В последние десять лет мы наблюдаем в буквальном смысле революцию частной космонавтики. Началась она в Соединенных Штатах, но уже сегодня эта революция меняет подходы к использованию и освоению космического пространства по всему миру, в том числе в аспектах научно-технической политики государств и их конкуренции на этом направлении. Параллельно с бурным ростом коммерческого космического сектора наблюдаются качественные изменения в сфере космических технологий. Разумеется, все происходящие изменения затрагивают Россию и ее долгосрочные интересы.

Революция коммерческой космонавтики
С самого начала освоения космоса в этой сфере существуют частные компании, которые выступали подрядчиками по государственным контрактам в рамках космических программ, а также самостоятельно разрабатывали и создавали космические аппараты и услуги на их основе. Здесь важно подчеркнуть: государственный заказ охватывал разработку и создание ракет-носителей, других средств выведения полезной нагрузки, спутников, аппаратов научного назначения, грузовых и пилотируемых кораблей и орбитальных станций. Для частных инвестиций с 1960-х годов оказался привлекателен сектор телекоммуникаций – разработка, создание и эксплуатация спутников связи и вещания. Такой расклад в целом сохранялся на протяжении следующих 35–40 лет.

Предпосылки для изменений стали зарождаться во второй половине 1980-х годов, когда начали осознаваться экономические эффекты от космической деятельности и коммерциализации технологий, созданных в аэрокосмической отрасли по государственным контрактам. Эта сфера все чаще осмысливалась в категориях потенциальной прибыли. Не будем забывать о роли холодной войны как стимула для огромных государственных вложений в космические программы. Однако на излете своего противостояния Советский Союз и Соединенные Штаты сами все больше рассуждали о прибавочной стоимости, создаваемой каждым вложенным в такие программы рублем или долларом.




Помимо более рачительного подхода сверхдержав к своим расходам на космос, серьезную роль сыграла начавшаяся в те годы «революция в военном деле». Интеграция космических систем связи, разведки и навигации в повседневную деятельность вооруженных сил и зарождение феномена «высокотехнологичной войны» [1] потребовали привлечения значительного числа гражданских специалистов, а также использования войсками коммерческих спутников связи.

Начало новой эре положила война в Ираке 1991 г., после которой стало ясно, что никакая армия не сможет полностью обеспечить свои потребности в космических системах за счет использования исключительно военных аппаратов – слишком дорого. В то же время было понятно, что, например, навигационные спутниковые системы (тогда это были американская GPS и советская/российская система, позднее получившая название ГЛОНАСС), создание и поддержание которых коммерчески нерентабельно, должны быть частью гражданской экономической инфраструктуры, как дороги и электрические сети. С развитием технологий в разряд такой инфраструктуры перешли – и даже превратились в отдельный сегмент космического бизнеса – спутники дистанционного зондирования земли, позволяющие вести съемку земной поверхности в высоком разрешении и передавать данные в режиме реального времени широкому кругу заказчиков (изначально спутниковая съемка поверхности осуществлялась исключительно в интересах разведки).

Еще одним мощным стимулом к развитию коммерческой космонавтики послужили распад советской экономической системы и формирование мирового рынка космических товаров и услуг, куда вышли теперь уже российские и украинские предприятия с ракетами-носителями и ракетными двигателями. Чуть позже к ним присоединился Китай, осуществляющий коммерческие запуски спутников с помощью своих ракет-носителей и производящий спутники для заказчиков из Африки и Латинской Америки. Россия также стала пионером в коммерциализации работы орбитальных станций и зарождении космического туризма (это началось еще на станции «Мир»).



Окончание холодной войны высвободило из аэрокосмических отраслей США и России значительные массы специалистов, ранее занятых в государственных программах. И надо отдать должное американцам – они сумели создать условия для того, чтобы часть этих людей осталась в профессии, переключившись на коммерческую космическую тематику либо основав свои космические компании. Так формировалась «экосистема» частной космонавтики.

И все же точкой отсчета революции в коммерческом освоении космоса стал 2001 г. Тогда свой полет совершил полностью частный суборбитальный самолет «Спейсшип-1», который был спонсирован миллиардером Полом Алленом и лег в основу проекта по созданию корабля для массового космического туризма. За реализацию этого проекта, получившего название «Спейсшип-2», вместе с П. Алленом взялась компания «Вирджин Галактик» миллиардера Ричарда Брэнсона. Годом позже еще один миллиардер – Элон Маск – основал компанию «Спейс Эксплорейшн Текнолоджис», которая в итоге разработала семейство ракет-носителей «Фалькон» и грузовой космический корабль «Драгон».

