Версия для печати

Волею создателя

Предыстория «Арго», или какие преимущества видит частный космос перед государственным
Песков Алексей
Проект многоразового космического корабля «Арго»

Поводом для беседы с Сергеем Соповым, председателем совета директоров ООО «Многоразовые транспортные космические системы», послужил анонс принципиально нового для отечественной космонавтики корабля «Арго». Но начали мы разговор не с этого – слишком уж много вопросов накопилось к российской космической отрасли, и без понимания текущих проблем бессмысленно говорить о решении проблем будущих.

– Что, на ваш взгляд, не так в нашем космическом королевстве, почему есть множество обещаний грядущих побед, но практически нет никаких прорывных достижений?

– У каждой страны имеется доступный ей технологический уровень, и в зависимости от него она может производить либо луки со стрелами, либо космические ракеты. Она в состоянии сделать лишь то, что ей доступно, исходя из имеющихся достижений. Можно ли этот рубеж перепрыгнуть? Можно, но для этого должны быть поставлены соответствующие задачи и сделаны определенные вложения. Чтобы поднять наши космические программы на достойный уровень, нужно начинать со школ, институтов, развития фундаментальной науки, с освоения технологий, которыми мы не владеем, то есть вложиться во все составляющие научно-технического прогресса, и тогда можно надеяться, что будет что-то получаться. Если же задача ставится попроще – сделать что-нибудь, допустим, ракету – и не оговаривается необходимость достижения определенных технологических высот, то вы останетесь в прошлом. Если используете технологии сорокалетней давности, то у вас и сегодня, и через десять лет будет получаться одно и то же. Нет сверхзадачи.

Весь мировой рынок запусков для российских компаний будет закрыт, а надежды, что за ближайшие годы у нас самих появится нужда в массовых коммерческих запусках, как это произошло в Китае, нет никакой

А вот когда мы делали «Энергию» – «Буран», она была. Скажем, стояла необходимость освоить технологию создания многоразовых транспортных космических систем. И мы поднялись на эту ступень, как и на многие другие, осваивая то, чего никогда раньше никто не делал. Технологические возможности – это ведь не данность, не приговор, они должны непрерывно расширяться. Но стоит на этом пути остановиться, и вы скатываетесь в прошлое. Технологии теряются не с документацией, не с «железом», которое исчезает. Завтра человек, знающий все тонкости производства, уйдет на пенсию – и если он после себя никого не оставил, то никакая документация не сможет заменить его опыт. Потому и получается у нас, за что бы ни взялись, либо паровоз, либо «Запорожец», поскольку технологически остаемся в прошлом веке. К сожалению, в ряде критически важных для страны областей – в авиации, в авиационном и космическом двигателестроении, в ракетно-космической технике мы до сих пор остаемся на уровне 90-х годов и не делаем попыток шагнуть дальше.

Тиражируем привычное, выдавая его за новое, как проект СТК «Енисей», в котором комбинацией из типовых блоков создаются носители разной мощности. Хотя понятно, что одна сорокалитровая канистра весит меньше, чем четыре десятилитровые. И создавая такой «конструктор», мы не получим ни полноценной сверхтяжелой ракеты, ни нормальных ракет среднего класса, которые и должны формироваться в пакет, образуя тяжелый носитель.

Я в свое время задумался, а есть ли какой-то показатель эффективности той или иной ракетной системы, способный характеризовать ее технологический уровень. В первом приближении это может быть «коэффициент конструктивного совершенства» – соотношение между полной массой заправленной ракеты и массой собственно конструкции. Чем конструкция легче при прочих равных параметрах, тем она совершеннее, тем выше технологический уровень, необходимый для ее создания.

– То есть некое мерило доступного технологического уровня, я правильно понимаю?

