Що буде, якщо ракети Falcon припинять польоти?
Західний ринок космічних запусків опиниться у великій скруті без Falcon 9. Джерело: SpaceX
Це повинна бути золота доба космічних запусків.
Протягом останніх трьох років з Землі було здійснено в середньому 270 орбітальних запусків ракет, що більш ніж утричі перевищує показники десятирічної давності. За всіма доступними показниками, галузь космічних запусків демонструє вражаючі результати: ціни ніколи не були такими конкурентними, запуски – такими частими, а доступ до космосу – таким швидким.
Однак, парадоксально, існує зростаючий дефіцит можливостей для запуску.
Келеб Генрі, директор з досліджень у Quilty Space, постійно спілкується з операторами супутників. Він чує від компаній, які хочуть вивести свої об’єкти в космос, постійний і дедалі гучніший запит: «Що нам робити?».
«Ми маємо галузь у стані паніки», – сказав Генрі.
Анекдотів безліч. Канадська супутникова компанія Telesat нещодавно отримала запити від інших компаній з проханням розглянути можливість спільного використання деяких із 11 запусків Falcon 9, які Telesat забронювала для своєї нової сузір’я. (Відповідь: «Вибачте, ні»). Amazon LEO constellation була змушена скоротити виробництво супутників, оскільки мало з десятків запусків, замовлених півдесятиліття тому, готові. А під час звіту про прибутки минулого понеділка представники AST SpaceMobile заявили, що доступність запусків є головним обмежувальним фактором для розгортання їхнього сузір’я.
Зі зростаючою кількістю сузір’їв, великих і малих, існує величезний і зростаючий попит. Commercial Space Federation прогнозує потребу в тисячах супутникових запусків щорічно менш ніж за десятиліття. Analysys Mason прогнозує, що між 2023 і 2033 роками потрібно буде запустити понад 37 000 супутників. Власна фірма Генрі, Quilty Space, відстежує зміну в обговоренні: з питання про те, скільки компаній із запуску може підтримати ринок США, до питання про те, хто може діяти найшвидше, щоб задовольнити стрімке зростання потреб супутників.
І якщо зараз ситуація погана, то є причини вважати, що протягом наступних двох-чотирьох років вона може стати ще гіршою.
X позначає місце
Численні фактори спричиняють цю кризу, але головне занепокоєння останнього часу – SpaceX.
Компанія, яка майже виключно відповідальна за різке зростання доступності запусків у 2020-х роках, сигналізувала про намір якнайшвидше згорнути операції Falcon 9 на користь більшої ракети Starship. Дехто може вважати це позитивним через величезну вантажопідйомність Starship. Але зростають побоювання, що SpaceX зосередиться переважно на власних корисних навантаженнях – супутниках Starlink v3 та орбітальних центрах даних – через їхній потенціал для отримання значно більших прибутків. Диспенсер супутників PEZ ракети Starship, оптимізований для Starlink, є показником пріоритетів компанії.
У фінансових документах чітко видно, що SpaceX розглядає комерційні запуски як незначну цифру порівняно з доходами від власних супутників у космосі. Більша частина доходу компанії (4,3 мільярда доларів із 7,8 мільярда доларів) за другий квартал 2026 року надійшла від Starlink, тоді як менше 12 відсотків припадало на космічні послуги, з яких комерційні запуски становлять лише частину. Ця різниця, ймовірно, тільки зростатиме.
SpaceX вже вийшла за межі «пікових» операцій Falcon 9. Минулого року компанія здійснила 165 польотів ракети, і цього року, ймовірно, виконає приблизно на 20 місій менше. SpaceX вже вносить зміни до наземних систем, щоб відобразити ці скорочення.
Президент компанії Гвінн Шотвелл раніше заявляла, що операційний термін служби Falcon 9 може закінчитися у 2030 або 2032 році. Однак нещодавно комерційні клієнти, що займаються супутниками, стикаються з труднощами при спробі придбати запуск після 2028 року. Одне з джерел повідомило, що SpaceX повідомила уряду США про намір припинити комерційні запуски після 2028 року, але продовжить виконувати польоти ракети Falcon 9 для обмеженої кількості федерально укладених контрактних місій після цього.
