Трансформація космічних перегонів у XXI столітті: хто, де й навіщо будує нові космодроми

Розміри космічної економіки можуть досягти $1,8 трлн до 2035 року, і не стільки через прискорені темпи розвитку космічних технологій, скільки завдяки масовому будівництву космодромів. Сьогодні понад 70 країн на чотирьох континентах розвивають свої космічні програми, а ініціаторами місій виступають як уряди, так і приватні компанії. Наявність космодромів “на відстані витягнутої руки” дає змогу здобути незалежність від зарубіжних (переважно американських) технологій і підрядників, а також безпечно експлуатувати ракети й супутники в цивільних і військових цілях. Крім того, держави зацікавлені в економічній вигоді від будівництва космодромів на своїй території, і це вже не видається чимось фантастичним. Потенційні космічні туристи записуються в листи очікування, сподіваючись отримати унікальний досвід, за межі орбіти Землі доставляють обладнання для спостережень і наукових досліджень, а до появи бізнесу на прибиранні космічного сміття залишилося всього нічого. Розповідаємо, як це пов’язано з космодромами, де просто зараз будується нова інфраструктура для запусків, і навіщо космодроми об’єднуються в коаліції.

Що таке космодроми і як їх використовують

Космодром, він же космопорт, є аеропортом, що еволюціонував, але призначений для космічного транспорту. Він, як і раніше, слугує стартовим майданчиком для запуску ракети, і на ньому ж фіналізують збирання, тестують, заправляють космічні апарати і виконують багато інших робіт. Космодром може містити один або декілька стартових комплексів для різних типів ракет, злітно-посадкові смуги для літаків, сховища і переробні потужності для палива. Крім того, за кілька десятиліть стали можливими горизонтальні та вертикальні запуски, а також відправка в космос багаторазових транспортних засобів — і все це трансформувало вимоги та підходи до будівництва космодромів.

За своєю суттю космодром залишається портом, а отже, особливості його експлуатації напряму залежать від розташування. З космодромів, зведених ближче до екватора, простіше запускати апарати на орбіти, що проходять над екватором. А ті, що розташовані далі, краще підходять для супутників, які мають літати над полюсами або під великими кутами до екватора, — їх часто використовують для метеорологічних спостережень і вивчення Землі. Вибираючи місце розташування майбутнього космодрому, слід уникати густонаселених районів — так, щоб у разі аварії постраждало якомога менше людей. Бажано, і щоб відпрацьовані ступені ракет падали в безлюдні райони або в океан.

Як виник попит на будівництво космодромів

Першим космодромом, з якого здійснювалися орбітальні пілотовані запуски, був Байконур у Казахстані — його побудували 1955 року як військовий ракетний полігон, а вперше орбітальний політ звідти відбувся 1957-го. У відповідь США побудували космодром на мисі Канаверал, а запуски місій Apollo були виконані з території Космічного центру імені Джона Ф. Кеннеді (KSC). Наразі у США працюють 14 ліцензованих Федеральним управлінням цивільної авіації (FAA) космодромів, і кілька приватних, які не потребують спеціального дозволу на експлуатацію. Однак тренд на будівництво космодромів вийшов далеко за межі США, і на це є свої причини.

Останні кілька років швидкими темпами розвивається комерційний сектор космічних запусків, коли приватні компанії інвестують у технології через прагнення зробити польоти в космос доступнішими. Ми стали свідками демократизації доступу в космос, коли його отримали нові гравці, які мають віддалений стосунок не тільки до NASA та його аналогів в інших країнах, а й до урядових організацій. Приватні комерційні компанії тепер збираються пропонувати не лише послуги космічного туризму та доставки вантажів, а й інші — супутникового зв’язку, моніторингу кліматичних змін, знімання для сільського господарства та геології. У найближчому майбутньому може розпочатися видобуток корисних копалин на астероїдах. Поява нових ринків забезпечує приплив приватних інвестицій у космічну галузь і стимулює подальше розроблення нових ракет-носіїв, космічних апаратів і, відповідно, зведення інфраструктури для їхніх запусків.