– Именно. Для ракет среднего класса у нас этот коэффициент примерно равен 9–10. И в этом смысле наиболее показательна не первая ступень, а вторая. Каждый лишний килограмм второй ступени является потерянным полезным килограммом в космосе. Именно от ее характеристик зависит выведение нагрузки на орбиту, и она должна получить все самое лучшее из возможного, стать шедевром весового проектирования и показателем достигнутого технологического уровня. Самая совершенная советская ракета «Зенит», ее вторая ступень весит 91 тонну, сухая масса – 8,9 тонны. Коэффициент – примерно 11. Аналог – Falcon-9 Илона Маска. Вторая ступень – 111 тонн, сухая масса – 4 тонны и коэффициент конструктивного совершенства – 27. И кто бы что ни говорил, для нас сегодня подобный технологический уровень просто недоступен.

– Их «канистра» вдвое легче и вчетверо эффективнее…

– Как-то так… Масков двигатель «Мерлин» на второй ступени весит 465 килограммов, а на «Зените» – 1350 при сопоставимой мощности. Да, наш выигрывает по удельному импульсу, но зато и его стоимость в 2,5 раза выше. Что за собой тянет это соотношение? Для того чтобы вывести на орбиту такую же нагрузку, что и двухступенчатый Falcon, нам нужна третья ступень, которую по традиции в России называют разгонным блоком.

Волею создателя

То есть наш технологический уровень сейчас не позволяет обойтись без третьей ступени (разгонного блока), а это плюс 10–14 миллионов долларов, на минуточку. Это увеличение себестоимости пуска и снижение его эффективности, а также надежности. Мы уступаем и Маску, и европейскому современному семейству ракет Arian 6, и реальных шагов к тому, чтобы создать в России полноценную двухступенчатую ракету, пока не видно.

– Все знаковые космические достижения человечества имели серьезнейшую мотивацию. «Семерка» Королева – обеспечение безопасности страны, умри – но сделай. Джон Кеннеди: «В конце этого десятилетия нога американца ступит на Луну». «Энергия» – «Буран» – партия приказала догнать США с их «Спейс Шаттлом», тоже оборонная задача без всяких скидок на «мы не можем». Есть ли у России сейчас серьезные мотивы создать нечто прорывное в космической области, которое все ждут, но которое никак не прорывается?

– Космические достижения в Российской Федерации ныне не востребованы, и даже то, что сейчас делает наша компания, никому, кроме нас, по сути не нужно.

– И для кого тогда все это?

– Думаю, что мой ответ не понравится вам, как и многим другим: мы делаем это для того, чтобы зарабатывать деньги, мы занимаемся коммерческим космосом, а это диктует все остальное. Технологический уровень нашей транспортной космической системы нас интересует в первую очередь в силу снижения себестоимости транспортных услуг, предлагаемых нами на рынке. Мы создаем многоразовый транспортный космический корабль, который можно будет выводить в космос на существующем «Союзе-2», а также европейской РН «Ариан 6» версии А62 с космодрома Куру или на том же «Союзе-2» или новом многоразовом отечественном носителе, если он будет создан, с космодрома Байконур. Меня часто спрашивают: «Сопов, зачем ты делаешь новый грузовик, когда у нас есть «Прогресс»? Объясняешь, что можно ездить на телеге, а можно и на автомобиле, – не понимают. Как не понимают и того, что создаваемый нами корабль продвигает общий уровень развития космической техники в РФ.

– Плюс вы пытаетесь предложить что-то нашей сегодняшней космонавтике практически неведомое – многоразовость. Хотя с «Бураном», вы упомянули, определенный опыт был…

– Два запуска «Энергии» дали понять, что с многоразовыми космическими аппаратами еще предстоит решить множество вопросов. Речь надо вести не о конкретных носителях или аппаратах, а о транспортной системе в целом. Каждая транспортная система развивается по одним и тем же законам, потому что задача у любой транспортной системы одна – это доставка грузов и людей из точки А в точку Б. И не так важно, где эти точки находятся – на поверхности Земли или в космосе. Все будет направлено на снижение стоимости этой операции. Поэтому сразу можно сказать, что одноразовая ракета также эффективна, как одноразовый самолет. И в космосе в конце концов все будет точно так же, как в авиации, от многоразовости нам никуда не деться. Проектировать сегодня одноразовые транспортные космические системы – это анахронизм какой-то.

