Що буде, якщо ракети Falcon припинять польоти?
Західний ринок космічних запусків опиниться у серйозних проблемах без Falcon 9. Кредит: SpaceX
Це має бути золота доба космічних запусків.
За останні три роки з Землі було запущено в середньому 270 орбітальних ракет, що більш ніж утричі перевищує показники десятирічної давності. За всіма доступними показниками, галузь космічних запусків демонструє вражаючі результати: ціни ще ніколи не були такими конкурентними, запуски — такими частими, а доступ до космосу — таким швидким.
Однак, парадоксально, спостерігається зростаючий дефіцит доступності запусків.
Келеб Генрі, директор відділу досліджень у Quilty Space, постійно спілкується з операторами супутників. Він чує постійну та дедалі гучнішу скаргу від компаній, які хочуть вивести свої об’єкти в космос.
«Ми маємо справу з галуззю, яка перебуває в стані паніки», — сказав Генрі.
Є багато прикладів. Канадська супутникова компанія Telesat нещодавно отримала запити від інших компаній з проханням розглянути можливість спільного використання деяких з 11 запусків Falcon 9, які Telesat забронювала для своєї нової сузір’я. (Відповідь була: «Вибачте, ні»). Сузір’я Amazon LEO змушене уповільнити виробництво супутників через те, що мало з десятків запусків, заброньованих п’ять років тому, готові. Під час звіту про прибутки минулого понеділка представники AST SpaceMobile заявили, що доступність запусків стала головним обмежувальним фактором для розгортання їхнього сузір’я.
Зі зростаючою кількістю сузір’їв, великих і малих, спостерігається величезний і зростаючий попит. Commercial Space Federation прогнозує попит на тисячі супутникових запусків щорічно менш ніж за десятиліття. Analysys Mason прогнозує, що між 2023 і 2033 роками буде запущено понад 37 000 супутників. Власна фірма Генрі, Quilty Space, відзначає зміну дискусії з питання про те, скільки компаній з космічних запусків може підтримувати ринок США, до питання про те, хто може діяти найшвидше, щоб задовольнити зростаючі потреби в супутниках.
І якщо зараз ситуація погана, є причини вважати, що протягом наступних двох-чотирьох років вона може стати ще гіршою.
X позначає місце
Цей дефіцит викликаний безліччю факторів, але головне занепокоєння останнім часом викликає SpaceX.
Компанія, яка майже виключно відповідальна за різке зростання доступності космічних 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 зростає занепокоєння, що SpaceX здебільшого зосередиться на власних корисних навантаженнях — супутниках Starlink v3 та орбітальних центрах даних — через їхній потенціал принести значно більші прибутки. Розгортач супутників PEZ ракети Starship, оптимізований для Starlink, є свідченням пріоритетів компанії.
У фінансових документах зрозуміло, що SpaceX розглядає комерційні запуски як незначну статтю порівняно з доходами від власних супутників у космосі. Більша частина доходів компанії (4,3 мільярда доларів з 7,8 мільярдів доларів) за другий квартал 2026 року надійшла від Starlink, тоді як менше 12 відсотків припадало на космічні послуги, з яких комерційні запуски становили лише частину. Ця невідповідність, ймовірно, лише зростатиме.
SpaceX вже вийшла за межі «пікових» операцій Falcon 9. Минулого року компанія здійснила 165 запусків ракети, і цього року їх, ймовірно, буде приблизно на 20 менше. SpaceX вже вносить зміни до наземних систем, щоб відобразити ці скорочення.
Президент компанії Гвінн Шотвелл раніше заявляла, що термін експлуатації Falcon 9 може закінчитися у 2030 або 2032 році. Однак, останнім часом комерційні клієнти-супутникові оператори 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 польоти ракети Falcon 9 для обмеженої кількості федеральних контрактних місій після цього.
Незалежно від того, чи дотримаються цих термінів, комерційні супутникові оператори чітко усвідомили, що вони більше не можуть надійно планувати своє майбутнє навколо робочої конячки Falcon 9, що створює величезну проблему для комерційної космічної галузі у Сполучених Штатах та інших західних країнах.
Це пов’язано з неминучою реальністю: без SpaceX західний ринок космічних запусків був би повністю зруйнований за останні п’ять років.
Війна в Україні
24 лютого 2022 року Росія розпочала повномасштабне вторгнення в Україну. Це вивело російські ракети з гри для західних країн, включаючи європейські. Найбільш негайно постраждала компанія OneWeb, яка втратила деякі супутники, що вже перебували на стадії обробки на запусках «Союз», і врешті-решт змушена була звернутися до прямого конкурента, SpaceX та її ракети 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 виробництво своїх старих ракет на користь нових моделей. В Європі тривав перехід від ракети Ariane 5 до Ariane 6. За океаном United Launch Alliance прагнула покласти край своїй залежності від російських двигунів для ракети Atlas V, переходячи на нову ракету Vulcan.