Будівництво власних космодромів — це ще й спроба відсторонитися від монополістів у сфері космічних запусків. Американська інфраструктура вже не ладна впоратися зі зростаючим попитом на запуски, до того ж деякі стартові майданчики украй застаріли, потребують модернізації і водночас не можуть конкурувати за вартістю з новішими. На тлі цього особливо помітно, як інші держави прагнуть “космічної автономності”: розробляють ракети-носії та будують наземну інфраструктуру для запусків, щоб не залежати від іноземних постачальників. Розвиток власної космічної промисловості підвищує престиж країни на міжнародній арені, а всередині стимулює суміжні галузі і створює нові робочі місця.

Космічні технології безпосередньо пов’язані з питаннями національної безпеки — супутники використовують для розвідки, надійного зв’язку та навігації, а також раннього попередження про запуски балістичних ракет. Це допомагає реалізувати тактику стримування в разі потенційної загрози, і забезпечити інформаційну безпеку, якщо інші способи зв’язку будуть недоступні або скомпрометовані. 

Для зниження залежності від США Європейське космічне агентство (ESA) розвиває співробітництво з низкою компаній і стартапів з ЄС, які розробляють і виготовляють космічні капсули, багаторазові ракети-носії, наносупутники і надають послуги супутникового зв’язку.

Географія найбільших, нових і споруджуваних космодромів на кінець 2024 року

У грудні 2019 року було створено Космічні сили США (USSF), яким належало забезпечити державі свободу дій за межами Землі, зокрема вільне проведення космічних операцій, а також захищати в космосі її інтереси. Саме в USSF ввели в ужиток термін “космодром майбутнього” і стимулюють розвиток інфраструктури космодромів, щоб задовольнити потреби цивільного уряду, національної безпеки і попит з боку приватних компаній. Схожі процеси відбуваються і в кількох інших країнах.

США

Наразі у США функціонують два федеральних космодроми — на мисі Канаверал (Флорида) і на території бази Космічних сил Ванденберг (Каліфорнія). Перший розташований поруч із Космічним центром Кеннеді і залишається єдиним, який експлуатується для орбітальних запусків пілотованих космічних кораблів. База Ванденберг відома тим, що це з неї було запущено перший у світі полярно-орбітальний супутник Discoverer 1. Сьогодні це єдина військова база в США, що запускає на орбіту безпілотні супутники, зокрема Mission to Mars 2018 року і IceSat 2. А в розташоване поруч невелике містечко Ломпок регулярно приїздять туристи, щоб спостерігати за запусками ракет на Західному узбережжі.

Серед інших космодромів, що функціонують на території США, варто виділити Середньоатлантичний регіональний космопорт (Вірджинія), Тихоокеанський космодромний комплекс (Північна Кароліна), Космопорт Америка (Нью-Мексико) і Повітряний та космічний порт Мохаве (Каліфорнія). Усі вони відіграють важливу роль у забезпеченні незалежного доступу США в космос, підтримуючи як державні, так і комерційні космічні програми.

На південь від Центру польотів Воллопс, що належить NASA, на острові Делмарва (Вірджинія) розташований Середньоатлантичний регіональний космопорт (MARS) із трьома діючими стартовими майданчиками. Цей комерційний космодром отримав ліцензію FAA для запусків на орбіту і визнаний ідеальним місцем для подорожей на Міжнародну космічну станцію. У 2023 році з нещодавно побудованого стартового майданчика LC-2 на MARS відбувся перший успішний запуск, а за кілька місяців розпочалося будівництво ще одного стартового майданчика під назвою LP-0D. За останній рік із LC-2 було здійснено кілька орбітальних запусків двоступеневих багаторазових ракет Electron, а новий майданчик призначений для запусків ракет Neutron компанії Rocket Lab. 