Главное, на что следует обратить внимание: частный капитал начал осуществлять венчурные инвестиции в сферу космического транспорта, цель которых заключается в снижении стоимости доставки грузов и людей на орбиту и возвращения их на землю. Так, стоимость выведения груза на низкую околоземную орбиту ракетой «Фалькон-9» составляет 4300 долл./кг, а на ракете «Фалькон Хеви» она снижена уже до 1455 долл./кг. Для сравнения: стоимость выведения грузов на низкую околоземную орбиту российской ракетой «Протон-М» – 2600–4500 долл./кг [2].




Cвою роль здесь играет и государственная политика. В 2000-е годы американское правительство осуществило в рамках программы «Констеллейшн» (так называемая лунная программа Дж. Буша-младшего) (1, 2, 3) передачу бизнесу наработанных за десятилетия технологий и опыта, а также фактически отказалось от собственных новых проектов в области прикладной пилотируемой космонавтики и ракетостроения в пользу заказов на услуги коммерческих космических систем. Тем самым оно частично «страховало» вложения бизнеса.

В то же время американское космическое агентство НАСА получило возможность сосредоточиться на фундаментальных космических исследованиях и разработках, а также интеграции полученных в рамках гражданской и военной космической деятельности результатов в сферу авиации. В частности, здесь можно упомянуть экспериментальный высотный беспилотный самолет на солнечных батареях, адаптацию авиационных и космических систем, задействованных в военной беспилотной авиации, к нуждам коммерческого сектора, а также развитие технологий «летающего крыла», впервые использованной на военных самолетах и космических челноках, в гражданском самолетостроении. Это следует учитывать, поскольку космическая и авиационная отрасли нуждаются в синтезе, который создает основу для их взаимного технологического обогащения и выступает одним из ключевых локомотивов экономического развития.

Векторы глобальной конкуренции

Говоря о направлениях космической деятельности ключевых зарубежных игроков, можно выделить три из них.

Исследования дальнего космоса. Сюда входит отправка аппаратов к другим телам Солнечной системы – к Луне, астероидам, Марсу, иным планетам и их спутникам. В этих исследованиях участвуют Соединенные Штаты, Европа, Япония, Китай, Индия. Однако цели у игроков различаются в деталях. Если американцы и европейцы осуществляют сверхсложные миссии для сохранения своего научного и технологического лидерства, то миссии Китая и Индии более просты по содержанию и нацелены на усовершенствование собственной технологической и промышленной базы через эти проекты. В то же время отправка в декабре 2013 г. на Луну китайской автоматической научной станции «Чанъэ-3» в составе посадочного модуля и лунохода «Юйту» вкупе с успешным завершением летом того же года программы пилотируемых полетов первой китайской орбитальной станции «Тяньгун-1» свидетельствуют о стремлении КНР стать космической державой, способной полностью самостоятельно действовать в космосе. Что касается Японии, то ее цель – сохранить первенство в отдельных технологических нишах в области робототехники и естественных наук, чтобы иметь возможности для взаимовыгодного сотрудничества в космосе с США и ЕС, а также для превосходства в этих нишах над Китаем.




Астрофизика. Здесь речь идет об изучении строения Вселенной, других звездных систем, проверке базовых концепций теоретической физики. Первенство на этом направлении удерживают американцы и европейцы, и речи об активной конкуренции со стороны других игроков пока не идет. Россия сохраняет потенциал реализации подобных проектов, что соответствует ее жизненным интересам, однако нуждается в выверенной политике в области фундаментальных космических исследований.

Новые космические аппараты. Лидерство на этом направлении сохраняется за Соединенными Штатами, значительные НИОКР в этой сфере реализуются также Европейским космическим агентством. Критерием здесь служат не столько расходы на космические программы, сколько качество разрабатываемых аппаратов и сложность вновь отправляемых в космос научных миссий [3]. Новые космические аппараты наряду с новыми ракетами-носителями призваны упростить и удешевить использование околоземной орбиты для решения разнообразных прикладных задач, иметь большую гибкость в использовании, а также обладать длительным сроком службы и ремонтопригодностью.

Особого внимания заслуживает американский беспилотный многоразовый челнок X-37B, который был создан в интересах ВВС США и уже провел на орбите серию длительных экспериментальных полетов. В аппаратах такого класса наиболее перспективной и ценной является возможность играть роль оперативно развертываемой системы космической связи и разведки над заданным районом земной поверхности, в чем нуждаются вооруженные силы в условиях подготовки к конфликту и самого конфликта.

