2017: Най-накрая малки ракети!

[SAlexandrov]

2017: Годината на малките ракети

На 25-ти май т.г. ракетата "Електрон" се превърна в първата специализирана малка ракета, успешно достигнала до космическото пространство. Photo credit : Rocket Lab

Това е втората от традиционната поредица на т.нар. "празнични статии", в които правя обзор на изминаващата година и очертавам какво предстои да се случи през следващата. Първата статия касаеше това, което очакваме да се случи през 2018 година (линк).  Днес продължаваме с може би най-важното събитие, което се случи през 2017 година - някои от частните компании, които се специализират в изстрелването на малки спътници, проведоха своите първи полети. Приятно четене!

7 декември 2017 г. 17:12 ч.

Светослав Александров. През 1977 година основателят на Дигитал Екуипмънт Кен Олсън направи едно от най-догматичните изказвания на 20-ти век: "Няма причина отделният човек да разполага с компютър в дома си". Няколко години по-късно се появи друга фраза, приписвана на Бил Гейтс (макар че той винаги е отричал да я е казвал) : "640 килобайта трябва да са достатъчни за всеки". Днес почти всеки има компютър, а спецификите на съвеменните домашни компютри доста надхвърлят прословутите 640 килобайта.

През 2016 година Джеф Безос, основател на книжната корпорация Амазон и космическата фирма Блу Ориджин, изглежда че сам влезе в историята с тесногръдо изказване. Той беше попитан от журналиста Уолтър Исаксън защо се интересува от космически бизнес. Изброявайки собствените си космически амбиции, Безос омаловажи малките спътници: "няма нищо чак толкова интересно относно CubeSat-ите". Което може да се окаже груба грешка: това вероятно е най-перспективната област през последните години.

Някога не беше така. Преди 10-15 години фурорът около частните космически компании беше най-вече свързан с перспективите за космически туризъм и възможността всеки човек да полети в космическото пространство. Такива все още са амбициите на самия Безос, както и на Ричард Брансън, основател на компания Върджин Галактик. Но е факт, че желаното космическо бъдеще на туристически полети все още не е дошло. Разработките на Блу Ориджин се забавиха, а Върджин Галактик преживя две тежки трагедии - през 2007 година експлозия на двигател по време на наземни изпитания уби трима души, а през 2014 година по време на полет на "СпейсШипТу" загина пилотът Майкъл Олсбъри. Тези отлагания бяха силно разочароващи, но както Брансън, така и Безос имат достатъчно пари, за да продължат напред. Поради това казваме, че космическият туризъм не е преживял фалстарт - просто се е забавил. Блу Ориджин и Върджин Галактик все още планират пилотирани космически полети през 2018-та година. Възможно е да успеят, но е вероятно догодина по това време отново да си казваме: "Пилотираните полети се очакват през 2019-та". Засега чакаме... чакаме... чакаме... чакаме...

Не всички частни компании имаха финансовата подкрепа на богати хора като Безос и Брансън. Тези, които я нямаха, трябваше да намерят друго финансиране, друга пазарна ниша, за да оцелеят в краткосрочен план. Такава пазарна ниша бързо се намери - тази на малките космически спътници. Тя се оказа изключително важна - толкова важна, че Стийв Джурветсън от венчър фонда Дрейпър Фишър Джурветсън сподели през 2014 година: "Повече се интересувам от ракети за малки спътници, отколкото от космически самолети за туризъм". Джурветсън твърди, че дори компании, които се занимават с разработки на космически самолети, тихомълком биха признали, че се надяват повече на успеха на пазара на малките спътници.

Защо малки спътници? Защо точно те са голямото събитие през второто десетилетие на 21-ви век? Защото електронните компоненти станаха изключително евтини и достъпни. Днес всеки ентусиаст с малко повече пари може да закупи нужните му части и да сглоби сам малък спътник (справка: вижте статията на КОСМОС БГ - "Ето как бихте могли да купите, сглобите и изстреляте ваш собствен спътник").

Но докато самото построяване на изкуствен спътник е вече в рамките на нашите възможности, най-трудната задача остава да го закараме в космоса (вижте статията на Джеф Фауст: Getting there is still the hardest part). Засега единствените възможности са да изпратите спътника като вторичен товар на ракета, иначе назначена на някоя важна основна мисия. Тази практика съществува от години - големите ракети изстрелват големи спътници, но рядко оползотворяват изцяло възможността си на товароподемност и могат да поемат допълнителен товар - например микроспътници. Или пък можете да пратите спътника си на  комерсиален кораб, примерно "Драгън" или "Сигнус", и по-късно той ще бъде освободен от борда "Международната космическа станция". Проблемът е, че така спътниковият разработчик няма голям контрол върху орбитата, в която ще попадне. На този етап не разполагаме с големи възможности, ако искаме да изпратим спътника в специализирана орбита, към Луната или на междупланетна мисия.

