С колко SpaceX свали цените за изстрелване на ракети?
Наскоро Илон Мъск се пошегува в Twitter, че изстрелванията на SpaceX са толкова по-евтини от услугите на Boeing/Lockheed, че можете да построите сателит с разликата.
Разликата в цената от $300 милиона между SpaceX и Boeing/Lockheed надвишава средната стойност на сателит, така че летенето със SpaceX означава, че сателитът е основно безплатен https://t.co/CaOulCf7ot
През 2014 г. Сметната палата публикува доклад, в който се оценяват разходите по програмите на ВВС на САЩ за изстрелване на класифицирани сателити, които бяха изстреляни изключително от ULA. Поради липсата на прозрачност в ценообразуването беше трудно да се съпоставят ценовите етикети с офертата на SpaceX.
Правителството плаща на ULA фиксирана сума, независимо коя ракета е била използвана при изстрелването - дали е Atlas V, Delta IV или Delta IV Heavy. Освен това има договор за EELV Launch Capability (ELC), според който ULA получава 860 милиона долара годишно, за да осигури достъп до космоса, дори и да няма изстрелвания. ULA също получи общо 5 милиарда долара други разходи, свързани с оборудване за производство на ракети.
Монополът на ULA приключи, когато SpaceX започна да се бори за изстрелвания на полезни товари за националната сигурност. Първото изстрелване беше извършено през май тази година, поръчано от Националната служба за разузнаване, под формата на таен сателит NROL-76. Правителството изчислява, че в пряко сравнение с ULA, цената на изстрелванията на SpaceX е значително по-ниска.
Как ще реагират конкурентите?
След това ще разгледаме как цената на изстрелванията от конкурентите на Falcon 9 се е променила и ще се промени, какви стъпки ще предприемат участниците на пазара на услуги за изстрелване, за да не загубят мястото си под слънцето.
син произход
Целта на основателя ДжефБезос далеч не печели от изстрелването на комерсиални сателити, но дава възможност на милиони хора да живеят и работят в космоса, той също няма амбиции да изстрелва правителствени и военни сателити и планира да достави своите двигатели BE-4 за новата ракета носител (LV) ULA Vulcan. Ракетният двигател BE-4, задвижван от смес от течен кислород и втечнен природен газ, започна да се разработва през 2011 г. и вече са изразходвани повече от $1 милиард за разработка.Тягата на BE-4 беше увеличена до 550 tf по искане на ULA. Планира се същият двигател да се използва в първия етап на новата ракета New Glenn на Blue Origin и първото изстрелване ще бъде извършено не по-рано от 2020 г. Цената на изстрелването на New Glenn (NG) все още не е известна, но може да се очаква, че цената ще бъде сравнима с тази на Falcon 9, а полезният товар ще бъде 13 тона на гео-трансферна орбита (GTO). Като се има предвид опита от суборбиталните изстрелвания на системата New Shepard VTOL, когато една и съща степен беше изстреляна 5 пъти без значителни модификации, този опит ще ни позволи да изработим кацането на първите степени в рамките на няколко години след първото изстрелване на NG.
Стартовата цена за държавни и търговски натоварвания е много различна. Натискът на Мъск на изслушванията с предложение да се забрани полета на българския РД-180 за ракетата-носител Atlas 5 и да се остави напълно нерентабилната Delta IV даде резултат. Те решиха да изоставят двигателя и отделиха значителни средства за създаване на заместител. ULA, когато избираше двигател за новата си ракета носител Vulcan, между AR1 и BE-4, се наведе в полза на последния. AR1 изостава с няколко години в разработката, не предполага многократна употреба и компанията за разработка разчита основно на публични средства, за разлика от частния BE-4.
ULA представи концепцията за спасяване на двигателя от първия етап и авиониката SMART (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology). Двигателите се отделят от бустера след разделянето на първа и втора степен. Разкрита е надуваема защита, която помага да се забави падането на двигателния блок под свръхзвукова скорост и освен това парашутният блок се спасява от хеликоптер във въздуха. Без увеличаване на честотата на стартиране, компанията не вижда възможността за повторна употреба. Общите икономии ще бъдат до 30 процента, но ще са необходими значителни средства за разработване на технологията. ULA ще се движи в тази посока, но първият тестов полет ще се проведе не по-рано от 2024 г.
Поради шума около стартовите цени, ULA създаде уебсайт за изграждане на ракети Atlas 5, rocketbuilder.com. Посочено е, че леката ракета струва $109 млн., а най-тежката с пет ускорителя, способна да изстреля 8856 кг в GPO, $157 млн. Косвено високата цена на изстрелванията може да се посочи от факта, че от 2010 г. от 52 изстрелвания само 4 са били търговски. Изпълнителният директор на ULA Тори Бруно подчерта, че само за няколко години са успели да намалят минималната цена от 191 милиона долара на 109 милиона долара.