Такая система позволяет решить проблему дефицита пропускной способности коммерческих каналов связи в случае военных действий, а также проблему зоны покрытия спутниковыми системами различных районов Земли. В настоящее время аппарат X-37B играет роль орбитальной лаборатории, на которой отрабатываются новые космические технологии. В перспективе использование подобных аппаратов (усовершенствованных по сравнению с испытываемым сегодня) будет, видимо, включать техническое обслуживание и модернизацию уже развернутых спутников и телескопов.




Для сравнения отметим, что европейский экспериментальный многоразовый суборбитальный челнок IXV создается для отработки технологий будущих космических транспортных систем. В то же время европейцы в начале 2014 г. официально заинтересовались частной разработкой пилотируемого многоразового челнока американской «Сьерра-Невада Корпорэйшн».

Говоря о новых пилотируемых кораблях, стоит отметить, что американская компания «Боинг» ведет разработку многоразового грузопассажирского аппарата CST-100 вместимостью до 7 человек. Несмотря на то, что испытывать и первоначально использовать его планируется на МКС, он предназначен скорее для обслуживания и доставки пассажиров на частную орбитальную космическую станцию, разрабатываемую американской же компанией «Бигелоу Аэроспейс». Вместе с тем «Боинг» и «Локхид Мартин» по контракту НАСА участвуют в создании многоцелевого исследовательского пилотируемого корабля «Орион<» (1, 2). Летные испытания этого корабля должны начаться уже в 2014 г. И хотя в США пока нет четкого понимания, нужна ли новая пилотируемая экспедиция на Луну или к одному из близлежащих астероидов, компании американской космической отрасли заняты наработкой базовых технологий на этом направлении и переосмыслением опыта предыдущих пилотируемых программ.

Указанные направления глобальной космической конкуренции имеют и политические последствия. Новых проектов, в которых было бы возможно принципиальное сотрудничество ведущих космических держав, как это было в случае программ «Мир – Шаттл» и МКС, сегодня практически нет. Разные подходы, цели и возможности, в том числе разное институциональное устройство космической деятельности, затрудняют нахождение общего языка и общих интересов в космосе. Однако то, чего не удается достичь на уровне государств, вполне может быть достигнуто на уровне научного, университетского сообщества и бизнеса.

Россия в новых реалиях




На фоне происходящих процессов космическая деятельность России долгое время характеризовалась сочетанием инерции и попыток выработать новую стратегию. Такое положение дел было объективно обусловлено – реструктуризация советской аэрокосмической отрасли и ее адаптация к условиям рыночной экономики, учитывая провал политики конверсии в 1992–1993 гг., не могли произойти быстро. К тому же зарубежный спрос на отечественную космическую продукцию в 1990-е годы и возможность существования предприятий на старых запасах создали в российском обществе ложную иллюзию, что к космонавтике можно не прикладывать особых усилий. Ситуация начала меняться к концу 2000-х годов, когда серия неудачных космических проектов и аварий при запусках ракет, а также перемены в международном конкурентном раскладе заставили Россию критически осмыслить свое положение в этой сфере.

Сегодня российское правительство проводит курс на создание Объединенной ракетно-космической корпорации (ОРКК), призванной объединить и оптимизировать государственные активы в сфере ракетостроения и создания космических аппаратов. Здесь целесообразно задаться вопросом: насколько эта новая структура может быть конкурентоспособна в международном контексте и в условиях развития частных космических компаний?

ОРКК имеет высокие шансы на успех, если будет работать как корпорация развития. Во-первых, России нужно новое семейство ракет-носителей. Находящаяся на стадии подготовки к летным испытаниям ракета-носитель «Ангара» – это значимый, но лишь первый шаг на этом пути. Во-вторых, критерием успешности и конкурентоспособности новых ракет-носителей должна стать реальная, а не субсидированная государством цена за килограмм выведенного груза. Сегодня главная битва на этом направлении ведется за то, чтобы снизить данный показатель до уровня менее 1000 долл./кг. И главное – деятельность ОРКК должна подчиняться национальной стратегии освоения космоса, которую необходимо вырабатывать уже сейчас и публиковать результаты такой работы. Ключевой задачей должно стать проведение фундаментальных научных исследований в космосе и связанных с ними НИОКР.





России важно сформировать то понимание, к которому американцы пришли полтора десятилетия назад: никакая космическая деятельность за государственный счет, включая отправку космонавтов куда-либо, не имеет смысла, если она не ведет к получению принципиально новых знаний и технологий. И такое понимание сегодня берут за основу целеполагания не только Вашингтон и европейцы, но и Пекин, Токио, Дели. В связи с этим будет ошибкой, если ОРКК продолжит существовать в той же парадигме, в какой существуют российские космические предприятия и холдинги, а именно – поддержание производственного потенциала на минимально достаточном уровне и обслуживание нужд государственных ведомств и реже государственных компаний. Разумеется, такой подход предполагает, что российские спутниковые системы связи и телевещания должны создаваться за счет компаний связи и крупных телевизионных холдингов, а не за счет бюджета в рамках госпрограмм.

