусків, а ULA — лише сім. 2020 року ці цифри склали 25 проти шести запусків відповідно (і це попри наслідки пандемії). Всього за пару років компанія Ілона Маска знищила монополію ULA, що здавалася практично непорушною на американському пусковому ринку.
Причинам феноменального успіху SpaceX присвячені цілі книги та наукові дисертації. Але у вкрай спрощеному вигляді їх можна звести до кількох основних факторів. Одним із них став гнучкий підхід до створення ракет і відсутність остраху публічно демонструвати свої невдачі. Сучасні аерокосмічні гіганти звикли розробляти нову техніку, використовуючи комп’ютерне моделювання, і лише потім створювали прототипи. На це витрачалося багато часу — однак за відсутності конкурентів вони могли дозволити собі нікуди не поспішати.
У SpaceX обрали ітеративний підхід, у межах якого інженерні рішення, що використовуються під час конструювання ракет, безпосередньо перевіряються шляхом проведення фізичного випробування прототипу. Так, це означає, що інженерам компанії доводиться стикатися з великою кількістю відмов та аварій. Проте одночасно це дає змогу видобути максимум цінної інформації за невеликий проміжок часу і оперативно вносити необхідні зміни в конструкцію, після чого знову випробовувати її на практиці.
Саме завдяки цьому SpaceX зуміла за відносно короткий термін довести до розуму технологію повернення першого ступеня Falcon 9. Ще більш наочно перевага цього підходу проявилася при розробці Crew Dragon. Так, один із кораблів просто вибухнув під час наземних тестів. Але компанія швидко внесла необхідні технічні корективи, і на сьогодні Crew Dragon здійснив уже чотири успішні пілотовані польоти, тоді як корабель конкурентів з Boeing (на який, до речі, було витрачено куди більше грошей) досі так і не відправив на орбіту жодного астронавта.
Іншою важливою причиною домінування SpaceX стала початкова ставка на багаторазовість та максимальне здешевлення виробництва. І це не лише перші ступені. SpaceX також повторно використовує головні обтічники Falcon 9 та капсули кораблів Dragon. Завдяки цьому компанія може запропонувати набагато менші пускові ціни, ніж її основні конкуренти, водночас все одно отримуючи солідний прибуток.
І, нарешті, важливу роль відіграла готовність Ілона Маска йти до кінця та використовувати всі доступні легальні засоби для досягнення мети. Свого часу Beal Aerospace просто здалася без бою, а Маск не побоявся звернутися зі скаргою на початкове рішення NASA віддати життєво важливий контракт за програмою COTS іншій компанії без проведення конкурсу. У результаті йому вдалося домогтися перегляду позиції організації, що фактично врятувало SpaceX.
Ринок малих ракет
Успіх SpaceX став важливим фактором, що сприяв становленню іншого сегмента аерокосмічного ринку. Мова про ринок малих носіїв — ракет, розрахованих на виведення невеликих (масою менше 2000 кг) вантажів на навколоземні орбіти.
Нещодавно малі носії не мали особливих комерційних перспектив. Але цифрова революція та поява стандартизованої супутникової платформи кубсат докорінно змінили правила гри. Виявилося, що можна побудувати невеликий та відносно недорогий космічний апарат вагою в десятки кілограмів, який зуміє виконувати ті самі функції, що й великий супутник вартістю мільйони доларів. Це призвело до того, що багато компаній розпочали розробку проєктів супутникових сузір’їв, призначених для здійснення спеціалізованих завдань — від радарної зйомки земної поверхні до відстеження транспортних потоків.
Але як виводити малі супутники на орбіту? Звичайно, можна використовувати носії на кшталт Ariane 5, Atlas V або той же Falcon 9. Однак у цьому випадку пускова ціна зведе нанівець усю економію, що отримується за рахунок використання дешевих кубсатів. Запуск у вигляді попутного вантажу теж не завжди є панацеєю. Не всі замовники погоджуються на наявність “попутників”. І навіть коли вдається знайти доступний носій, період очікування запуску може затягнутися на довгі роки. За цей час у клієнта може просто відпасти необхідність відправляти вантаж на орбіту. Ще один істотний мінус подібної схеми полягає в тому, що за такого запуску вибір орбіти може бути обмежений орбітою основного вантажу.