Більшість запусків, ініціатором яких виступав уряд США, здійснено з Тихоокеанського космодрому Аляска. Цей космодром для орбітальних і суборбітальних запусків обслуговує й невеликих виробників ракет — таких як ABL Space Systems і Astra. 

Над створенням незалежних космодромів у США працюють дві великі приватні компанії. У штаті Техас поруч із містом Бока-Чіка проходять фінальні випробування (останнє на момент написання статті — у червні 2024-го) на “зоряній базі” Starbase. Космодром, яким користуватиметься для своїх завдань компанія SpaceX, міститиме два орбітальні стартові та один виробничий майданчик для складання прототипів і готових транспортних засобів. А в західній частині Техасу ще один приватний космодром Corn Ranch, він же Launch Site One (LSO), будує компанія Blue Origin. Цей космопорт уже отримав ліцензію FFA і тепер може запускати ракети New Shepard. До речі, саме з Corn Ranch компанія Blue Origin уперше відправила в космос людину — тоді у складі екіпажу був її власник Джефф Безос. 

Кількість діючих космопортів і супутньої інфраструктури США невпинно збільшується, але значна частка всіх запусків припадає лише на кілька об’єктів. За даними Deloitte, за останні кілька років понад 93% усіх орбітальних польотів стартували з федеральних космодромів, зокрема 70% — з космодрому на мисі Канаверал, 17% — з Ванденберга і 5% — із Середньоатлантичного регіонального космопорту. У Deloitte прогнозують, що 2029 року обсяг ринку самих лише космічних запусків становитиме $30 млрд. Для уряду США це, зокрема, кошти, спрямовані на захист державних інтересів — будівництво та експлуатація інфраструктури для запусків ракет і супутників важливі для національної безпеки, організації цивільних і комерційних запусків, а також проведення випробувань. Щоб забезпечити собі гарантований доступ до космосу, США необхідні сучасні пускові комплекси, які можуть стимулювати приватний і державний попит на запуски.

Схожі інтереси характерні і для інших великих держав. Але перед ними стоїть ще одна важлива мета: розвиваючи власні космічні програми, стати повністю автономними та якомога менше залежати від США, їхніх технологій, обладнання й, звісно, інфраструктури.

Велика Британія

Одна з держав, де появі космодромів сприяє вигідне географічне положення. Воно дає змогу використовувати безпечніші траєкторії у відкритому морі та отримувати доступ до низки цінних полярних і сонячно-синхронних орбіт. Будівництво космодромів тут підтримує уряд і кілька комерційних організацій. Космічне агентство Великої Британії (UKSA) прагне стати європейським лідером із запуску малих супутників і протягом останніх п’яти років інвестувало в космодроми £3,5 млн. Ця сума здається порівняно невеликою для таких амбітних планів, однак тут ідеться лише про прямі вкладення. Влітку 2024-го в UKSA оголосили про виділення $43 млн на фінансування 23 космічних проєктів: як тих, що вже існують, так і тих, що голосно заявили про себе на краудфандингових платформах. Реалізація більшості цих проєктів передбачає наявність сучасної інфраструктури для запусків.

Першим ліцензію державного регулятора — Управління цивільної авіації (CAA) — отримав космодром Корнуолл, розташований на південному заході країни. Офіційно космодром запрацював у вересні 2022 року, а 9 січня 2023-го Велика Британія вперше в історії вдалася до спроби орбітального запуску зі своєї території. Наразі тривають переговори, щоб здійснювати горизонтальні запуски з космодрому Корнуолл уже 2025 року.

П’ять космодромів, які наразі переважно на стадії розроблення або будівництва, розташовані в Шотландії. Тут розміщуватиметься перший у Великій Британії ліцензований стартовий майданчик для вертикального запуску. Йдеться про Шотландський космічний центр SaxaVord, введений в експлуатацію 2023 року. Навесні 2025-го звідси планується повторний запуск (перша спроба була невдалою) суборбітальної ракети Skylark L компанії Skyrora.