Затова има огромен интерес към създаването на малки и евтини ракети, които да могат да извеждат малките спътници на специализирани мисии. През изминалите няколко години се пръкнаха редица компании, които започнаха да разработват такива ракети. Но както беше в случая с космическия туризъм, и в тази област имаше забавяния и неизпълнени обещания: "следващата година ще сме готови" ... и така до догодина, когато пак си повтаряхме същото: "следващата година". Частните компании тестваха двигатели, а пиарите им представяха публични презентации и се изявяваха по медиите - въобще правиха всичко друго, освен да изстрелват ракети.

Но през 2017 година това най-после се промени! Две компании, Вектор и Рокет Лаб, проведоха първите си изстрелвания. Други две фирми, Върджин Орбит и Стратолонч, за пръв път показаха хардуер, готов за полет. Ето какви са постиженията до момента:

 

Вектор с първи полети в атмосферата

Дебютното изстрелване на ракета "Вектор" беше проведено на 3-ти май тази година. Photo credit : Jim Cantrell/Vector Space Systems

Компания Вектор, изстрелваща ракети със същото име, е основана от Джим Кентрел - бивш съветник на Илон Мъск. Когато през 2001 година Илон Мъск решил да изстреля мишки към Марс (нещо, което все още никой не е правил до ден днешен), той се обърнал към Кентрел за съвет. Кентрел е работил в продължение на дълги години съвместно с руската космическа програма и се навил да помогне на Мъск да купи три стари руски балистични ракети, за да ги преобразува в космически. Тази работа обаче пропаднала и именно провалът на сделката довел до това Мъск да основе частната корпорация СпейсЕкс през 2002 година. Кентрел помагал известно време, но след това напуснал компанията, защото не е вярвал, че нещо сериозно ще произлезе от всичко това. Сега предприемачът е основал своя собствена компания именно защото преценил, че има голям пазар в изстрелването на малък полезен товар и спътници.

Тази година на 3-ти май ракетата "Вектор" излетя за пръв път. Това изстрелване не беше космическо - бе тествана само първата степен на атмосферен полет, до височина 1 370 метра. Стратегията на Кентрел е да има поетапно тестване на ракетата чрез периодични изстрелвания, при които "Вектор" постига все по-голяма височина, докато стигне космоса. На 3-ти август беше проведен повторен полет на "Вектор", отново ниско атмосферен, само че този път ракетата превозваше за пръв път комерсиален полезен товар - изключително важно постижение за компанията.

Ще следим с интерес развитието на Вектор през 2018 година - именно тогава ни е обещано провеждането на първия орбитален полет. Засега компанията се развива добре, а Кентрел твърди, че иска Вектор да бъде "Макдоналдсът в ракетната индустрия" - т.е. бързи, евтини и качествени изстрелвания.

 

Рокет Лаб бе първата компания, която достигна космоса

На 25-ти май т.г. ракетата "Електрон" се превърна в първата специализирана малка ракета, успешно достигнала до космическото пространство. Photo credit : Rocket Lab

За разлика от компания Вектор, която провеждаше ниско атмосферни полети, Рокет Лаб се превърна в първата модерна компания за малки ракети, постигнала успешно полет до самото космическо пространство. Това се случи на 25-ти май, когато дебютира ракетата "Електрон". Поради отклонения в работата на втората степен орбита не беше постигната, но фактът, че ракетата успя да навлезе в космическото пространство, е твърде значим. Дори компанията СпейсЕкс на Илон Мъск не е успяла да достигне космоса при дебютния полет на ракета "Фолкън 1" през 2006 година!

Рокет Лаб планираше да проведе второто изстрелване на "Електрон" през лятото или най-късно в началото на есента, но компанията се забави - сега стартът е насрочен най-рано за утре, 8-ми декември. Да се надяваме, че фирмата ще успее да реализира втория си полет и дано той е още по-успешен от предишния. От успехите на Рокет Лаб зависят и мисии до Луната - американската фирма Муун Експрес е резервирала полети на "Електрон", а остават едва четири месеца, докато изтече крайният срок на съревнованието Google Lunar XPRIZE, в рамките на което частни фирми се състезават, за да изпратят спускаем апарат и луноход на естествения ни спътник.

 

Върджин Орбит - все още не провежда полети, но вече произвежда ракети

През ноември Върджин Орбит показа първата си ракета, готова за зареждане с гориво и провеждане на изпитания. Photo credit : Virgin Orbit

За пръв път възможността Върджин Галактик да започне да се занимава и с друг тип бизнес, не само със суборбитален туризъм, беше съобщена през 2009 година ^{(източник)}. Още тогава бе проучена възможността за създаването на малка ракета, която излита на цена по-малко от $2 милиона долара в рамките на един полет и може да извежда малки спътници в космоса. През настоящата 2017 г. от Върджин Галактик официално се отдели дъщерната компания Върджин Орбит. А в началото на ноември Върджин Орбит ни показа първата произведена ракета "Лончър Уан", която се очаква да дебютира през 2018 година.

