В современной космонавтике морские старты и запуск ракет-носителей с моря – это что-то вроде поисков философского камня. Вроде бы все на виду – выгоды такого старта просты и понятны, проект легко преподнести инвесторам, технологически он не очень сложен. И тем не менее пока ни один успешный бизнес-проект, основанный на этой технологии, так и не создан. Не получается. Почему? Что должно измениться и какие перспективы ждут морские проекты лидеров мировой космонавтики США, Китая и России?

Судно со стартовой платформой Odyssey плавучего космодрома "Морской старт"

В поисках идеального космодрома

Одно из важнейших преимуществ космических морских стартов – возможность сэкономить. Чем ближе к экватору запускается ракета, тем больше при ее запуске помогает вращение Земли. И при запуске с экватора ракета может вывести на орбиту больше полезной нагрузки, чем при старте из более северных или южных широт.

Например, ракета «Зенит-2», стартуя с Байконура, может вывести на низкую опорную орбиту 13700 кг полезной нагрузки. Та же ракета в версии для «Морского старта», «Зенит-3SL», способна при старте с экватора вывести 15000 кг. Разница приличная, особенно когда умножается на несколько запусков в год.

Есть и другая причина. Космодромы очень требовательны к месту строительства. Кроме максимально южного расположения требуется еще и выделение очень больших областей для падения первых ступеней ракеты. С российского Байконура, расположенного в Казахстане, ступени падают и в казахской степи, и на Алтае, в специально выделенные и согласованные районы. Жить в этих местах нельзя. Часть более южных наклонений для запуска российским специалистам вообще закрыта – иначе ступени будут падать на территорию Китая, а это недопустимо. Кроме того, упавшие ступени требуется искать, вывозить, а в случае использования токсичного топлива, как диметилгидразин, проводить обеззараживание.

У «Морского старта» таких проблем нет. Для запуска специально выделяются несудоходные районы, а ступени падают в океан. Это тоже очень большой плюс по сравнению с неидеальными, в большинстве случаев, космодромами на Земле. Какие-то расположены слишком далеко от экватора, у других нет возможности выделить согласованные районы для падения ступеней. С израильского космодрома Пальмахим ракеты вообще приходится запускать неэффективно, против движения Земли, иначе никак не получается выделить место для падения ступеней.

Немного истории

Первым «Морским стартом» стала итальянская морская платформа в территориальных водах Кении, практически на экваторе. В отличие от всех остальных проектов, итальянский космодром Сан-Марко, построенный в 1966 году, был стационарным и создан на базе двух нефтяных платформ. Ракеты к нему подвозили два судна обеспечения. Космодром был создан по договору с NASA и обслуживал легкие американские ракеты-носители «Апачи» и «Скаут», способные вывести в космос около 100 кг полезной нагрузки.

С Сан-Марко было сделано чуть более двух десятков запусков за два десятка лет. К 1988 году он окончательно устарел, и итальянцы свернули проект, даже не разбирая пусковые платформы – они так и остались в океане.

В 1993-м российская корпорация «Энергия» предложила компании Boeing поучаствовать в создании морского космодрома Sea Launch. Вместе с ними в консорциум вошли украинские ПО «Южный машиностроительный завод им. А.М. Макарова» («Южмаш») и конструкторское бюро «Южное» и норвежская судостроительная компания Кvaerner (в настоящее время – Aker Solutions). В качестве космодрома они выбрали пострадавшую от пожара нефтяную платформу Ocean Odyssey, переоборудовав ее под пуски ракеты-носителя среднего класса «Зенит-2».

Платформа базировалась в калифорнийском порту Лонг-Бич, именно там на нее грузилась полностью собранная ракета, защищаемая на время перевозки специальным ангаром. Вместе с судном Sea Launch Сommander платформа отправлялась на экватор, посреди Тихого океана неподалеку от острова Рождества. Перед пуском платформа меняла осадку, заглубляясь в океан, а вся команда переходила на командное судно. После запуска команда возвращалась на платформу, и суда отправлялись обратно в порт.