Незалежно від того, чи залишаться ці терміни актуальними, комерційним операторам супутників стало зрозуміло, що вони більше не можуть надійно планувати своє майбутнє навколо ракети Falcon 9, яка стала робочою конячкою, створюючи величезні проблеми для комерційної космічної промисловості у Сполучених Штатах та інших західних країнах.
Це зумовлено невідворотною реальністю: без SpaceX західний ринок космічних запусків був би повністю зруйнований за останні півдесятиліття.
Війна в Україні
24 лютого 2022 року Росія розпочала повномасштабне вторгнення в Україну. Це вивело російські ракети з розгляду для західних країн, включаючи європейські. Найбільш негайно це позначилося на OneWeb, яка втратила деякі супутники, що вже перебували в процесі запуску на «Союзі», і згодом змушена була звернутися до прямого конкурента, SpaceX та її Falcon 9, щоб завершити своє сузір’я.
Втрата ракет «Союз» і «Протон» для західних комерційних цілей відбулася одночасно з тим, як два інші провідні постачальники припиняли використання своїх старих ракет на користь новіших моделей. В Європі відбувався перехід від ракети Ariane 5 до Ariane 6. На іншому боці Атлантики United Launch Alliance прагнула покласти край своїй залежності від російських двигунів для ракети Atlas V, переходячи на нову ракету Vulcan.
Обидва проєкти спочатку планувалося завершити до 2020 року, але до моменту початку війни жодна нова ракета не була близька до першого польоту. Фактично це означало, що Arianespace та United Launch Alliance мали зменшену кількість старих ракет, які вже були зайняті.
Два твердопаливні прискорювачі та основний двигун Vulcain 2.1 піднімають ракету Ariane 6 над Французькою Гвіаною. Джерело: ESA – M. Pédoussaut Війна також надала можливість двом азійським країнам, пов’язаним із Заходом, – Японії та Індії – вийти на сцену. Обидві країни, з ракетою H3 в Японії та LVM3 в Індії, прагнули підтримати комерційну супутникову галузь. Але дебют H3 було відкладено до 2023 року, а перший запуск закінчився невдачею. Восьмий запуск ракети у 2025 році також був невдалим. Дотепер ця ракета не стала комерційним успіхом і в середньому виконує лише кілька запусків на рік. Індійська LVM3 запускалася ще рідше, лише один-два рази на рік.
Серед усіх можливостей відреагувати на відступ Росії з західного ринку, лише одна компанія виявилася на висоті. Коли російські солдати вступали в Україну, SpaceX вдосконалювала повторне використання першого ступеня ракети Falcon 9. У 2021 році компанія здійснила 31 запуск ракети Falcon. До 2023 року це число майже потроїлося – до 91 ракети.
Поки основні конкуренти SpaceX боролися з впровадженням нових ракет, Falcon 9 продовжувала літати. Вона підтримувала потреби в запусках всього західного півкулі, виводячи на орбіту все: від престижних супутників Європи Galileo до астронавтів NASA та транспортних засобів Amazon LEO Джеффа Безоса.
Очікування Vulcan та New Glenn
Ракета Ariane 6 здійснила свій дебютний політ у липні 2024 року і має непоганий послужний список. Але з плановою продуктивністю в десять ракет на рік, ця ракета не зробить значного внеску в глобальну потребу в потужностях для запуску.
Таким чином, залишалися лише дві великі ракети – Vulcan та New Glenn від Blue Origin – як ключові засоби для створення конкуренції SpaceX і допомоги у задоволенні зростаючого попиту на потужності для запуску в середині 2020-х років.
Попит давно був очевидним. Ще до того, як ці дві ракети досягли стартового майданчика, їхні списки запусків були повністю завантажені. У 2020 році, в рамках програми National Security Space Launch, Космічні сили США закупили десятки запусків Vulcan для військових місій. Через два роки Amazon придбала 38 запусків Vulcan та опціони на до 27 польотів New Glenn для програми Amazon, яка пізніше була перейменована на Amazon LEO. Обидві мали більше місій, ніж могли виконати протягом певного часу.