Усе це сформувало потребу у дешевому малому носії, здатному оперативно виводити невеликі супутники на орбіту. А приклад SpaceX наочно показав, що приватна компанія цілком здатна побудувати з нуля конкурентоспроможну ракету і потім на рівних боротися з аерокосмічними гігантами, відібравши у них частину ринку. Поєднання цих факторів спровокувало справжній бум: на початку 2010-х у всьому світі почали з’являтися численні аерокосмічні стартапи, які зайнялися створенням власних малих носіїв.
На даний момент найбільших успіхів на цій ниві досягла новозеландська компанія Rocket Lab. Її ракета Electron вже здійснила низку запусків із вантажами як від приватних замовників, так і за контрактами NASA. Втім, поки що у компанії не все виходить гладко — з 21 пуску Electron три завершилися втратою ракети. Це досить великий відсоток невдач за сучасними стандартами.
Що стосується головних конкурентів Rocket Lab, то на рахунку створеної Virgin Orbit ракети LauncherOne зараз дві успішні місії та одна невдача. Astra Space здійснила чотири спроби орбітального запуску. Одна ракета згоріла на стартовому майданчику, дві злетіли, проте так і не змогли вивести вантаж на орбіту, і тільки четверта ракета вийшла на орбіту.
Окремо у цьому списку стоїть американська компанія Firefly Aerospace. Тоді як усі перелічені вище компанії створили носії, розраховані на виведення кількох сотень кілограмів вантажу на низьку орбіту, вона зробила ставку на велику вантажопідйомність. Розроблена інженерами Firefly ракета Alpha здатна вивести до 1000 кг на НГО.
На цей момент Firefly здійснила один пуск Alpha. Через збій у роботі одного з двигунів, інженерам довелося достроково перервати політ. Але не слід забувати, що жодному із малих носіїв поки що не вдалося досягти орбіти з першої спроби. При цьому вже під час першого запуску Alpha зуміла пройти низку важливих стадій та продемонструвати надійність основних систем і компонентів носія. Все це дає непогані шанси на те, що наступний пуск виявиться вдалим.
Нові космічні перегони?
Незважаючи на стрімкий зліт приватного сектора, не варто забувати, що держави продовжують і ще довго продовжуватимуть відігравати значну роль у космосі. Більше того, на думку деяких експертів, вже зараз ми стаємо свідками початку нових великих космічних перегонів — цього разу за участі США та Китаю.
На відміну від космічних перегонів XX століття, що мали явно виражений ідеологічний характер, нове протистояння поки що швидше носить утилітарно-мілітаристський характер. За останні роки Китай зробив чимало заходів щодо нарощування своєї військової присутності в космосі. Піднебесна успішно завершила розгортання власної навігаційної системи та активно виводить на орбіту численні розвідувальні супутники, а також апарати системи попередження про ракетний напад. 2018 року Китай встановив важливе символічне досягнення, вперше здійснивши більше космічних запусків, аніж США.
Також у КНР ведеться дуже активна робота щодо створення засобів, що дозволяють знищувати ворожі супутники. Ще 2007 року Китай провів успішне випробування протисупутникової ракети, наочно продемонструвавши свій військовий потенціал.
Американці ж щосили намагаються утримати свої лідерські позиції у космосі. Наразі Пентагон активно використовує чинник “китайської загрози” з метою лобіювання різних дорогих проєктів щодо оновлення угруповань космічних апаратів та розробки систем протисупутникової зброї. Іншим заходом протидії стало створення 2019 року Космічних сил США — нового роду збройних сил, призначених для здійснення та координації військових операцій у космічному просторі.
Варто зазначити, що американсько-китайське протистояння поступово залучає до своєї орбіти й інші держави. Серед них Росія, яка останніми роками вклала значні кошти у створення систем космічних озброєнь та шпигунства, та Індія, що 2019 року провела випробування протисупутникової ракети. Велика Британія та Франція також намагаються не відставати від лідерів та вкладають гроші у військовий космос.
Не виключено, що новою ареною космічного протистояння може стати Місяць. США та Китай мають плани з освоєння супутника нашої планети та створення на ньому постійних баз. Звичайно, не йдеться про розгортання на її території озброєнь: наразі Місяць не становить якоїсь військової цінності. Але конкуренція, що породжується освоєнням супутника, явно може підкинути додаткових дров до багаття космічних перегонів. У середньостроковій перспективі ця боротьба наддержав здатна значно прискорити розвиток космічних технологій та підвищити темпи дослідження космосу.