Для того, чтобы успешно существовать и зарабатывать, «Морскому старту» требовалось делать пять-шесть запусков в год, при этом на каждый запуск уходил почти месяц, часто оба судна ждали в точке старта подходящей погоды. Всего Sea Launch произвел 36 запусков, два из которых закончились провалом, и в 2009-м проект начали покидать участники консорциума. После ухода Boeing «Энергия» попыталась самостоятельно вывести проект на окупаемость, но авария во время запуска спутника «Интелсат-27» в феврале 2013-го поставила точку в этой истории.

Сверхтяжелый космодром

После завершения эпопеи с Sea Launch казалось, что американские компании охладели к морским стартам. И их можно понять: в США и так очень удобно расположены космодромы – на западном и восточном побережье страны, достаточно близко к экватору и без проблем с выделением согласованных областей для падения ступеней.

Однако недавно стало известно, что компания SpaceX начала поиск инженеров для проектирования и строительства плавучего космодрома. Но зачем, если Илон Маск успешно запускает свои ракеты Falcon 9 и Falcon Heavy с обычных американских космодромов?

Причина проста, плавучий космодром компании SpaceX требуется для ее новой, еще только создающейся ракеты Starship. Точнее, это не совсем ракета, это единая система из возвращаемой первой ступени Superheavy и космического корабля Starship, объединенного со второй ступенью. В случае, если вся конструкция будет построена, она станет самой большой ракетой в истории. И, естественно, этой системе понадобятся новый космодром и соответствующая плавучая платформа для посадки как отработавшей ступени, так и возвращения космического аппарата. Ролики, в которых Starship взлетает и садится на огромные плавучие платформы, появились еще в 2017 году, однако о решении начать строительство стало известно только сейчас.

Платформа для морских стартов Just Read the Instructions («Просто прочти инструкцию») SpaceX

Первые ступени от ракеты Falcon 9 в настоящее время садятся на специальные плавучие платформы «Конечно, я все еще люблю тебя» и «Просто прочитай инструкцию», но для ступеней от Starship они малы. Поэтому Маску придется создавать не только новый плавучий космодром для старта сверхтяжелой ракеты, но и как минимум пару платформ для посадки ступеней. И все это гораздо большего размера, чем Sea Launch, рассчитанный на ракеты среднего класса «Зенит».

Причем говорить о бизнесе или инвестициях в случае с компанией SpaceX несколько преждевременно. Разработка Starship еще слишком далека от завершения, чтобы можно было судить о цене запуска. Но если разработка такой ракеты закончится удачно, то система Starship может полностью изменить правила игры в космонавтике.

Проект плавучих космодромов компании SpaceX уникален: он создается для одной, особой ракеты. И в ближайшие несколько лет весь мир будет с любопытством и недоверием следить, получится ли у Илона Маска взять этот вес.

Космодромный флот

Совсем другая ситуация с плавучими космодромами в КНР. Сразу стоит сказать, что китайцы делятся информацией о своих успехах и неудачах очень дозированно. Более того, в открытые источники она попадает уже после завершения работ, а если до того в СМИ и просачиваются какие-то фотографии, то, как правило, по ним сложно определить реальную ситуацию.

Запуск китайской ракеты Chang Zheng-11Н с морской стартовой платформы

Первая информация о работах китайцев над созданием системы морских космодромов для легких твердотопливных ракет Chang Zheng 11 (CZ-11) появилась в сентябре 2018 года. А уже в мае 2019-го в прессу попали фото строящейся платформы. Не успели все отойти от шока, вызванного скоростью реализации проекта, как китайцы спустя всего месяц осуществили первый успешный запуск CZ-11WEY. Красиво, с помпой и кучей профессиональных фотографий. Основным спонсором и партнером премьерного запуска стал бренд премиальных кроссоверов и джипов WEY («дочка» Great Wall Motors), логотип компании даже красовался на верхней ступени.

После этого китайцы рассказали, что это пробный старт, ближайшие три состоятся лишь в 2020 году, и тогда же будут показаны другие платформы для морского запуска. Когда стало понятно, что платформ будет несколько, появилось логичное предположение, что это будет полувоенный проект, позволяющий КНР быстро восстановить спутниковую группировку в случае техногенной катастрофы или военного конфликта.