На такой базе станет возможной выработка новых проектов международного сотрудничества в космосе с участием России. В ближайшие годы их вряд ли будет много, однако четкое формулирование целей, организационной структуры и финансового плана позволит обеспечить нашей стране равноправное участие, а где-то и полноценное лидерство в подобных проектах.

Не стоит забывать и о том, что потенциал для развития частной космонавтики есть и внутри России. Разумеется, он сообразен состоянию и возможностям отечественного рынка, но явно превосходит то, что мы сегодня наблюдаем в Японии, Китае или Индии, где о частной космонавтике пока вообще сложно говорить. Речь идет о частных начинаниях, которые отталкиваются от российского научного сообщества. Первым таким начинанием можно считать исследовательскую команду «Селеноход», участвовавшую до декабря 2013 г. в конкурсе «Google Lunar X Prize» по созданию и отправке на поверхность Луны первого частного робота (эта команда дала старт отечественной венчурной компании в сфере робототехники – «RoboCV»). Другой пример российской частной космонавтики – компания «Даурия Аэроспейс», основанная миллиардером Михаилом Кокоричем и имеющая офисы в России (технопарк «Сколково»), Германии и США. Компания планирует разработать и развернуть систему спутников связи и мониторинга и предоставлять потребителям их услуги по электронной подписке.




Интенсивное развитие частной космонавтики, начавшееся в США в прошлом десятилетии, меняет мировую практику освоения космоса. Фактически мы можем говорить о коммерциализации всей деятельности, которая ведется на орбите Земли, включая пилотируемые полеты. Это стало возможным благодаря тому, что частным компаниям, создающим космические ракеты и аппараты на основе новых технологий, удалось значительно удешевить выведение грузов на околоземную орбиту. Вместе с тем неформальный статус лидера в космической сфере сегодня, как никогда ранее, зависит от способности той или иной страны либо группы стран проводить широкий спектр фундаментальных космических исследований, формирующих необходимый технологический и промышленный потенциал.

Россия имеет высокие шансы адаптироваться к мировым тенденциям в освоении космического пространства и занять достойное место в сферах фундаментальных исследований и частной космонавтики, создавая структуру ОРКК и благоприятные условия для появления космических стартапов в университетской среде. Необходимыми предпосылками здесь являются четкая и прозрачная стратегия, сформулированная политическим руководством страны, и воля к ее выполнению. В целом освоение космоса останется весьма политизированной сферой международных отношений, и для сохранения лидерского потенциала в этой сфере Россия должна быть способна выдвигать и реализовывать передовые научно-технические идеи.

Предприятия КРЭТ принимали активное участие в освоении космоса. Продукцию, разработанную специалистами Концерна, можно встретить на всех космических кораблях и станциях, от «Восток-1» до МКС. На тренажерах, созданных на предприятии КРЭТ, готовился к полету Юрий Гагарин. Не одно поколение советских космонавтов использовало уникальную разработку – космическую электробритву.

КОСМИЧЕСКИЕ ПРОВОДА

Искусственные спутники, аппараты для исследования Луны, Марса, Венеры и кометы Галлея, а также космические корабли и станции почти целиком укомплектованы проводами и кабелями, созданными в ОКБ Кабельная промышленность (ОКБ КП).

На станции «Мир» практически вся бортовая кабельная сеть была изготовлена из изделий ОКБ КП. За все время функционирования станции, на ее борту не было ни одного отказа по вине кабелей. Их ресурс не был исчерпан и к моменту затопления станции.

Сегодня кабельная сеть российских модулей МКС на 95% состоит из продукции предприятия. Четырехпарный симметричный теплостойкий кабель, разработанный ОКБ, является одним из основных элементов информационной сети МКС. Он используется для подключения и американских компьютеров и аппаратуры.

На предприятии были созданы и специальные грузонесущие кабели управления. Благодаря одному из них летчик-космонавт СССР Алексей Леонов совершил первый в мире выход человека в космическое пространство.



ТРЕНАЖЕРЫ ДЛЯ КОСМОНАВТОВ

НИИ Авиационного оборудования (НИИАО), входящий в КРЭТ, является головным предприятием по созданию тренажеров для подготовки космонавтов.