– Какие проблемы нас ждут при переходе от разовых полетов к реально работающей транспортной системе?

– Пока технологические возможности человечества позволяют спасать первую ступень, что демонстрирует Илон Маск. Сейчас его люди работают над решением проблемы возврата второй ступени, в техническом плане это задача на порядок сложнее, чем возврат первой, и они раньше или позже обязательно с этим справятся. Мы же, изначально имея колоссальный задел по опыту спасения первой ступени, полученной еще на блоках А «Энергии», сейчас первую ступень возвращать не можем.

Проблема спасения каждого элемента носителя вовсе не в том, как ловчее приземлить отработавшую ступень, – это можно сделать разными способами и эффективность каждого легко просчитывается. Вопрос в том, что у тебя внутри и как спроектировано изделие. Если оно создавалось сразу как многоразовое, то его надо после каждой посадки не разбирать до винтика, а просто вновь заправить и пустить в дело. То есть вся начинка – двигатели, трубопроводы, клапаны и прочее должны изначально рассчитываться на многократное применение. Именно так и проектировались блоки А «Энергии», на основе которых впоследствии создавалась ракета «Зенит». Но и тогда осталось много нерешенных вопросов. В первую очередь – как противостоять аэродинамическому нагреву корпуса при спуске.

– Так на парашюте же – какой нагрев… Или как у Маска, на двигателях…

– Прежде нужно погасить весьма высокую скорость, на которой первая ступень прекращает работу и отделяется. Она входит в атмосферу Земли где-то на высоте 70 километров и должна затормозиться до скорости, на которой можно задействовать парашюты или двигатели мягкой посадки. Почему-то принято считать, будто нагрев происходит от трения корпуса о воздух, но это не так. Движущаяся с огромной скоростью ступень создает перед собой уплотнение воздуха, ударную волну, и чем выше скорость, тем сильнее нагрев. От возникающего плазменного облака идет конвекционная передача выделяемого тепла на конструкцию – как этому противостоять? При посадке первой ступени Falcon-9 при входе в плотные слои атмосферы включаются двигатели на малую тягу – за счет этого тепловые потоки к поверхности сопел, донной и боковой поверхности блока существенно уменьшаются. Но двигатели изначально должны предусматривать подобный режим работы.

– Что мешает воплотить идею Маска на наших будущих многоразовых ракетах?

– Для такой посадки двигатель должен быть рассчитан на многократное включение и дросселирование до 40 процентов тяги. Такие возможности должны закладываться в двигатель на этапе его проектирования. С теми, что у нас есть, сколь бы их ни нахваливали, реализовать подобную схему невозможно. То есть список необходимого для того, чтобы вывести нашу космонавтику на уровень создания многоразовых систем, нужно начинать с создания принципиально нового для наших конструкторов двигателя. Нужно перенестись с уровня 80-х годов в день сегодняшний: двигатель с тягой 100 тонн должен весить не более 600 килограммов, но не 1300 или 1500, что есть сейчас. Далее – проектирование многоразовых элементов ракеты-носителя, чтобы не приходилось их менять после каждого запуска. Самое сложное: конструктивное совершенство второй ступени должно быть улучшено минимум вдвое, но здесь пока вообще никаких просветов.

При существующем положении дел в системе Роскосмоса нельзя сделать ничего принципиально нового. Даже если за работу возьмутся гении, они будут связаны существующими нормативными документами и законодательными актами. В советское время генеральный конструктор имел, помимо огромной ответственности, и колоссальные права, он своей подписью мог продвинуть любой тупиковый вопрос, возникавший при проектировании новой техники. Классический пример – Королев. Когда стоял вопрос о разработке посадочных модулей для Луны и никто не знал, придется сажать аппарат на твердую поверхность или на толстенный слой лунной пыли, он написал «Луна твердая» и поставил подпись. С этого момента на нем лежала вся ответственность, если бы решение оказалось неверным. Но дело делалось. Не в том проблема, что нет сейчас людей, сопоставимых с Королевым, – просто нынешняя система вообще исключает подобного рода решения. Есть нормативные документы, те же ГОСТы и технические регламенты из советских времен, и будь добр их придерживаться. Пришел на должность – говори, что хочешь, а делай все по имеющимся стандартам. Допустим, есть определенный технический риск – скажем, заменить используемый сплав другим, который конструктор счел более подходящим. Но чтобы это сделать, нужно открывать отдельную НИОКР, а это лет пять исследований и согласований. А прав взять ответственность на себя нет ни у кого. По всем расчетам требуется уложить космический корабль в четыре, допустим, тонны, но в имеющихся условиях получится только шесть, не меньше. Самое парадоксальное, что и менять эту систему не имеет смысла, – она есть и работает.