И в самом деле – выигрыш при перемещении на экватор для легких китайских ракет CZ-11, используемых в проекте морского космодрома, очень мал – несколько десятков килограммов. Из-за такой разницы нет смысла городить огород с плавучими платформами. А вот улучшить логистику – не возить ракету на расположенный в глубине страны космодром (CZ-11 запускают с площадки Цзюцюань, находящейся во Внутренней Монголии, на краю пустыни Гоби) и сразу после завершения производства иметь возможность запустить ракету, отойдя всего на несколько десятков километров от береговой линии, – это очень ценно. Экономятся деньги на перевозку, но самое главное, экономится время.

Опровергать эти догадки Пекин не стал. Вместо ответа вышло интервью с руководителем проекта «Морского старта» из Исследовательского института технологии ракетостроения КНР (CALT) Ли Тунъюем, в котором он рассказал, что программа по созданию системы морских стартов и увязанных с ней предприятий, производящих ракеты-носители и космические аппараты, еще только начата. Через несколько лет Китай собирается построить первый в истории человечества космопорт, где все производственные мощности будут находиться вместе, а от момента готовности ракеты-носителя с полезной нагрузкой до момента старта будут проходить считанные часы.

После публикации интервью новой информации не появлялось. Так что пока сложно сказать, что происходит с китайским комплексом.

И немцы туда же

Германия тоже задумалась о создании собственного морского старта в своей исключительной экономической зоне в Северном море. Предполагается, что запускать с морской платформы будут легкие ракеты-носители, способные вывести 300–1000 килограммов полезной нагрузки (это ближе всего к китайскому варианту под ракету CZ-11). Причем, это не проект Европейского космического агентства, а исключительно немецкая инициатива. Впрочем, пока этот проект находится на стадии обсуждений.

А что у нас?

После того как проект Sea Launch рассыпался, морскую платформу и командное судно выкупила авиакомпания S7. Причины этого до сих пор неясны. Возможно, руководители S7 действительно поверили в то, что проект можно довести до ума? Первое время казалось, что Sea Launch получится реанимировать. Компания S7 Space предполагала заказ комплектующих для ракеты «Зенит-3SL» на Украине с последующей сборкой в США. Однако напряженные отношения между странами и юридическая невозможность выполнения этого плана привели к тому, что с 2014 года Sea Launch не произвела ни одного запуска.

Платформа Sea Launch и командное судно были перевезены в минувшем марте из Лос-Анжелеса во Владивосток. Сейчас проект заморожен, причина банальна – нет подходящих для запуска ракет «Зенит-3SL» и сделать их негде. Остается только надеяться на создание новой российской ракеты «Иртыш» (прежнее название «Союз-5»), первые испытания которой по планам «Роскосмоса» должны пройти в 2022 году. Лишь после этого для морского старта получится создать специальную версию этой ракеты «Союз-7». Меж тем даже в законсервированном состоянии Sea Launch требует несколько десятков миллионов долларов ежегодно.

Вот и получается, что в то время, когда другие страны работают над созданием своей версии «Морского старта», российский простаивает без дела. Сможет ли он дождаться ракеты или будет пущен на металл, непонятно.

В чем же причина неудачи Sea Launch, что в нынешнем состоянии, что в прошлой жизни? В чем его отличие от проектов Китая и США? Скорее всего, дело в том, что китайский и американский морские старты – это очень узкоспециализированные, сложные инструменты, встроенные в четкую долгосрочную стратегию: в одном случае – развитие космопорта, в другом – проекта Starship. Sea Launch, в отличие от них, изначально создавался как исключительно бизнес-история без права на ошибку и с необходимостью делать немалое количество запусков ежегодно, без скидок на внешние факторы.

Вот и сейчас, до того как будет принято решение, что же делать с платформой Sea Launch, и S7, и «Роскосмос» сначала должны ответить себе на вопрос: как именно они видят будущее морского старта. Судя по всему, без господдержки и встраивания в единую стратегию развития государственной космонавтики проекту не выжить. Слишком много пусков ежегодно требуется делать, чтобы выйти на окупаемость, слишком мал шанс на ошибку.

автор статьи Михаил Котов / источник

СпейсХ приступил к созданию плавучих космопортов для Старшип

АВТОР: STEVEN LERNER · 16 ИЮНЯ, 2020

Начну со свеженького твита Илона: Elon Musk@elonmusk·1h

SpaceX is building floating, superheavy-class spaceports for Mars, moon & hypersonic travel around Earth

SpaceX is hiring for Offshore Operations Engineers in Brownsville. From the post: «Work as part of a team of engineers and technicians to design and build an operational offshore rocket launch facility»

Илон недавно оповестил персонал СпейсХ, что теперь работа гад проектом Старшип является приоритетной для компании.