Специалистами института было разработано более 20 тренажеров для всех пилотируемых космических аппаратов от «Востока» до «Бурана» и «Союза ТМА». Именно в НИИАО был создан тренажер для подготовки к полету Юрия Гагарина.

Гордостью НИИАО признан тренажер на базе центрифуги ЦФ-18, который до сих пор является одним из основных средств подготовки космонавтов. Масштаб ЦФ-18, единственной в мире по своим параметрам центрифуги, действительно потрясает: радиус вращения – 18 метров, общая масса вращающихся частей 305 тонн, мощность главного двигателя – около 27 мегаватт.

Сегодня в эксплуатацию внедряются современные тренажеры от НИИ для подготовки экипажей к полетам на кораблях «Союз-ТМА» с новейшими вычислительными системами и возможностью отличной визуализации.



КОСМИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОБРИТВА

В 1971 году специалистам Уфимского приборостроительного производственного объединения (УППО) поступил особый заказ – на создание первой электробритвы для космонавтов.

Обычная бритва в космосе не годилась, так как там нет промышленной сети в 220В, и к тому же в отсутствии гравитации волоски будут летать по всему кораблю.

В результате многочисленных согласований с конструкторами космических кораблей появилась электробритва «Агидель-К». Кроме питания от бортовой сети 27В, она была снабжена встроенным микропылесосом.

Модели успешно прошли испытания космосом. Первыми высоко оценили качество электробритвы советские космонавты Павел Попович и Юрий Артюхин и озвучили это на весь мир непосредственно с борта космического корабля. Позже еще не одно поколение советских космонавтов благодарило уфимскую электробритву. До сих пор космическая электробритва является уникальной разработкой, аналогов которой не было и нет в мире.

БОРТОВАЯ АППАРАТУРА КОРАБЛЕЙ

Предприятия КРЭТ успешно участвовали в разработке и выпуске бортовой аппаратуры для отечественных космических кораблей типа «Восток», «Союз», лунного орбитального корабля, орбитальных станций «Мир» и МКС, грузового корабля «Прогресс».

Над аппаратурой для корабля «Восток-1», на котором Юрий Гагарин совершил первый в мире полет в космос, трудились специалисты многих предприятий Концерна.

Специалисты НИИАО разработали оборудование для первого космического корабля: системы отображения информации и средства ручного управления. Другое предприятие, входящее сегодня в Концерн, – АВЭКС – создало систему управления расходом топлива для ракеты, с помощью которой был осуществлен запуск «Восток-1».



Бортовую аппаратуру для станции «Мир» производили в УППО. Всего было произведено около 400 приборов. Общий вес бортовой аппаратуры, изготовленной на уфимском предприятии для станции «Мир», превышал 1 тонну. Позже в УППО были изготовлены приборы и для модулей МКС с общим весом более 2-х тонн.

Сегодня уфимское предприятие изготавливает приборы управления бортовым комплексом транспортных кораблей, а также участвует в работах по модернизации российского сегмента станции МКС и развертывании многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ).

Одним из последних космических достижений Концерна можно назвать систему управления «Нептун-МЭ» для кораблей серии «Союз-ТМА» разработки НИИ Авиационного оборудования.

«Нептун-МЭ» – это модернизированная версия системы отображения информации «Нептун», созданной в институте еще в 1999 году. НИИАО – один из немногих в мире и единственный в России поставщик систем отображения информации такого уровня.

Система способна контролировать и оперативно управлять бортовыми системами пилотируемого космического аппарата. «Нептун-МЭ» представляет собой пульт управления с тремя процессорами и двумя матричными жидкокристаллическими экранами.

Новая система уже была успешно опробована – пилотируемый космический корабль «Союз-ТМА» №709, оборудованный «Нептун-МЭ» был удачно запущен в мае прошлого года.



БАТАРЕЙКИ ДЛЯ КОСМОСА

Разработка конкурентоспособной космической техники требует перехода на новые типы аккумуляторов. Одним из ведущих российских разработчиков современных литий-ионных аккумуляторных батарей для космических аппаратов является ОАО «Авиационная электроника и коммуникационные системы» (АВЭКС), входящее в КРЭТ.

Характеристики таких батарей гораздо выше по сравнению с аккумуляторами других типов при аналогичном сроке службы и количестве циклов заряд-разряд. Но все же основным преимуществом этих аккумуляторов считается снижение массы по сравнению с традиционными батареями.

По оценкам специалистов, применение литий-ионных аккумуляторов на телекоммуникационных спутниках мощностью 15-20 кВт позволит снизить массу батарей на 300 кг. Это позволит значительно снизить финансовые затраты, учитывая то, что стоимость вывода на орбиту 1 кг полезной массы составляет около 30 тысяч долларов.