Состоялся первый старт американской ракеты-носителя «Антарес»

Аналитика
США вводят в строй новый космический «грузовик»

21 апреля 2013 года в 21:00 UTC (22 апреля 01:00 мск) со стартовой площадки на о. Уоллопс, Вирджиния США, компания Orbital Sciences Corp. (OSC) успешно осуществила первый испытательный запуск своей новой ракеты-носителя «Антарес» (Antares). В ходе запуска на орбиту был выведен макет грузового корабля «Сигнус» (Sygnus, «Созвездие Лебедя») массой 3,8 т, а также четыре экспериментальных микроспутника класса Cubesat.

Данный старт стал для корпорации OSC началом кампании по реализации демонстрационной миссии коммерческой транспортной космической системы Антарес/Сигнус для доставки грузов на Международную космическую станцию (МКС). Как сообщали ранее представители Orbital Sciences, запуск корабля «Сигнус» намечен на лето 2013 года. В зависимости от его результатов уже в этом году может состояться первый штатный коммерческий полёт к МКС. [1] [2]

Справка

Двухступенчатая ракета-носитель среднего класса «Антарес» способна выводить на низкую околоземную орбиту высотой 200 км полезный груз массой 5 тонн. [3] Грузоподъёмность корабля «Сигнус» составляет от 2 до 2,7 тонн. [4] Для сравнения ракета-носитель «Фолкэн-9» (Falcon-9) компании SpaceX, которая используется для запуска кораблей «Дрэгон» способна выводить на ту же орбиту 10,4 тонны, а ракета «Союз», обеспечивающая российскую пилотируемую программу,  – до 7 тонн. Корабль «Дрэгон» в существующий на данный момент модификации способен доставить на МКС груз в 3,31 т, а вернуть в возвращаемом аппарате 2,5 т.С использованием форсированной модификации ракеты масса доставляемого груза может быть увеличена до 6 т. [5] Российский грузовой корабль «Прогресс» способен доставить на МКС 2,5 т, европейский грузовой корабль  ATV – 7,67 т, а японский HTV – 6 т. [6]

Таким образом, OSC спустя чуть менее чем год после успешной демонстрационной миссии грузового корабля «Дрэгон» (Dragon), созданного компанией Space Exploration Technologies (SpaceX), вплотную приблизилась к своему сопернику в конкурсе НАСА «Коммерческие транспортные услуги» (Commercial Orbital Transportation, COTS).[1] Полёты кораблей «Сигнус» и «Дрэгон» являются важной вехой в развитии космической деятельности США, давая начало регулярному транспортному снабжению Международной космической станции при помощи коммерческих кораблей, разработанных в рамках государственно-частного партнёрства промышленности и НАСА.

Корпорация Orbital Sciences была одной из частных компаний-пионеров, начавших разрабатывать собственными силами ракетно-космическую технику для НАСА и военных ведомств США. Фирму с начальным капиталом 300 тыс. долл. основал в 1982 году бывший инженер НАСА Дэвид Томпсон. [7] Первоначально основными задачами должны были стать разработка и маркетинг верхних ступеней в рамках программы космического челнока «Спейс Шаттл», однако это направление не получило развития из-за отсутствия спроса со стороны НАСА. Активный рост корпорации, за 15 лет сумевшей войти в число ведущих аэрокосмических предприятий мира, начался в 1988 году, когда был заключен контракт с ВВС США на запуски спутников с помощью ракеты воздушного старта «Пегас», разрабатываемой компанией на собственные средства. Ракета была создана за три года – беспрецедентно короткий срок. Первый запуск состоялся в 1990 году, а с 1994 года начала летать её более мощная версия «Пегас XL». Она стала первой за 20 лет новой ракетой-носителем (РН), разработанной промышленностью США, и первой  в мире ракетой, созданной на частные средства. При этом практически одновременно с проектом ракеты воздушного старта OSC начала разработку её наземной версии большей грузоподъёмности, РН «Таурус», первый запуск которой состоялся также в 1994 году. Затем по контракту с ВВС, заключённому в 1997 году, также за три года на базе технологий баллистической ракеты «Минитмен» и РН «Пегас» OSC создала РН «Минотавр». Всего по состоянию на конец 2012 года состоялся 41 запуск РН «Пегас», 9 запусков «Таурус» и 15 – «Минотавр». [8]

Однако компания не остановилась на достигнутом, начав осваивать новый сегмент рынка – производство коммерческих спутников. В 1992-93 годах OSC совместно с телекоммуникационной компанией Teleglobe запустила амбициозный проект создания первой в мире коммерческой низкоорбитальной спутниковой системы связи Orbcomm. В 1995 году состоялся первый запуск спутников, а в 1998 году система была введена в эксплуатацию. Также в 1992 году в корпорации OSC было создано подразделение в сфере бизнеса по продаже спутниковых снимков – компания Orbital Imaging Corporation (Orbimage). В 1997 году был запущен её первый спутник Orbview-2  (изготовленный также OSC), который стал первым в мире коммерческим спутником дистанционного зондирования Земли. [9] Наконец, в 1998 году, получив контакт на создание двух спутников от японской телевещательной компании BSAT, Orbital Sciences вышла на рынок геостационарных спутников.