Ракетата няма да лети от наземна стартова площадка, както е в случая с други компании като Вектор и Рокет Лаб. Тя ще бъде извеждана в атмосферата от стар самолет Боинг 747, след което ще бъде освобождавана от борда му, а двигателите й ще бъдат задействани във въздуха. Върджин Орбит има амбициозни планове - през 2019 година цели да проведе общо 12 полета, а след 2020 година иска да реализира по 24 изстрелвания годишно.

 

Стратолонч е компания, която не създава ракети... а е построила най-гигантския самолет в света, който ще извежда ракети на път към орбита

Гигантският самолет бе изкаран на пистата за наземни изпитания за пръв път през тази пролет. Photo credit : Stratolaunch Systems Corp.

Компания СтратоЛонч бе основана през 2011 година от Пол Алън, един от създателите на Майкрософт, и авиокосмическия иноватор Бърт Рутан. И ако надеждите на Вектор и Рокет Лаб са да изстрелват набързо-набързо малки ракети от повърхността на Земята, а Върджин Орбит ще пуска по една ракета от Боинг 747 в рамките на един полет, Пол Алън мисли в големи мащаби. Той смята, че ако се пускат по множество ракети наведнъж от самолет, това също е начин цените на изстрелванията да паднат драстично. Затова усилията му бяха концентрирани в създаването на най-големия самолет в света.

Какъв ти самолет?! Това е чудовищно голяма машина! В края на месец май самолетът беше за пръв път изведен на пистата, а през следващите няколко месеца ще почнат изпитателните му полети. Първият тестов полет на ракета от борда на самолета засега е планиран през 2019 година, като поне първоначално ще се използват старите ракети на Орбитал "Пегас". Дължината на самолета от края на едното крило до края на другото е 117 метра -  т.е. самолетът е по-голям с 6.1 метра от ракетата "Сатурн 5", извеждала през 60-те и 70-те години хора до Луната. За да може да изпълнява своята дейност, самолетът е екипиран с шест реактивни двигателя от типа, използвани на Боинг 747, а за да се приземява, разполага с 28 колела.

 

И още компании никнат като гъби след дъжд...

Засега Рокет Лаб със своята ракета "Електрон" се позиционира като лидер сред фирмите, които разработват малки ракети - със сериозна конкуренция от страна на Вектор, Върджин Орбит и Стратолончър. Но тези фирми не са единствените! Както преди 10 години мнозина си пробваха късмета в областта на суборбиталните полети и космическия туризъм (който все още не е започнал), така днес мнозина се мъчат да се позиционират сред пазара на малките ракети.

Relativity разчита на 3D принтери и обещава, че от получаването на суровините до създаването на готова за полет ракета ще са нужни само 60 дни. Generation Orbit разработва ракети GOLauncher. Launcherspace разработва нов тип двигатели, Interorbital работи по ракета Neptune... има и още и още и още знайни и незнайни фирми, които кроят чертежи, тестват двигатели, конструират ракети.

Ще успеят ли те? Ако историята е показател, бъдещето за повечето от компаниите изглежда песимистично. През 2004 година имаше голям брой фирми, които се мъчеха да разработят суборбитални космически кораби, за да спечелят наградата XPrize. Само Scaled Composites успя да проведе пилотиран космически полет със своя кораб "СпейсШипУан". Но твърде много други компании угаснаха и фалираха. Простихме се с Rocketplane, отиде си Armadillo Aerospace, казахме чао на XCOR и авангардния космически самолет Lynx. Нормално е да очакваме, че сред днешните фирми, които се надпреварват в сферата на малките ракети, не всички ще успеят.

От друга страна въпросът: "ще оцелее ли частната космическа индустрия?" е абсурден и както посетителите на някои аерокосмически форуми се шегуват, все едно е да питаме "ще успеят ли ресторантите?". Отговорът е банален: в бизнеса някои успяват, а други - не. Толкова е просто. Не всички космически компании ще успеят, но някои безспорно ще сполучат. Коя би успяла и коя не - това е сложен въпрос, на който трудно може да се отговори - зависи от твърде много неща - бизнес стратегия, коя пазарна ниша ще се заеме, откъде ще дойде началният капитал, има ли фирмата достатъчно надеждни спонсори.

А ние, обикновените ентусиасти, както винаги ще се надяваме на най-оптимистичния сценарий

 

http://www.cosmos.1.bg/portal/2014-10-24-20-54-26/1993-2017-year-of-the-smallsat-launcher