Обидва проєкти спочатку планувалися до завершення до 2020 року, але до моменту початку війни жоден новий транспортний засіб не був близький до свого першого польоту. Фактично, це означало, що Arianespace та United Launch Alliance мали зменшувану кількість старих ракет, які вже були повністю заброньовані.
Два твердопаливні прискорювачі та основний двигун Vulcain 2.1 піднімають ракету Ariane 6 в небо над Французькою Гвіаною. Кредит: ESA – M. Pédoussaut Війна також надала шанс двом азійським країнам, пов’язаним із Заходом — Японії та Індії — виступити вперед. Обидві країни, маючи ракети H3 в Японії та LVM3 в Індії, прагнули підтримати комерційну супутникову галузь. Але дебют H3 був відкладений до 2023 року, і перший запуск закінчився невдачею. Восьмий запуск цього транспортного засобу у 2025 році також був невдалим. На сьогодні цей транспортний засіб не став комерційно успішним і в середньому виконує лише кілька запусків на рік. Індійська LVM3 здійснила ще менше запусків — лише один-два на рік.
Серед усіх можливостей відреагувати на вихід Росії з західного ринку, лише одна компанія виступила вперед. Поки російські солдати марширували в Україну, SpaceX почала вдосконалювати 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 головні конкуренти SpaceX боролися за виведення на ринок нових транспортних засобів, ракета Falcon 9 продовжувала літати. Вона забезпечувала всі потреби космічних запусків Західної півкулі, виводячи на орбіту все: від елітних супутників Galileo Європи до астронавтів NASA і транспортних засобів Amazon LEO Джеффа Безоса.
Очікування Vulcan і New Glenn
Ракета Ariane 6 здійснила свій дебютний політ у липні 2024 року і має непоганий послужний список. Але з виробничою метою десять транспортних засобів на рік, ця ракета не матиме значного впливу на глобальну потребу в потужностях для запусків.
Це залишило лише дві великі ракети — Vulcan та New Glenn від Blue Origin — як ключові транспортні засоби для конкуренції зі SpaceX та допомоги у задоволенні зростаючого попиту на потужності для запусків у середині 2020-х років.
Попит був очевидним давно. Ще до того, як ці дві ракети досягли стартового майданчика, їхні списки запусків були повністю заброньовані. 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 буде перейменована на Amazon LEO. Обидві компанії мали більше місій, ніж могли виконати протягом певного часу.
Щоб посилити проблеми, жодна з ракет не мала легкого шляху від свого дебюту (січень 2024 року для Vulcan, січень 2025 року для New Glenn) до досягнення більш високої частоти запусків.
Через шість років після отримання контракту від Космічних сил, Vulcan здійснила лише два військових запуски. Vulcan стикається з проблемами через постійні труднощі з ефективністю своїх твердопаливних прискорювачів, які постачає Northrop Grumman. Пентагон стає все більш розчарованим затримками і вже переніс кілька корисних навантажень, які раніше призначалися для Vulcan, на Falcon 9 від SpaceX.
New Glenn розпочала свою роботу пізніше за Vulcan, але, здавалося, досягла хорошої частоти після успішної посадки першого ступеня ракети під час другого польоту в листопаді 2025 року. На жаль, трагедія сталася в травні цього року, коли ракета вибухнула під час статичного вогневого випробування у Флориді. Це знищило єдиний стартовий майданчик для цього транспортного засобу. Тому New Glenn не працюватиме принаймні до кінця 2026 року, і, незважаючи на висловлену компанією оптимізм щодо швидкого повернення до польотів, ймовірно, до ранніх місяців 2027 року.
Отже, майже через півдесятиліття після початку війни в Україні, західний ринок космічних запусків майже не змінився. Ariane 6 зробила внесок для Європи, але для решти комерційної галузі космічних запусків зберігається стан очікування, оскільки Falcon 9 підтримує все.
Що щодо наступного покоління?
Vulcan і New Glenn — це ракети важкого класу, але крім них, розробляється нове покоління американських ракет середнього класу.
Найменша з них — ракета Nova від Stoke Space, яка розроблена як повністю багаторазова з вантажопідйомністю до 7 тонн на низьку навколоземну орбіту. Генеральний директор Stoke, Енді Лапса, обережно ставиться до публічного оголошення цільової дати. Однак, під час нещодавнього візиту на фабрику компанії в Кенті, штат Вашингтон, представники компанії повідомили Ars, що сподіваються доставити польову версію першого ступеня на стартовий майданчик у Флориду для випробувань цієї осені. 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 багаторазовій моделі та 15 тонн в одноразовій. Цільова дата запуску цієї ракети, яка колись була 2024 рік, кілька разів переносилася. Згідно з останніми даними, компанія планує доставити Neutron на свій стартовий майданчик 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 в розробці великої ракети Terran R, яка розроблена для багаторазової вантажопідйомності 23,5 метричних тонн і 33,5 метричних тонн у одноразовому режимі. З огляду на нещодавній прогрес з Terran R, дебютний запуск можливий протягом наступних 12 місяців, але оскільки це така велика ракета, можуть бути додаткові затримки.