Просто нужно, чтобы задачи коммерческие решались частным бизнесом. Глава такой компании вправе выпустить собственные нормативные документы, которыми будут руководствоваться конструкторы. Наши технические риски компенсируются через механизм страхования. Любой госслужащий, попытавшийся пойти таким путем, будет как минимум уволен. Тем более что высокими идеями никто не горит и личным благополучием рисковать не собирается. Таковы правила игры.

– Вернемся к вопросам целесообразности. Вроде бы очевидно, что вначале должен сформироваться спрос, а уже следом появится предложение. Пока не видно битв среди заказчиков выводов на орбиту, тогда как «пусковики» дерутся за заказы…

– Вы будете ждать с созданием эффективной транспортной космической системы, пока кому-то захочется создать заводы на орбите, а тем временем те, кто мог бы ими заняться, смотрят на существующий потенциал транспортных космических систем, стоимость выведения и возможность возврата на Землю продукции этих заводов. Инфраструктура, к которой относятся транспортные системы, должна быть опережающей, и Маск это продемонстрировал наглядно. До него было понятно: есть «Зенит», который с «Морского старта» при запуске из экваториальной зоны выводил на геопереходную орбиту (ГПО) шесть тонн, и был «Протон», выводивший те же шесть тонн на ГПО, но с космодрома Байконур. Под эти возможности производители спутников создавали свои аппараты. Маск своей ракетой Falcon-9 пришел на уже сформированный рынок и вытеснил практически всех из этой ниши. Теперь он формирует себе будущий рынок сам, предлагая новые услуги по выводу в космос коммерческих космических аппаратов. Предложил кластерные запуски нескольких спутников на одной РН – и сразу появились заказчики, готовые подстроиться под те размеры полезной нагрузки, которые он диктует. Потому что выгодно. Он обозначил, что начиная с 2021 года сможет регулярно осуществлять запуски по два в месяц, и сразу стало возможным при создании спутника иметь гарантированную дату его выведения, а не ждать неопределенное время, пока соберут пакет полезной нагрузки от разных заказчиков. Поэтому все дальнейшее развитие работ в космосе будет зависеть от создания эффективных транспортных систем. Масков «Дрэгон» может спускать с орбиты две тонны груза, а не те считаные килограммы, что способен довезти «Союз». Наш «Арго» сможет вернуть на землю одну тонну. Появится стабильно работающая транспортная система между Землей и орбитой, непременно найдутся и заказчики на эту услугу.

– «Арго» в дальнейшем не будет трансформироваться и в пилотируемую версию?

– Нет, мы изначально этого не планировали. Я занимаюсь бизнесом, а в нем очень важно правильно структурировать свою деятельность, выбрать определенную нишу и не пытаться охватить все. Мы занялись проблемой организации транспортных потоков по маршруту «Земля – низкая опорная орбита – Земля» для нужд орбитальных станций и автоматических производств, которые могут появиться в будущем. Лет через двадцать наша компания должна уже иметь свой носитель и такую модификацию «Арго», которая сможет доставлять и возвращать грузы на орбиты Луны и Марса. Пилотируемая космонавтика – это важно для государства, для политики, но не для нас, коммерсантов.

– А почему вас не увлекли идеи создания авиационно-космической транспортной системы, воздушного старта? Сейчас именно это направление многим кажется перспективным.