У 2022-му отримав ліцензію космодром Сазерленд, і вже навесні наступного року почалося його будівництво на півдні Шотландії. Одним із перших космопортів для горизонтальних запусків може стати Махріханіш, розташований в Аргайл, де планують запуски з літака-носія. Водночас другий горизонтальний порт у Шотландії, космодром Прествік у Глазго, переживає не найкращі часи. Уряд скоротив його фінансування, і подальші інвестиції в об’єкт не розглядаються. Схожа історія і з Космопортом 1 у Норт-Вісті. 2021 року звідти відбувся перший космічний запуск ракети, але тепер його називають “дорогим білим слоном” з огляду на проблеми із залученням приватних інвестицій та отриманням ліцензії CAA. 

Хоча доля частини шотландських космопортів наразі під питанням, об’єкти, що будуються, мають вигідне розташування і сприяють появі нових космічних хабів для підтримки стартових майданчиків. Серед найбільших, що вже діють, — Центр інновацій Гіггса, Центр передових досліджень формування при Університеті Стратклайда, а також низка виробничих, випробувальних і складальних майданчиків.

Ще один британський космопорт планує пройти сертифікацію до кінця 2024 року і почати роботу у 2025-му — йдеться про Сноудонію, розташовану в Уельсі неподалік узбережжя в Лланберисі. Він забезпечуватиме можливість запуску ракет на сонячно-синхронні, полярні та суборбітальні орбіти. Також в Уельсі працює кілька космічних центрів для підтримки стартових комплексів: передусім це Технологічний центр TWI та університети Суонсі й Кардіффа, які надають можливості для пов’язаних із космосом досліджень.

Франція

Один із космодромів, який експлуатується Національним центром космічних досліджень Франції та Європейським космічним агентством, розташований у Французькій Гвіані. Гвіанський космічний центр, також відомий як космодром Куру, всього за 500 км від екватора, що робить його оптимальним місцем для запуску супутників на геостаціонарну орбіту. У 2023 році ракета-носій Ariane звідси відправила космічний зонд у восьмирічну подорож на Юпітер і два військових супутники зв’язку (французький і німецький). А в липні 2024-го свій перший політ із космодрому Куру здійснила Ariane 6 — європейська одноразова пускова система.

Норвегія та Німеччина

Космодром Андейя розташовується на одному з норвезьких островів, проте керує його роботою німецька компанія Isar Aerospace. Це стало можливим завдяки декларації, укладеній 2021 року між Німеччиною та Норвегією. Вона відкриває можливість для запусків ракети-носія Spectrum компанії Isar Aerospace — очікується, що перші спроби зробити це будуть реалізовані до кінця 2024 року. У перспективі космодром може стати центром європейської космічної діяльності, і не останню роль у цьому відіграє вигідне географічне положення.

Японія

Приватний космодром Хоккайдо (HOSPO) в Японії є частиною багатоцільового аерокосмічного парку Тайки. У березні 2024 року тут відбувся випробувальний суборбітальний запуск, а наступного року компанія має намір запускати щонайменше п’ять ракетоносіїв на рік. У планах — будівництво другого стартового комплексу та розширення до 1300 м злітно-посадкової смуги для космічних апаратів. Космодром підтримує як вертикальні, так і горизонтальні запуски, а його інфраструктура стала майданчиком для численних досліджень і розробок. Наразі Хоккайдо обслуговує кілька японських і зарубіжних підприємств та університетів Японії.

Австралія

Космічний центр Австралії (SCA) є комплексом з космодромів, що будуються, територіально рознесених за двома різними локаціями на півострові Кейп-Йорк. Перші запуски невеликих космічних апаратів звідти заплановано на кінець 2026 року, а більші будуть реалізовані не раніше 2029-го. Після введення в експлуатацію космодром стане найближчим до екватора стартовим майданчиком в Азійсько-Тихоокеанському регіоні.