Таким образом, за тридцать лет корпорация OSC проделала впечатляющий путь, превратившись в одну из крупнейших компаний американской и мировой ракетно-космической промышленности. По итогам 2011 года она занимала 14 место в рейтинге 50 крупнейших мировых поставщиков космической продукции и услуг, ежегодно публикуемом изданием Space News.[10]

В 2008 году Orbital Sciences начала развивать новое направление, когда с проектами ракеты «Таурус-2» (впоследствии переименованной в «Антарес») и корабля «Сигнус» стала вместо компании Kistler участником инициативы НАСА «Коммерческие транспортные услуги» (Commercial Orbital Transportation, COTS). Данная программа является примером уникальной международной кооперации: первую ступень ракеты-носителя «Антарес» разрабатывает и изготавливает украинское предприятие «КБ «Южное», на ней установлены российские двигатели НК-33, изготовленные ещё для советской «лунной» ракеты Н-1, а герметичный грузовой модуль для корабля «Сигнус» поставит европейская компания Thales Alenia Space.

Инициатива COTS была учреждена НАСА в январе 2006 года в рамках курса на расширение участия частного сектора в национальной космической деятельности и открытия для него возможности преимущественного предоставления государственному космическому агентству услуг по доступу на низкие околоземные орбиты. Изначальный замысел конкурса состоял в том, чтобы, «потратив до 2010 года всего 500 млн долл.», [5] помочь компаниям-победителям разработать новые корабли и продемонстрировать готовность коммерческих провайдеров к оказанию транспортных услуг.

Инициатива представляет собой программу для координации проектов по разработке на основе государственно-частного партнёрства средств для доставки грузов и экипажей на МКС. Её принципиальное отли­чие от прочих проектов НАСА, где разработка космической техники также поручается частным фирмам – крупным военно-промышленным аэрокосми­ческим корпорациям, заключается в том, что корабли остаются в собст­венности компаний-разработчиков, обслуживая как государственные нужды США, так и коммерческих клиентов. Помимо OSC в программе принимает участие компания SpaceX. На данный момент поставленные цели практически достигнуты, а суммарный объём финансирования из государственного бюджета за шесть лет составил чуть более 700  млн долл. США, из низ 288 млн долл. получила OSC, а 396 млн долл. – SpaceX. [11]

Одновременно с разработкой кораблей в рамках COTS, в 2008 года НАСА учредила программу коммерческого транспортного снабжения (CRS, Commercial Resupply Services), финансирующую фактическую доставку грузов на МКС. Контракты на 20 грузовых миссий в период до 2016 года были заключены с теми же компаниями-участниками: OSC и SpaceX, общая сумма составила 3,5 млрд долл.

Кроме того, в 2009 году на основе опыта COTS начата реализация более масштабной инициативы «Коммерческая доставка астронавтов» (Commercial Crew Program, CCP). Разрабатываемые корабли должны обеспечивать доставку и возвращение четырёх членов экипажа и груза массой 100 кг; а также пребывание корабля на орбите в составе МКС в течение 210 дней. Один из участников конкурса COTS, компания SpaceX принимает участие и в этой программе, разрабатывая на основе грузового корабля Dragon пилотируемую модификацию. Как ожидается, первый полёт состоится в 2015-2016 годах [5] Помимо SpaceX для заключительного этапа CCP отобраны компании Boeing и Sierra Nevada Corporation. К маю 2014 году они должны провести испытания и оформить интегрированный проект, по итогам которого можно будет осуществить пилотируемые демонстрационные миссии на околоземную орбиту.