Щоб ускладнити проблеми, жодна з ракет не мала легкого шляху від свого дебюту (січень 2024 року для Vulcan, січень 2025 року для New Glenn) до досягнення вищої частоти польотів.
Через шість років після отримання замовлення від Космічних сил, Vulcan здійснила лише дві військові місії. Vulcan зазнала невдачі через постійні проблеми з ефективністю твердопаливних прискорювачів, які постачає Northrop Grumman. Пентагон стає все більш розчарованим затримками і вже переніс кілька корисних навантажень, призначених для Vulcan, на Falcon 9 від SpaceX.
New Glenn стартувала пізніше за Vulcan, але, здавалося, досягала хорошої частоти польотів після успішного приземлення першого ступеня ракети під час другого польоту в листопаді 2025 року. На жаль, трагедія сталася в травні цього року, коли ракета вибухнула під час тесту статичного вогню у Флориді. Ця пожежа знищила єдиний стартовий майданчик ракети. Таким чином, New Glenn не працюватиме щонайменше до кінця 2026 року, і, незважаючи на заявлений оптимізм компанії щодо швидкого повернення до польотів, ймовірно, до ранніх місяців 2027 року.
Отже, майже через півдесятиліття після початку війни в Україні, західний ринок космічних запусків не сильно змінився. Ariane 6 зробила внесок для Європи, але для решти комерційної галузі космічних запусків залишається режим очікування, коли Falcon 9 підтримує все.
Що щодо наступного покоління?
Vulcan та New Glenn – це ракети важкого класу, але крім них, розробляється нове покоління американських ракет середнього класу.
Найменшою є ракета Nova від Stoke Space, яка призначена для повної багаторазовості з потужністю до 7 тонн на низьку навколоземну орбіту. Генеральний директор Stoke Енді Лапса обережно не оприлюднював цільову дату. Однак під час нещодавнього візиту на фабрику компанії в Кенті, Вашингтон, представники компанії повідомили Ars, що сподіваються доставити до осені льотну версію першого ступеня на космодром у Флориді для випробувань. Запуск, якщо все піде добре, можливий протягом першої половини 2027 року.
Ракета Neutron від Rocket Lab може виводити 13 метричних тонн на низьку навколоземну орбіту в багаторазовому режимі та 15 тонн у одноразовому. Цільова дата запуску цієї ракети, яка колись була 2024 рік, кілька разів переносилася. Згідно з останніми даними, компанія планує доставити Neutron на свій космодром у Вірджинії до кінця цього року. Дебютний запуск у 2027 році видається правдоподібним, але не гарантованим.
З моменту придбання Google-мільярдером Еріком Шмідтом, Relativity Space досягла стабільного прогресу з великою ракетою Terran R, яка призначена для багаторазової потужності 23,5 метричних тонн і 33,5 метричних тонн у одноразовому режимі. Враховуючи нещодавній прогрес із Terran R, дебютний запуск можливий протягом наступних 12 місяців, але оскільки це така велика ракета, можуть бути додаткові затримки.
На цьому рендерингу ракета Neutron від Rocket Lab виводить на орбіту групу супутників. Джерело: Rocket Lab Нарешті, Firefly та Northrop Grumman розробляють ракету Eclipse, яка матиме потужність 16 метричних тонн. Про прогрес щодо цієї ракети відомо менше, і вона, найімовірніше, з’явиться пізніше за інші ракети з цього списку.
Навіть якщо одна або кілька з цих ракет дебютують у 2027 році, жодна з вищезгаданих компаній не має значного досвіду з проблемами зростання в середньому класі ракет. Знадобиться час, щоб масштабувати операції для виробництва більше ніж кількох запусків на рік. З цієї причини віце-президент з розвитку бізнесу Stoke Девон Папандрю вважає, що криза запуску погіршиться протягом наступних кількох років, перш ніж ситуація покращиться.
