По мере накопления информации складывается устойчивое впечатление, что в ближайшие два-три года на рынке космических запусков будем наблюдать настоящий «шторм» – спрос на средние и тяжелые ракеты-носители уже заметно превышает предложение. И эту тенденцию недавно подтвердил Тори Бруно, генеральный директор ULA (United Launch Alliance), который в одном из интервью рекомендовал US Space Force для выполнения их задач заранее резервировать как можно больше запусков, поскольку уже сейчас возникает жестокая нехватка средних и тяжелых ракет-носителей.
Причин этому несколько – значительный рост количества коммерческих заказов (особенно когда с большого рынка космических запусков «ушли» Россию с ее «Союзами» и «Протонами»), активное внедрение и расширение программ военных/разведывательных спутников в США и Европе, затянувшаяся на несколько лет попытка United Launch Alliance заменить нынешние Atlas V с российскими двигателями РД-180 на новые Vulcan Centaur с отечественными метаново-кислородными BE-4, «торможение» или поздний старт проектов других ракет-носителей среднего/тяжелого класса (Blue Origin New Glenn, Firefly Beta, Antares 330, Rocket Lab Neutron, Relativity Space Terran R)…
За последний год открылось множество «узких» мест в разных программах и проектах, которые все чаще сталкиваются с главной проблемой при их реализации – нехваткой ракет-носителей минимум среднего класса. В качестве примера можно привести программу US Space Force под названием National Security Space Launch (NSSL) Phase 2 – в течение пяти финансовых лет, с 1 октября 2022 года по 30 сентября 2027 года, US Space Force планируют осуществить от 30 до 34 запусков. Примерно 60% запусков приходятся на долю ULA, на остальные 40% заключен контракт со SpaceX – то есть United Launch Alliance должна дать 18-20 ракет-носителей, а SpaceX от 12 до 14. Если компания Илона Маска со своими Falcon 9/Heavy и способностью осуществить 50-60 запусков в год может выполнить этот заказ без особых сверхусилий (в среднем по три запуска в год для US Space Force), то ситуация с ULA оказалась гораздо более непростой.
На первый взгляд, у United Launch Alliance проблем нет – в резерве есть ракеты-носители Delta IV Heavy и Atlas V, в 2023 году ожидается первый запуск Vulcan Centaur. Однако реальное положение дел не столь радужное. Прежде всего, ракеты Delta IV Heavy уже выводят из эксплуатации – остались только два экземпляра, которые запустят в 2023-2024 годах для NRO (National Reconnaissance Office). Теоретически, можно закрыть эту «дыру» с помощью Atlas V – ведь в запасе остались 19 ракет (точнее, двигателей РД-180, которых закупили 122 штуки, из них использовали 103 для запусков Atlas III и Atlas V). Но на самом деле этого запаса Atlas V уже не существует. Во-первых, семь ракет предназначены для полетов Boeing CST-100 Starliner – тестовый с экипажем и шесть регулярных. Во-вторых, девять Atlas V были выкуплены компанией Amazon для развертывания Project Kuiper, новой системы спутникового интернета. Остаются только три Atlas V, на которых в 2023 году запланированы два военных запуска (US Space Force, NRO) и один коммерческий (ViaSat). То есть ULA сейчас в состоянии обеспечить максимум четыре запуска по заказу министерства обороны – три для NRO, один для USSF. Таким образом, в 2023-2027 годах только для выполнения своих обязательств по программе NSSL Phase 2 компания United Launch Alliance должна предоставить от 18 до 20 ракет-носителей Vulcan Centaur …
Интересно, что основным источником проблем в той или иной степени стали две компании Джеффа Безоса – Blue Origin и Amazon. Во-первых, Blue Origin по-прежнему значительно опаздывает с поставками двигателей BE-4, предназначенных для ракет Vulcan Centaur и New Glenn. Ведь поначалу планировалось, что их поставки начнутся в 2017-2018 году, но первый запуск с ними отодвинулся уже на 2023 год. То есть проекты Vulcan и New Glenn остаются в «подвешенном» состоянии… Во-вторых, Amazon лихорадочно заказал десятки запусков, чтобы наконец начать развертывание системы Project Kuiper – согласно лицензии, полученной в 2020 году, Amazon должен к лету 2026 года запустить не менее половины от запланированного количества в 3276 аппаратов (то есть в ближайшие три с половиной года необходимо вывести на орбиту минимум 1638 спутников). В итоге «амазонцы» стремительно нагрузили заказами сразу три компании – французскую Arianespace (18 запусков Ariane 6), собственный «филиал» Blue Origin (12 запусков New Glenn плюс опция на 15 дополнительных запусков) и United Launch Alliance (9 запусков Atlas V, 38 запусков Vulcan Centaur). Итак, многолетний заказ минимум на 77 запусков (максимум 92) средних и тяжелых ракет-носителей мгновенно создал дефицит на рынке космических запусков.