– Для меня это неочевидно. Оценки всех возможностей мы прошли уже тридцать лет назад. Главная проблема – двухсредный двигатель, использующий на первом этапе кислород атмосферы. Чтобы он работал в разреженной среде на высотах порядка 80 километров, его предварительно нужно разогнать до гиперзвуковой скорости на высоте километров двадцать. И что останется от озонового слоя при массовом использовании подобных систем, можно догадываться. Так что пока мир идет по пути развития многоразовых ракет. Повторю, одна из ключевых задач – научиться сажать вторую ступень. Маск уже делает первые шаги – корпус из нержавеющей стали, теплозащитное покрытие… Вначале, полагаю, он будет реализовывать суборбитальные полеты, а уж потом – отрабатывать возвращение с орбиты. Скорее всего конструкция получится если не с крыльями, то с некими аэродинамическими поверхностями, обеспечивающими управляемую посадку. В идеале, когда сможем достигнуть конструктивного совершенства порядка 35–40, можно будет говорить и об одноступенчатых ракетах, хотя я не уверен, что это реально в обозримом будущем.

– Вы сказали, что «Арго» создается в рамках европейского проекта. Может ли он стать еще и российским?

– Конечно, хотя мне кажется, что барьеры, которые ныне появляются в космосе, за пределами здравого смысла. Когда мы говорим «корабль в рамках европейского проекта», это значит, что инвестор и основной заказчик – европейские компании, но разработка корабля наша. Мы тесно сотрудничаем с нашими коллегами из Казахстана. Пора прекратить выстраивание барьеров в освоении космоса, и этим проектом мы пытаемся доказать, что можно сделать что-то общее, нужное всем, выйдя из-под национальных ограничений. Надо понять, что сегодня мы не являемся единой человеческой расой, одной земной цивилизацией, мы крайне разобщены национально, религиозно, идеологически, политически, ментально, нас раздирают экономические, политические, религиозные и военно-территориальные противоречия. Мы не дозрели до космоса, и пока мы сами не изменимся, он будет нам не по зубам.

– То есть контрактов с нашими государственными структурами у вас нет?

– Есть только недавно подписанное соглашение о сотрудничестве с Роскосмосом, которое позволяет нам, опираясь на него, начать подключать к нашему проекту входящие в его структуры предприятия. В принятом год назад бюджете Пентагона есть пункт, прямо распространяющийся на российскую космическую деятельность. Он говорит, что с 1 января 2023 года РФ вносится в список стран (Китай, Иран, Северная Корея, Сирия и Судан), услугами средств выведения которых запрещено пользоваться при проведении запусков коммерческих спутников, а также накладываются ограничения на услуги коммерческих спутников. То есть весь мировой рынок запусков для российских компаний будет закрыт, а надежды, что за ближайшие годы у нас самих появится нужда в массовых коммерческих запусках, как это произошло в Китае, нет никакой.

– Длительный кризис в нашей космической отрасли наводит на грустные мысли: а остались ли еще конструкторы и с высокими амбициями, и с потенцией, чтобы их реализовать? Школа-то посыпалась…

– В нашей компании МТКС самые старые – я и генеральный конструктор Николай Брюханов, пришедший из РКК «Энергия», где он разрабатывал «Клипер», потом «Федерацию», переименованную в «Орла». А за нами уже поколение сорокалетних, которых тщательно отбираем и даем возможность творчески работать. Сейчас приходят тридцатилетние, которые уже что-то из себя представляют. То есть лет через пять-шесть, когда мы уйдем, за нами не останется выжженной земли, нам есть кому передать опыт. Наш коллектив расширяется по мере возникновения новых задач. Пока главное – создание корпуса корабля, его основы. Сделаем три, необходимых для испытаний и дальнейшей работы, будем расширять направления по различным системам корабля. Думаю, что и в другие космические фирмы приходит умная и толковая молодежь.

Беседовал Алексей Песков

Опубликовано в выпуске № 42 (855) за 3 ноября 2020 года

Loading...
Загрузка...

 

 

  • Past:
  • 3 дня
  • Неделя
  • Месяц