Вчера прошли испытания бака SN7, изготовленного из нового сплава нержавеющей стали. Бак пробило, но не разорвало, при давлении жидкого азота 7,6 бар. Результат хороший, а самое хорошее то, что прорыв корпуса купола был маленьким, локальным и не пошел дальше. Возможно, был дефект в самом металле. Но не суть важно.

Они вели испытание на разрушение бака. Разрушения не произошло. Но перед тем, как образовался прорыв в куполе, Маск написал в твиттере, что они подозревают несколько прослабленных мест в конструкции и, что следующий бак, который уже готовится к испытаниям, уже не имеет этих прослаблений.

После испытаний Маск написал, что они готовят и новый сплав тоже.

Но это всё было вчера.

А сегодня обнаружилось, что СпейсХ объявил набор инженерного и технического персонала в Браунсвилле, Техас, для конструирования, постройки и эксплуатации плавучих космодромов.

Это не новая затея.

Когда Маск впервые презентовал свой проект, тогда ещё Big Fucken Rocket (BFR), критики этой затеи, в первую очередь, заговорили, что такие махины не позволят не то, что запускать, но даже заправлять топливом на космодромах. Просто по соображениям безопасности населения в прилежащих местностях. То есть, например, стартовые площадки на мысе Канаверал достаточно удалены от населенных районов, чтобы даже при аварии Сатурн-5, там не было бы жертв и разрушений. Но бустер и корабль Маска значительно крупнее, тяжелее, вмещают больше топлива, чем Сатурны. Взрыв такой гигантской «бомбы» на старте мог бы просто смести целые городки.

Кроме того, аккустический удар при включении двигателей бустера такого масштаба может вызвать непредсказуемые последствия. В НАСА хорошо помнят, мягко говоря, «неудобства», которые вызывали аккустические волны во время запусках Сатурнов. То ли от нервного напряжения + звуковая волна, то ли просто от инфразвука, женщины, присутствовавшие на гостевых трибунах, массово испытывали оргазмы. Это вызывало чувство неловкости, но поделать ничего не смогли.

Всё это напомнили Илону, особенно, когда он заговорил о суборбитальных пассажирских рейсах большой дальности. Таких полетов потребуется несколько в день — кто же выдержит?

И тогда Илон сделал 2 вещи:

— первое — уменьшил масштаб системы Старшип, приведя его к более-менее приемлемым характеристикам с точки зрения безопасности.

— второе — предложил большие плавучие платформы, выведенные в океан на расстояние от берега, достаточно большое, чтобы ни звуковые волны не воздействовали на соседствующее население, ни аварии не могли бы угрожать людям на земной тверди.

Когда Илону стали задавать вопросы про штормы и ураганы, которые нередки в этих местах, он ответил, что всё зависит от размеров этих плавучих космопортов, что достаточно большие, остойчивые, хорошо закрепленные платформы смогут перенести погодные неурядицы. Естественно, запусков и посадок в шторм не будет.

Но все эти разговоры тогда относились к какой-то отдаленной перспективе. Когда ещё эти «поплавки» понадобятся!!!

И вот начинается. Формируются группы проектантов и эксплуатационщиков плаучих космопортов. И, вероятно, уже будут продумываться системы логистик, связи, транспортные коммуникации, суда для перевозки людей, надо продумывать процесс обработки пассажиропотока как на берегу, так и на «поплавках». Ведь, если Старшип сможет принимать на борт пару сотен пассажиров для трансконтинентального перелета, то им надо обеспечить не только безопасность, но и комфорт в ходе посадки/высадки на корабль. Ну, примитивно, надо иметь санитарные удобства, размещение ручной клади, возможность «заморить червячка» во время ожидания посадки и после прилета.

Вопросов много. Всё надо постараться учесть на стадиях проектирования.

Плавучий космопорт — это вам не дроншип для Фалькона, эта задача на много порядков больше и сложнее. Но один аспект, я думаю, уже решен. Сеть wi-fi от Старлинка на борту этого космопорта будет обеспечивать пассажиров быстрым и надежным доступом к интернету.

Представляете, что будет твориться в инстаграме?