© Фото Amazon
Каково положение дел сейчас? Проект новой европейской ракеты-носителя Ariane 6 «тормозит», первый запуск состоится не ранее конца 2023 года. При этом открытым остается вопрос, как быстро французам удастся организовать регулярные запуски Ariane 6 – ведь ее предшественницу Ariane 5 в первые четыре года эксплуатации запускали по одному разу в год. Похоже, выполнение «оптового» заказа от Amazon на 18 запусков потребует не менее четырех-пяти лет, начиная с 2024 года. Тем более, у ESA (European Space Agency) также есть собственные интересы, связанные с Ariane 6 – научно-исследовательские программы, разнообразные правительственные заказы (в том числе и в военной/разведывательной сфере). Очередь заказчиков будет солидной и начнет сокращаться лишь при условии, что в Arianespace сумеют быстро выйти на уровень производства и запусков не менее пяти-шести Ariane 6 в год. Когда европейцам удастся достичь подобных показателей – сказать трудно. Но вряд ли это произойдет ранее 2025 года…
Наблюдается определенный прогресс у Vulcan Centaur – получены двигатели BE-4, идет подготовка к первому запуску (пока запланирован в первом квартале 2023 года). Осложняет же ситуацию тот факт, что оба сертификационных запуска Vulcan сразу получили высший уровень сложности – это будет не просто вывод коммуникационного спутника или аппарата дистанционного зондирования Земли на околоземную орбиту. Первая миссия Vulcan Centaur – отправка к Луне посадочного аппарата Peregrine компании Astrobotic Technology (плюс дополнительный груз в виде двух аппаратов-прототипов Project Kuiper, которые должны выйти на околоземную орбиту). Второй запуск тоже станет серьезным испытанием – тестовый полет нового грузового космического челнока Dream Chaser к Международной космической станции. Вероятно, что такой уровень ответственности способен притормозить процесс ввода новой ракеты в эксплуатацию – тотальная проверка и перепроверка всех узлов, при малейшем подозрении на какие-либо неурядицы запуск будут переносить или даже отменять (вспомним, сколько раз переносили запуск сверхтяжелой ракеты-носителя SLS в рамках миссии Artemis I).
Предварительные планы пока предусматривают минимум по пять запусков Vulcan Centaur в 2023 и 2024 годах. Но если оценить объем имеющихся и возможных заказов (NSSL, NRO, NASA, секретные проекты вроде Boeing X-37B Orbital Test Vehicle, колоссальный заказ компании Amazon на почти четыре десятка «Вулканов», потенциальные коммерческие заказы), то ULA уже сейчас необходимо выходить на уровень минимум 8-10 запусков Vulcan Centaur в год. С таким спросом на «Вулканы» нужен скорейший ответ на главный вопрос – сумеет ли Blue Origin регулярно и вовремя поставлять минимум по 20 двигателей BE-4 ежегодно? Это при том, что компания Безоса несколько лет буквально «вымучивала» те два двигателя, предназначенные для первого запуска Vulcan Centaur.
Похоже, самые большие проблемы ждут проект тяжелой ракеты-носителя New Glenn (вывод до 45 т на орбиту) с двигателями BE-4 – ее тестовый полет уже передвинули на конец 2023 года. Во-первых, Blue Origin стремится реализовать концепцию возврата первой ступени – как у SpaceX с Falcon 9. Уже сейчас необходимы регулярные испытания по посадке ступеней (информация о подобных тестах пока нигде не встречалась) и подготовка посадочных площадок (летом появилось сообщение о продаже на металлолом корабля Jacklyn, который планировали переоборудовать в плавучую посадочную платформу). Во-вторых, эта ракета-носитель использует сразу семь двигателей BE-4, то есть один запуск New Glenn – это минус три запуска Vulcan. Пока в Blue Origin не освоят повторное использование первых ступеней New Glenn, все многоразовые (и пока дефицитные) двигатели BE-4 будут расходоваться как «одноразовые». Таким образом, компании для выполнения минимальной программы на 2023 год (пять запусков Vulcan Centaur и возможный полет New Glenn) необходимо подготовить не менее 17 экземпляров BE-4 (это в идеальном случае, на самом деле необходим больший запас двигателей). Скорее всего, проект New Glenn по срокам «сдвинут» на 2024-2025 годы – пока в Blue Origin не обеспечат стабильное ежегодное производство минимум полусотни BE-4, чтобы их хватало в среднем на запуски десятка Vulcan и трех-четырех New Glenn в течение года.
