Космические инновации компании Virgin Orbit снижают стоимость вывода спутников на низкую орбиту

Компания Virgin Orbit, как уже можно догадаться по названию — одно из подразделений корпорации Virgin Group, бессменным руководителем которой является сэр Ричард Брэнсон. Компания была основана около года назад, но до сих пор о ней мало кто слышал. Занимается она разработкой технологии доставки на низкую орбиту Земли легких спутников. Схема запуска спутников выглядит следующим образом — летательный аппарат выводит небольшую ракету на высоту около 11 км, откуда она стартует и выходит в космос, выводя на орбиту спутники. Работает ракета на очищенном авиационном керосине, а не сверхдорогом криотопливе, так что и конструкция двигателя может быть максимально упрощенной.

Картинки по запросу Virgin Orbit

Но то, что сама технология запуска космических аппаратов не является инновационной, не умаляет значимости того, что делает компания. А они планирует снизить до минимума стоимость вывода спутников на орбиту. За последние несколько лет в сфере коммерческой космонавтики появилось много конкурентов, так что сейчас основная задача — предложить клиентам услугу по минимально возможной цене.

Это вполне достижимая цель, во всяком случае, так утверждает руководство Virgin Orbit. За $10 миллионов или около того компания может вывести на низкую орбиту Земли груз массой в полтонны. Немного, но некоторые спутники не весят больше 500 кг. Если же требуется грузоподъемность получше — то можно воспользоваться услугами SpaceX с ее тяжелой и сверхтяжелой ракетой-носителями.

Кстати, технология, которая предлагается компанией Брэнсона, не новая. С 1997 года по такому примерно принципу работает Pegasus XL компании Orbital ATK. Правда, взлетает Pegasus XL все реже, поскольку стоимость пуска составляет около $45-55 млн, и речь идет о низкой орбите. SpaceX предлагает немногим более дорогую услугу вывода спутников массой в несколько тонн. Но удорожание сейчас составляет не более 30%, поэтому некоторые компании выбирают именно SpaceX.

Если же Virgin Orbit действительно сможет вывести спутник на орбиту за $10 млн, то явно у компании появится целая очередь клиентов.

Вообще говоря, необходимость запускать небольшие грузы на невысокие орбиты возникает гораздо чаще, чем многотонные агрегаты в дальний космос. Но так уж сложилось, что научные организации или коммерческие компании, которым нужны были такие запуски, должны были либо платить кучу денег за свой небольшой груз, который отправлялся «в первую голову», либо же платить поменьше, но ждать своей очереди — то есть момента, когда появится «окно» в запусках крупногабаритных грузов для богатых компаний.

Сейчас же все меняется, и насколько можно понять, формируются разные ниши в экосистеме «космического извоза». В недалеком будущем даже не очень богатые организации смогут выводить свои грузы на орбиту Земли — это смогут делать как научные организации, так и коммерческие предприятия. Сильно сократится и временной интервал реализации заказа по запуску спутника. Сейчас организация, которая «застолбила» себе место, подав заявку на запуск и оплатив ее, ждет около двух лет до момента самого пуска. Желающих отправить свои грузы в космос достаточно много, так что выстраивается очередь.


Испытания двигателя ракеты Virgin Orbit

Но как для ученых, так и для бизнесменов ожидание — непозволительная роскошь. Например, различные стартапы могут в очень сильной степени зависеть от успешного запуска своего спутника на орбиту. И ожидание может просто разорить компанию, которой пришлось ожидать слишком долго.

Можно с уверенностью говорить о том, что спрос на запуски растет очень быстро. А значит и предложение должно реагировать соответствующим образом. И оно реагирует: на рынке появляются десятки компаний (о некоторых из них просто не пишут), которые стараются разработать как можно менее дорогое решение для запуска спутников в космос. Есть компании вроде Virgin Orbit, которые планируют отправлять грузы с Земли на орбиту в два этапа. Есть и другие. Некоторые компании стараются разработать технологию, которая позволила бы «печатать» на специальном 3D-принтере как корпуса ракет, так и их двигатели. В этом случае создание стоило бы минимум.

Как бы там ни было, но руководству компании стоит поторопиться, чтобы не отстать от конкурентов — как уже говорилось выше, их становится все больше. Понятно, что выживут далеко не все, а только те, кто сможет «сделать предложение, от которого невозможно отказаться». В это предложение входит и цена — если она будет меньше, чем средняя по рынку, клиентов это привлечет.

Кстати, Virgin Orbit выделилась в самостоятельное подразделение из Virgin Galactic — еще одной космической компании Брэнсона. Ее основной задачей считался «космический извоз» — то есть отправка на низкую орбиту Земли туристов. За то, чтобы пробыть в условном космическом пространстве несколько минут многие обеспеченные люди готовые платить сотни тысяч долларов.


Уияльм Померанц на одной из производственных площадок Virgin Orbit

Но после того, как начала работу компания SpaceX, Брэнсон и его коллеги поняли, что отправка в космос спутников может тоже приносить прибыль, и немалую. Руководит Virgin Orbit Уильям Померанц, который ранее занимал должность руководителя в Virgin Galactic. Померанц работал в НАСА, пять лет он работал в XPrize Foundation, где управлял Google Lunar XPrize.