Таким образом, НАСА, благодаря реализации инициатив COTS, CRS и CCP удалось в целом достичь заявленных целей: привлечь частный капитал и отработать нетрадиционную стратегию приобретения коммерческих средств доставки грузов на МКС. В итоге, как ожидается, к 2014 году в распоряжении США помимо созданных в рамках государственной программы ВВС «Одноразовые ракеты-носители» (EELV, Expendable Launch Vehicles) двух тяжёлых РН «Атлас» и «Дельта», будут два средних коммерческих носителя «Фолкэн-9» и «Антарес», а также две независимые коммерческие транспортные системы для доставки грузов на околоземную орбиту, что существенно укрепит позиции страны на международном рынке и обеспечит гарантированный доступ в космос. Данное государственно-частное партнёрство взаимовыгодно: участие в программах COTS и CCP позволяет американским аэрокосмическим компаниям получить ценный опыт работы в сфере пилотируемых программ, а также потенциально – доступ в новые рыночные ниши (так, SpaceX сумела получить доступ на престижный конкурентный рынок коммерческих пусковых услуг). В свою очередь, НАСА, передавая технологии в частный сектор, стимулирует инновации и конкуренцию, а также, что более важно, имеет возможность в условиях неопределённости, связанной с пересмотром долгосрочных целей развития национальной пилотируемой программы, перераспределить ответственность за поддержание проекта МКС, высвобождая ресурсы для более приоритетных направлений. При этом несмотря на то, что разрабатываемые коммерческие корабли не обеспечат существенного сокращения расходов (для сравнения, оплата услуг России по доставке американских членов экипажа на МКС в период 2017-2020 годах на кораблях «Союз» оценивается в 1,8 млрд долл., [12] в то время как сумма контракта  на грузовое обслуживание МКС с компаниями SpaceX и OSC составляет 3,5 млрд долл.), очевидно, что в данном случае первостепенное значение для руководства американской космической программы имеет создание национальных транспортных космических систем, обеспечивающих независимый доступ на околоземную орбиту.

При этом, анализируя опыт компаний OSC и SpaceX можно отметить, что принципиальная возможность реализации подобных инициатив на современном этапе обусловлена рядом факторов.

Во-первых, данные компании опираются на обширный опыт, накопленный за полвека в ракетостроении. Используя готовые, отработанные технологии и решения, они могут существенно сократить время и затраты на разработку. Во-вторых, в процессе создания коммерческих транспортных средств очевидна определяющая роль государственной поддержки, как финансовой, так и технической. К примеру, из 1,2 млрд долл., затраченных компанией SpaceX на разработку двух ракет-носителей и грузового корабля, около половины (571 млн долл.) составили гранты НАСА, а также контракт с ВВС США. [5] Кроме инвестиций, космическое агентство оказало компании значительную техническую помощь, а также передало ей стартовую площадку на космодроме Мыс Канаверал. В-третьих, необходимым условием успешной реализации данных проектов является наличие развитого частного сектора, подобного тому, что существует в высокотехнологичных отраслях американской экономики, обладающего достаточными компетенциями и капиталом, а также готового инвестировать в столь технически сложные и рискованные проекты. 

1 - Полёт к МКС корабля конкурентов SpaceX запланирован на начало лета. РИА-Новости. 01.03.2013. – http://ria.ru/science/20130301/925205512.html

2 - Carreau M. Orbital Sciences Poised for 2013 ISS Cargo Deliveries // AviationWeek.com, December 27, 2012. – http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/awx_12_27_2012_p0-530068.xml&p=1

3 - Selding P. Orbital Sciences’ Cygnus Capsule Debut Pushed to March or April // SpaceNews.com Oct. 23, 2012. - http://www.spacenews.com/article/orbital-sciences%E2%80%99-cygnus-capsule-debut-pushed-march-or-april#.USAQvqU7KSo Smith R. Taurus II changes name to the Antares ahead of debut launch 12/12/2011 - http://www.nasaspaceflight.com/2011/12/taurus-ii-changes-name-to-the-antares-ahead-of-debut-launch/

4 -  Cygnus advances maneuvering spacecraft. Factsheet. Orbital Sciences Corp. – http://www.orbital.com/NewsInfo/Publications/Cygnus_fact.pdf

5- Афанасьев И. Коммерческий корабль летит на МКС // Новости космонавтики. 2012. № 7 (354), Лисов И. Dragon приходит на станцию // Новости космонавтики. 2012. № 7 (354). С. 14-24

6- http://www.tsenki.com/launch_services/help_information/launch/2010/?EID=5757, http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/ATV/ATV_configuration, http://www.jaxa.jp/countdown/h2bf2/overview/htv_e.html

7-  Шумилин А.А. Авиационно-космические системы США. История, современность, перспективы. – М.: Вече, 2005. 524 с. – С. 134-138

8-  Официальный веб-сайт компании Orbital Sciences – http://www.orbital.com/

9 - Колюбакин В. Orbital Science Corporation // Теле-спутник. 200. № 5 (91). – http://www.telesputnik.ru/archive/91/article/32.html

10 - Top 50. 2011 Brought winds of Change for U.S. Industry // SpaceNews.com. Jul. 30, 2012. – http://www.spacenewsinc.com/pdf/Top502012Page1.pdf, http://www.spacenewsinc.com/pdf/Top502012Page2.pdf

11 - SpaceX COTS 2 Mission Press Kit http://www.nasa.gov/pdf/649910main_cots2_presskit_051412.pdf

12 -  Полярный П. Бюджет NASA и спасение «Вебба» // Новости космонавтики. 2012. №1 (348). – С. 60-61



[1] В испытательный полёт «Дрэгон» отправился в мае 2012 г.; затем были осуществлены две штатные миссии по доставке грузов на МКС, последняя из которых состоялась совсем недавно, 1 марта.