На цьому рендері ракета Neutron від Rocket Lab виводить на орбіту групу супутників. Кредит: Rocket Lab Нарешті, Firefly та Northrop Grumman розробляють ракету Eclipse, яка матиме вантажопідйомність 16 метричних тонн. Про прогрес цієї ракети відомо менше, і вона, найімовірніше, з’явиться пізніше за інші транспортні засоби з цього списку.
Навіть якщо одна або кілька з цих ракет дебютують у 2027 році, жодна з вищезгаданих компаній не має значного досвіду подолання труднощів, пов’язаних з ракетами середнього класу. Знадобиться час, щоб масштабувати операції для здійснення більше ніж кількох запусків на рік. З цієї причини віце-президент зі розвитку бізнесу Stoke, Девон Папандрю, вважає, що криза з запусками загостриться протягом наступних кількох років, перш ніж ситуація покращиться.
«Я думаю, справедливо сказати, що існує не просто трохи паніки щодо доступності запусків», — сказав Папандрю Ars. «Навіть якщо чотири нових учасники ринку ракет середнього класу досягнуть своїх цілей щодо успіху польотів і частоти, це насправді не матиме такого вже й великого впливу на попит одразу. Я давно говорю, що, на мою думку, саме 2028 рік стане критичним для цієї проблеми».
То що ж станеться?
З наближенням кризи космічних запусків, почали виникати запитання, чи не втрутиться федеральний уряд, щоб зберегти польоти ракет Falcon. Зрештою, NASA фінансово підтримувала розробку Falcon 9 та її стартових майданчиків певною мірою через програму Commercial Cargo. А американські військові мають важелі впливу на SpaceX через програму National Security Space Launch.
Деякі з найбільш сміливих ідей передбачають примус SpaceX продати свою інфраструктуру Falcon 9 третій стороні — іншій космічній компанії, мільярдеру, зацікавленому в космосі, або комусь іще. Інші пропонували, щоб уряд США міг втрутитися та 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, з цим підходом пов’язані деякі серйозні проблеми. Головна з них полягає в тому, що апаратне забезпечення та інфраструктура Falcon 9 працюють так добре завдяки інженерам та технікам SpaceX, які розробили та продовжують вдосконалювати систему запуску. Багато з цих людей, ймовірно, не захочуть працювати на нового роботодавця (або на уряд) і, скоріш за все, перейдуть на інші посади або залишаться в SpaceX і перейдуть до програми Starship.
Засновник SpaceX Ілон Маск також мав би величезний фінансовий ресурс для протидії будь-яким таким діям, і, оскільки він є великим донором республіканців, він мав би значний політичний капітал для використання.
Чи є сенс воювати зі SpaceX? Успіх компанії в запуску та комунікаціях на низькій навколоземній орбіті надає Сполученим Штатам найкращу зброю у цивільному та національному безпековому змаганні з Китаєм, і законодавці, ймовірно, не захочуть перешкоджати цьому зусиллю. З цих причин експерти з космічної політики не очікують серйозного конфлікту між урядом та SpaceX щодо майбутнього ракети Falcon 9.
«Будь-які урядові зусилля в цій галузі для підтримки польотів Falcon 9 мали б бути взаємно узгодженими та вигідними для обох сторін», — сказав Скотт Пейс, директор Інституту космічної політики в Університеті Джорджа Вашингтона.
Пейс та інші експерти з політики заявили, що уряд США міг би вжити заходів зараз для вирішення цих проблем, наприклад, збільшити кількість космопортів та бути більш прихильним до розширення існуючих американських стартових об’єктів. Також можна було б докласти зусиль для підписання «угод про технологічні гарантії» з такими країнами, як Японія, щоб дозволити американським ракетам комерційно стартувати звідти та з інших країн світу.
Але фундаментальні проблеми не зникнуть.
Протягом останнього десятиліття багато людей в американській галузі космічних запусків висловлювали прогнози, які були занадто оптимістичними, і досі лише SpaceX змогла швидко збільшити свою частоту польотів. Попит перевищив пропозицію, і це, ймовірно, триватиме деякий час.
«Я думаю, що це розвиватиметься як повійне та поступове впровадження нових транспортних засобів та повільне, сподіваємося, стабільне нарощування запуску ракет від існуючих компаній», — сказав Генрі. «І настануть 2030-ті роки, коли ми досягнемо певного подоби балансу. Але, на жаль, я не бачу, щоб це сталося швидко».
Ерік Бергер Старший редактор відділу космосу Ерік Бергер — старший редактор відділу космосу в Ars Technica, який висвітлює все: від астрономії до приватного космосу та політики NASA, і автор двох книг: Liftoff, про підйом SpaceX; та Reentry, про розробку ракети Falcon 9 та Dragon. Ерік, сертифікований метеоролог, живе в Х’юстоні.
Дізнатися більше на: arstechnica.com