Интересно, что изначально представители Virgin попросили Померанца ответить на вопрос — может ли система запуска спутников в космос с промежуточного летающего аппарата быть прибыльной. Изначально Уильям Померанц посчитал, что нет, не может. Но с течением времени он изменил свое мнение. Дело в том, что все больше компаний стали интересоваться возможностью запуска миниатюрных спутников, масса которых минимальна.

Такие спутники стали создавать как научные организации, так и коммерческие предприятия. По указанным выше причинам запустить в космос свои спутники многие компании не могли — кто-то из-за нехватки средств, еще кто-то — из-за отсутствия возможности в срок получить место на ракете-носителе.

Кстати, у SpaceX была идея отправки в космос грузов с использованием легкой ракеты-носителя. В движение ее бы приводил один-единственный двигатель Merlin. С его помощью в космос можно было бы запустить груз массой в несколько сотен килограммов, не более. Но дальнейшего развития эта идея не получила. Во многом потому, что компания уделяла основное внимание ракете Falcon 9 и кораблю Dragon. С остановкой этого проекта появился реальный шанс у других компаний, включая SpaceX.

Померанц стал первым сотрудником новой компании. Чуть позже штат стал увеличиваться, расширившись до 40 человек. Сегодня здесь работают сотни человек, причем часть — это специалисты из Boeing, SpaceX и других компаний, занятых в аэрокосмической сфере и смежных секторах.

Сейчас площадка, на которой работает компания, полна частей ракеты LauncherOne — есть обтекатели, корпус и прочие элементы. Ракета состоит из двух ступеней. Что касается первой, то ее диаметр составляет 1,8 метра, а запуск производится при помощи двигателя Newton Three. Вторая ступень приводится в движение движком меньшего размера Newton 4. В ступени есть топливный бак, который и снабжает горючим двигатель. По словам разработчиков, ракета может вывести на низкую орбиту груз в полтонны.

Преимуществами ракеты является относительно большое количество разных мест, откуда можно отправить ракету, меньшая, чем у больших ракет-носителей зависимость от погодных условий, возможность вывода спутников на разные орбиты при помощи мобильной системы запуска.

Насколько перспективен рынок малых спутников?

Пока что не совсем ясно, но в Virgin Orbit считают, что треть клиентов — компании, которые еще никогда не осуществляли вывод собственных спутников на орбиту. Еще треть — те, кто ранее уже плотно работал с космосом и теперь решил снизить свои операционные затраты, плюс треть — правительственные организации. Померанц и его шеф Ричард Брэнсон считают, что сейчас есть все возможности для работы компаний, осуществляющих запуски грузов при помощи небольших ракет.

В этом году компания не собирается осуществлять коммерческую деятельность. Зато в следующем планирует осуществить около дюжины пусков. И еще примерно 12-24 пуска будут осуществлены в 2020 году.

Несмотря на то, что работы еще и не начинались, в компанию уже инвестировали сотни миллионов долларов. Основные инвесторы — сам Брэнсон, так также государственный инвестиционный фонд из Абу-Даби Aabar. Плюс ко всему есть еще $4 млн от DARPA.


Полностью собранная вторая ступень, установленная в пустыне Мохаве, Калифорния, США

Но что с прибыльностью? По словам Померанца, его компания будет прибыльной при условии осуществления примерно 12 пусков в год. Для снижения себестоимости создания ракет и самих пусков компания собирается использовать печать на специализированных принтерах. С их помощью Virgin Orbit надеется разрабатывать как корпуса ракет, так и ракетные двигатели. Кроме того, новые технологии помогут сократить время изготовления одной ракеты с 10 месяцев до 2-3.

Померанц считает, что одновременно с подготовкой первого полета необходимо сразу же готовиться и ко второму. Когда клиенты услышат о готовности первой ракеты, они должны знать, что вот-вот будет отправлена в космос и вторая. Космическая доставка грузов на орбиту должна быть подобной конвейеру, чтобы у клиентов всегда была возможность отправлять грузы именно тогда, когда это нужно.

Что же касается конкурентов, то их действительно становится все больше. Сейчас, например, бурным ходом идет развитие космической индустрии в Китае. В частности, космический стартап из Пекина, который называется OneSpace запустил первую в Китае частную ракету. Пуск был осуществлен на этой неделе. Речь идет о небольшой суборбитальной ракете, высота которой составляет около 9 метров. Это тоже суборбитальные ракеты, которые отправляются на высоту около 100 км от поверхности Земли.

Что же касается SpaceX, то Илон Маск сообщил, что надеется на дальнейшее снижение себестоимость запуска ракеты-носителя, причем это снижение будет радикальным — вплоть до $5-6 млн. В настоящий момент SpaceX прекратила работы по модификации ракеты-носителя Falcon 9, остановившись на текущей версии Block 5. Освободившиеся результаты можно использовать для развития других направлений.

Источник: https://habr.com/
Автор: Максим Агаджанов

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!