О других проектах средних ракет-носителей говорить пока рано. Компания Rocket Lab уже изменила предварительную концепцию ракеты Neutron – увеличение количества двигателей на первой ступени с семи до девяти, отказ от двигателей открытого цикла и начало работ над ЖРД замкнутой схемы. Скорее всего, первый запуск Neutron состоится не в конце 2024 года, как планировалось ранее, а в 2025-2026 году. Под большим знаком вопроса также остается скорость реализации нового проекта компании Firefly – ей предстоит разработать универсальную первую ступень как для своей ракеты Firefly Beta, так и для новой Antares 330 (должна заменить Antares 230+, последний запуск которой запланирован на весну 2023 года). Видимо, Beta или Antares 330 полетят не ранее чем через два года – тем более, сейчас на счету Firefly пока есть только два запуска легкой ракеты Alpha (неудачный и частично успешный).
В этой ситуации вроде бы однозначно выигрывает SpaceX, который со своими Falcon 9/Heavy может стать «временным монополистом» по многим направлениям. Во-первых, продолжает увеличиваться количество коммерческих и военных заказов, причем не только из США – в этом году SpaceX уже вывел на орбиту спутник SARah-1 для Федеральной разведывательной службы Германии, в дальнейшем запланированы еще два таких запуска (EROS-C3 для министерства обороны Израиля и два очередных аппарата SARah для немецкой разведки). Плюс SpaceX получил контракт на три запуска для своего же конкурента OneWeb (система спутникового интернета). Более того, начали кружить слухи, что услугами SpaceX может воспользоваться даже Amazon – чтобы успеть запустить какое-то количество спутников Project Kuiper. Во-вторых, SpaceX остается основным оператором пилотируемых полетов на МКС – особенно с учетом нестабильной ситуации со Starliner (пилотируемый тест-полет не ранее весны 2023 года, регулярные полеты с 2024 года). В-третьих, SpaceX в 2023-2024 годах выполнит минимум три запуска «чужого» грузового корабля Cygnus (миссии NG-20/21/22) – фактически, до тех пор, пока Northop Grumman не получит от Firefly Aerospace новую ракету-носитель Antares 330.
Но такой ход событий, при всей его привлекательности, может создать немало хлопот для SpaceX. Во-первых, статус монополиста (пусть даже «вынужденного») легко превращает компанию в удобную мишень для обвинений в возможных злоупотреблениях. Во-вторых, постоянный рост количества заказов всех видов (правительственные, военные, научные, коммерческие, «форс-мажорные») вполне может потребовать от SpaceX выхода на уровень в 70-75 запусков ежегодно. Тогда компании почти наверняка придется пойти на расширение ракетного парка Falcon 9/Heavy – то есть активное производство новых Falcon 9 Block 5 и двигателей Merlin, их более интенсивное обслуживание между запусками оттянет на себя какое-то количество ресурсов компании.
Напоследок напрашивается забавная конспирологическая версия. Как уже упоминалось ранее, проект Vulcan Centaur опаздывает в основном из-за того, что Blue Origin не успевает наладить производство двигателей BE-4 с тягой 250 тонн. Зато в SpaceX полным ходом идут работы уже над вторым поколением двигателей Raptor. Сначала был Raptor 1 и его модернизированная версия Raptor 1.5, с тягой 185 тонн – по некоторым сведениям, SpaceX выпустил для различных тестов и суборбитальных полетов от 125 до 150 этих двигателей. А сейчас компания поставила на поток производство более легких и мощных (230 тонн тяги) Raptor 2. Как раз в начале ноября появилось сообщение, что уже выпустили 200 двигателей Raptor 2 – при этом в SpaceX объявили о готовности производить каждый день по новому двигателю!
Возникает вопрос – что компания Маска планирует делать с тремя сотнями двигателей в год? Пока не слишком верится, что уже в ближайшее время SpaceX будет ежегодно строить флотилию из 5-6 новых Starship, с 39-42 двигателями Raptor 2 на каждом – регулярные заказы на такие объемы полезной нагрузки (ракета должна выводить до 100 тонн груза на орбиту) еще не скоро появятся… А не сложится ли так, что в случае дальнейших проблем с поставками BE-4 компания ULA начнет закупать двигатели у SpaceX и подготовит доработанную версию Vulcan с двумя Raptor 2 общей тягой 460 тонн (вместо двух BE-4 с их 500 тоннами)? В принципе, у американцев уже есть опыт подобных модернизаций – можно вспомнить, как создавали «переходной» Atlas III (в конструкцию старого Atlas II «встроили» двигатель РД-180 вместо блока двигателей RS-56-OSA/RS-56-OBA) или обновляли Antares от конфигурации 130 до 230 (замена двигателей НК-33/AJ26 на РД-181). Версия с заменой в «Вулканах» BE-4 на Raptor 2 звучит довольно причудливо, но кто сможет с уверенностью сказать, чего еще ждать в будущем?
В любом случае ближайшие несколько лет станут действительно «интересными временами».