Китай покорит ближний космос с помощью микроракет

В 2017 году появилась новая мода - запуски микроракет с полезной нагрузкой до 500 кг, которая затмила даже прежнюю идею многоразовых космических ракет. Сегодня Исследовательский институт технологии ракетостроения КНР объявил о начале разработок новых малых средств запуска.

Китай планирует разработку твердотопливных микроракетных носителей коммерческого применения, чтобы удовлетворить растущий спрос на запуски микроспутников и наноспутников, пишет агентство Синьхуа.

"Будут разрабатываться микроракеты, отличающиеся сильными характеристиками, высокой точностью, низкой стоимостью и коротким циклом подготовки к запуску", - сообщила Китайская академия технологий средств выведения (CALT).

По сообщению CALT, в ближайшее время мировой спрос на запуски коммерческих спутников превысит 10 тыс., спрос на запуски в Китае достигнет 1000.

Исследовательский институт технологии ракетостроения КНР (англ. China Academy of Launch Vehicle Technology - CALT) является крупнейшим производителем космических ракет-носителей в Китае. Институт подчиняется китайской Корпорации Аэрокосмических наук и технологий, которая была создана в 1957 году.

Институт принадлежат государству, но не находится в государственном управлении. Производит семейство тяжелых и средних ракет Чанчжэн. В институте около 31 600 сотрудников, работающих в не менее 13 научно-исследовательских учреждениях.

Что такое микроракеты

В 2017 году новой модой в освоении космоса, которая затмила даже строительство многоразовых ракет, стала повсеместная разработка миниатюрных ракет для запуска в космос аппаратов массой менее 500 кг.

25 мая 2017 года состоялся первый запуск построенной полностью на частные средства сверхлегкой ракеты Electron производства новозеландской компания RocketLab. Первый запуск вышел комом, у второй ступени носителя произошёл сбой, и ракета орбиты не достигла. Но первая ступень отработала нормально, что позволило компании заявить о частичном успехе.

И действительно 21 января 2018 года, после многочисленных переносов старта, состоялся успешный запуск ракеты Electron, которая вывела 2 спутника на низкую околоземную орбиту.

Сейчас самая легкая серийная космическая ракета – трёхступенчатая Pegasus от компании Orbital ATK, запущенная в эксплуатацию в 1990 году. Это ракета запускается с самолёта-носителя на высоте около 12 км (40 000 футов). Она выводит до 443 кг (977 фунтов ) груза на низкую околоземную орбиту.

Основная проблема микроракет – выдающаяся стоимость вывода одного килограмма груза в космос. Если российский Протон выводит 20 тонн груза и стоит около $70 млн, то Pegasus выводит 450 кг при стоимости в районо $40 млн, а Electron- 150 кг груза при стоимости около $5 млн.

Как мы видим, есть существенный разрыв между «традиционными» запусками и современными. При этом видна тенденция удешевления стоимости вывода груза на орбиту с помощью микроракет.

Напомним, что в 90-х годах запуск Pegasus обходился в районе $55-60 млн, теперь стоимость снизилась на треть. При этом ракета парадоксальным образом была загружена заказами с самого начало создания. Сперва в основном государственными, а потом и многочисленными коммерческими. Electron производства 2017 года позволяет удешевить вывод груза в три раз по сравнению с Pegasus.

Мировую картину в области строения микроракет можно представить следующим образом:

Также стоит напомнить, что традиционная космонавтика не стоит на месте. Протон, не самая новая ракета 60-х годов XX века, подверглась существенной модернизации к 2012 году. Но российская ракета в настоящий момент уже не самая дешёвая из возможных «традиционных» альтернатив. Индийское издание The Indian EXPRESS в феврале 2017 года написало об успешном пуске легкой ракеты PSLV-C37.

«В среду Индийская организация космических исследований (ИОКС) существенно пополнило коллекцию своих достижений. Запуском PSLV-C37 ИОКС вывела на низкую орбиту 104 коммерческих спутника, что является новым мировым рекордом. Предыдущий рекорд принадлежал русским, которые смогли запустить 37 спутников», - сообщило издание.

В статье приводятся данные, что ракета стоит $15 млн, и известно, что она способна вывести на низкую околоземную орбиту до 1 378 кг. То есть стоимость вывода одного килограмма приблизилась к $1 тыс.!

Кажется безумием запускать килограмм за $90 тыс. на микроракете, когда можно делать тоже самое за $1 тыс., но коммерсанты всего мира соглашаются с такими расценками. Кроме этого, Китай сегодня объявил о желании поучаствовать в гонке за «неэффективным» выводом грузов с помощью микроракет.

В реальности никакого секрета в таком поведении нет. С начала XXI века в космических спутниках произошла революция миниатюризации. Большинство коммерческих спутников весят до 50 кг (микроспутники) и до 10 кг (наноспутники), причём последние преобладают, хотя срок их службы на орбите недолог. Кстати, рекорд индийской ИОКС в количестве запущенных спутников стал возможен благодаря их миниатюрным размерам. Только один государственный спутник весил 700 кг, все остальные 103 аппарата заполнили остаточную полезную нагрузку в 678 кг, то есть в среднем их вес был менее 10 кг.

Экономическая целесообразность микроракет

Микроспутники диктуют новые условия игры.

Сейчас «традиционные» ракеты добиваются микроспутниками по остаточному признаку к выводу крупных аппаратов. Расчет оптимального размещения на ракете происходит за счёт заказчика, к чему надо прибавить требования стандартизации. Проще говоря, заказчику приходится дополнительно заплатить $50-1000 тыс. за расчет и упаковку малого спутника, например, в Кубсат – специальный формат малых спутников весом в несколько килограмм. После этого заявленная «традиционными» космическими корпорациями стоимость вывода 1 кг груза от $1 до $4 тыс. несколько размывается на фоне остальных затрат для запуска.

Таким образом, вероятная стоимость вывода на орбиту 1 кг полезного веса за $30 тыс. на ракете Electron уже не кажется сверхвысокой. К этому надо добавить факт гораздо большей оперативности запуска по сравнению с обычными ракетами.

Китай, вероятно, глядя на успехи других стран и уже наблюдая быстрорастущий спрос на подобный вид вывода спутников на орбиту, решил серьёзно вложиться в микроракеты. Зная фундаментальное отношение КНР к стратегическим проектам, можно предположить, что массовый коммерческий космический интернет и другие чудеса освоения космоса, которые стали возможными благодаря микро- и наноспутникам, произойдут гораздо быстрее, чем кажется сейчас.