Европейска космическа агенция (ESA)
Европейската космическа агенция вече използва за изстрелвания ракети носители Vega и Ariane 5, чиито компоненти се произвеждат в цял списък от страни от ЕС и са доста щедро субсидирани. В същото време комерсиалното изстрелване на Ariane 5 струва $180-240 милиона, но той изстрелва 2 тежки спътника наведнъж (общо 10 тона), поради което е в голямо търсене на пазара. Дизайнът Ariane 6, който е наследник на настоящия Ariane 5, беше представен през 2012 г. спланираното първо изстрелване през 2020 г. Първоначално проектът беше 3 твърди ускорителя в първия етап и един във втория етап, за да донесе 6500 kg на GPO. Разработката беше спонсорирана от ESA (проектът беше оценен на 4 милиарда евро - сега намален до 2,4 милиарда евро), а Airbas Safran Launchers (ASL) беше избран за главен изпълнител. Впоследствие дизайнът беше преразгледан в полза на по-голяма ефективност на разходите, с оглед на разширяването на SpaceX, която директно се конкурира за търговски изстрелвания. Окончателният дизайн включва 2 версии: Ariane A62 и Ariane A64 с два и четири бустера на твърдо гориво. Цената и товароносимостта за GPO са съответно 5000 kg за 75 милиона евро и 10 500 kg за 90 милиона евро. Намаляването на началните разходи трябва да се дължи и на реорганизацията на производството, намаляването на броя на персонала с 30% от 8000 души, използването на 3D печат и отхвърлянето на вертикалния монтаж. Ракетата ще бъде сглобена хоризонтално в Le Mirabeau, преди да бъде транспортирана до Френска Гвиана за интегриране на бустер и полезен товар. Предвижда се до 2023 г. да се достигне графикът от 11-12 изстрелвания годишно.
ESA отпусна първия транш от 80 милиона евро за създаването на нов ракетен двигател Prometeus за многократна употреба, задвижван от двойка гориво метан + течен кислород. Цената на един двигател ще бъде 1 милион евро - само една десета от цената на сегашния водороден първостепенен двигател Vulcain 2 за ракетата носител Ariane 5. Изпитанията за стрелба ще започнат през 2020 г. с първи полет през 2030 г.
Цената на Proton се променя в зависимост от пазарните условия, за да остане конкурентен превозвач. Така през 2014 г. цената беше 115 милиона долара, сега тя е намалена на 70 милиона долара, като противопоставяне на ракетата носител Falcon 9 с фиксирана цена от 62,5 милиона долара. Въпреки факта, че Proton ще лети до 2025 г., бешебеше решено да се създадат по-евтини модификации на Proton Medium и Proton Light до 2020 г. Беше решено да се удължат резервоарите на първия и третия етап и напълно да се отърве от втория. В резултат на това полезният товар на GPO ще бъде сравним с този на Falcon 9. Хруничева смята, че цената на ракетата ще бъде намалена с 25% в сравнение с ракетата-носител "Протон-М", което ще доближи цената на изстрелването до 50-55 милиона долара.
Трябва да се отбележи, че от 1998 г. до 2003 г. JAXA проведе изследвания върху системи за вертикално излитане и кацане за многократна употреба като част от проекта за тестване на превозни средства за многократна употреба (RVT) от Института за космически и астронавтически науки (ISAS) в Центъра за тестване на ракети Noshiro в Северна Япония. Построени са 4 тестови екземпляра за наземни и полетни тестове. Образците получиха много подобрения: аеродинамична обвивка, система за контрол на позицията на азота, композитни резервоари за съхранение на водород и кислород, GPS навигационна система и възможност за рестартиране на двигателя по време на полет. По време на полет беше достигната височина от 42 метра, а точността на кацане беше 5 см. Всички разработки бяха предложени да бъдат приложени към следващото поколение, способно да донесе полезен товар от 100 кг на височина от 100 км. Въпреки обещаващите технологии, проектът беше затворен. Няма информация дали JAXA ще копира подхода на SpaceX или ще повиши старите си разработки, въпреки че сега това става по-актуално от всякога.
Реакцията на противниците на SpaceX е малко закъсняла, което може да се обясни с консервативния характер на космическата индустрия. До 2020-2021 г. много решения ще излетят: тук Proton Light, Vulcan (ULA), New Glenn (Blue)Origin) и Ariane 6 (Arianespace). Това ще бъдат по-рентабилни превозвачи, но SpaceX не седи със скръстени ръце. Компанията е направила 10 изстрелвания тази година и ще извърши още 12, а през 2019 г. планира 52 изстрелвания, немислим брой. Летвата е поставена високо от ръководството и често не е достигната, но тяхната увереност може да се обясни: в края на годината Falcon 9 Block 5 ще влезе в полет, който е проектиран така, че първата степен да може да бъде изстреляна 10 пъти с минимална поддръжка и без подмяна на основни компоненти. Също така през 2018 г. те обещават да спасят обтекателя на главата, чиято цена се оценява на $ 5-6 милиона , Първото повторно изстрелване на използваната първа степен вече струва половината от цената на изграждането на нова, въпреки че за да завладее пазара, на преден план не е цената на ракетата-носител, а нейната наличност за изстрелване на товара. Дори при еднократно рестартиране на първия етап флотът от налични превозвачи се увеличава 2 пъти. Сега SpaceX има повече от 50 поръчки в манифеста за стартиране, конкурентите имат всичко планирано за следващите 2-3 години - това, което се случва сега, ще има последствия само след няколко години. Но вече можем да кажем, че при липсата на инциденти с Falcon 9, SpaceX ще завладее по-голямата част от пазара за комерсиални изстрелвания.