Перу

На початку 2024 року США і Перу розпочали пошук оптимального місця для будівництва першого космодрому на території Перу. Stargate Peru SAC буде розташовуватися на північному узбережжі країни — максимально близько до екватора, щоб у майбутньому економити кошти на запусках ракет на орбіту. Наразі космодром очікує на ліцензію Перуанських ВПС і Перуанського космічного агентства.

Створення коаліції як шлях до затвердження міжнародних стандартів для космодромів

Поява космодромів на різних континентах і в різних країнах уже не нагадує космічні перегони 60-х років минулого століття. Навпаки, багато організацій, які займаються будівництвом нових космодромів або тільки планують робити це, об’єднують свої зусилля. Підтвердженням цьому може слугувати меморандум про взаєморозуміння, підписаний 13 жовтня 2024 року на Міжнародному конгресі астронавтів (IAC) вісьмома космодромами з шести країн. У цій угоді описано плани спільної роботи стартових комплексів для розв’язання проблем у розробці та експлуатації їхніх об’єктів. Основною метою коаліції називають створення міжнародних стандартів для космодромів.

Серед космодромів, які приєдналися до коаліції, Хоккайдо/HOSPO, Тихоокеанський космодромний комплекс Аляска, Космічний порт SaxaVord, Космічний центр Австралії, Космодром Перу, Управління космодромом Вірджинія і Шведська космічна корпорація. Крім діючих об’єктів, до списку потрапили й ті, що перебувають на ранніх стадіях будівництва — як, наприклад, космодром у Перу. Це ускладнює напрацювання універсальних методик для оцінки космопортів, проте країни-учасниці коаліції уже обговорюють, як можна обійти це обмеження і зробити систему оцінювання максимально прозорою. 

Зокрема, розглядається можливість присвоювати космодромам бали залежно від рівня готовності. При цьому рівень 1 відповідатиме космодрому на стадії проєктування, а рівень 9 — тому, який уже здійснює запуски кількох транспортних засобів. Скажімо, за цією шкалою космодром SaxaVord отримає оцінку 3 — у нього є інфраструктура і ліцензія, але самих запусків ще не було. А космодром MARS — оцінку 6, оскільки має ліцензію і всю необхідну інфраструктуру для обслуговування одного клієнта або один тип транспортних засобів.

Висновки

Розвиток комерційного космічного сектора призвів до будівництва нових космодромів і супутніх об’єктів — у найближчому майбутньому їм належить задовольнити попит на потребу в запусках супутників та інших космічних операціях. Хоча для регулярних запусків використовують лише кілька космодромів у світі, безліч інших перебувають на різних етапах: від розроблення проєктної документації та ліцензування до фінальних стадій будівництва. Водночас доля деяких із них залишається невизначеною через складнощі проходження сертифікації та залучення приватних і урядових інвестицій.

У США і Великій Британії процес розвитку космодромів незворотний. Тут уже функціонують великі космопорти і планується подальше розширення інфраструктури — мається на увазі насамперед космодром на мисі Канаверал, територія бази Космічних сил Ванденберг у США, а також космодром Корнуолл у Великій Британії. Водночас, незалежно від зрілості інфраструктури для запусків, багато країн прагнуть розробити, а згодом дотримуватися міжнародних галузевих стандартів, що описують роботу космодромів. Це підтверджує створення коаліції, яка покликана спростити співпрацю, а також усунути технічні й операційні бар’єри на шляху до розвитку космічної галузі. У контексті розвитку міжнародного співробітництва, зниження вартості польотів і зростання попиту на космічні запуски майбутнє космодромів видається перспективним, а їхня роль у наданні широкого доступу до космосу для різних країн і компаній — ще більш значущою.