«Я думаю, можна сказати, що існує більше, ніж невелика паніка щодо доступності запусків», – сказав Папандрю Ars. «Навіть якщо чотири нових учасники середнього класу досягнуть своїх цілей щодо успіху польотів та частоти, це насправді не матиме великого значення для попиту одразу. Я вже давно кажу, що думаю, що 2028 рік стане роком, коли ця проблема стане справді гострою».
Отже, що станеться?
З наближенням кризи запуску в галузі, почали виникати питання, чи втрутиться федеральний уряд, щоб ракети Falcon продовжували літати. Зрештою, NASA фінансово підтримувала розробку Falcon 9 та її стартових майданчиків до певної міри через програму Commercial Cargo. А американські військові мають важіль впливу на SpaceX через програму National Security Space Launch.
Деякі найсміливіші ідеї включають примушення SpaceX продати свою інфраструктуру Falcon 9 третій стороні – іншій космічній компанії, мільярдеру, зацікавленому в космосі, або комусь іншому. Дехто припустив, що уряд США може втрутитися і націоналізувати SpaceX. Це можна було б зробити, якби Конгрес США ухвалив закон, що стверджує, що гарантований доступ до космосу є необхідним для національної оборони.
Однак цей підхід має кілька серйозних проблем. Головна з них полягає в тому, що обладнання та інфраструктура Falcon 9 працюють так добре завдяки інженерам і технікам SpaceX, які розробили та продовжують вдосконалювати систему запуску. Багато з цих людей, ймовірно, не захочуть працювати на нового роботодавця (або на уряд) і, швидше за все, перейдуть на інші посади або залишаться в SpaceX і перейдуть до програми Starship.
Засновник SpaceX Ілон Маск також матиме величезний капітал для протидії будь-яким таким діям, і оскільки він є великим донором республіканців, він матиме значний політичний вплив для використання.
І чи має сенс воювати зі SpaceX? Успіх компанії в галузі космічних запусків і зв’язку на низькій навколоземній орбіті є найкращою зброєю Сполучених Штатів у цивільному та національному безпековому протистоянні з Китаєм, і законодавці, ймовірно, не захочуть підрізати це зусилля. З цих причин експерти з космічної політики не очікують серйозного конфлікту між урядом та SpaceX щодо майбутнього ракети Falcon 9.
«Будь-які зусилля уряду в цій сфері, щоб зберегти Falcon 9 в польоті, повинні бути взаємно узгодженими та вигідними для обох сторін», – сказав Скотт Пейс, директор Інституту космічної політики Джорджтаунського університету.
Пейс та інші експерти з політики зазначили, що уряд США міг би вжити заходів для вирішення цих проблем, наприклад, збільшити кількість космодромів та бути більш гнучким щодо розширення існуючих американських об’єктів для запуску. Також можна було б вжити заходів для підписання «угод про технологічний захист» з такими країнами, як Японія, щоб дозволити американським ракетам здійснювати комерційні запуски звідти та з інших місць по всьому світу.
Але фундаментальні проблеми не зникають.
За останнє десятиліття багато людей в американській галузі космічних запусків висували надто оптимістичні прогнози, і досі лише SpaceX змогла швидко збільшити свою частоту польотів. Попит перевищив пропозицію, і це, ймовірно, триватиме деякий час.
«Я думаю, що це розвиватиметься так: ми матимемо повільне і поступове впровадження нових ракет і повільне, сподіваємося, стабільне нарощування ракет від існуючих гравців», – сказав Генрі. «І до 2030-х років ми отримаємо певну подобу балансу. Але, на жаль, я не бачу, щоб це сталося швидко».
Ерік Бергер
Старший редактор космічного відділу
Ерік Бергер – старший космічний редактор Ars Technica, який охоплює все: від астрономії до приватного космосу та політики NASA, а також автор двох книг: “Liftoff” про становлення SpaceX; і “Reentry” про розробку ракети Falcon 9 і Dragon. Ерік, сертифікований метеоролог, живе в Х’юстоні.
Оригінал статті: arstechnica.com