Компактный космос: у России есть шанс вернуться в космическую гонку

Андрей Марушкевич Автор

Основатель SpaceX Илон Маск признал, что несколько переоценил возможности компании. России стоит воспользоваться задержкой конкурента и учесть тренды в космической индустрии, в этом случае можно вывести на глобальный космический рынок новую линейку продуктов

Великий визионер Илон Маск явно жмет на тормоза. На последнем официальном докладе о работах SpaceX, он выступил с неожиданным заявлением: не полет на Марс, а база на Луне, которую он ранее считал бесперспективной, должна стать следующим шагом после завершения эксплуатации МКС. Пока Маск урезает свои планы, России стоит оценить, в каких направлениях она может расширить свои компетенции.

Например, быстрыми темпами растет рынок дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Для целей ДЗЗ могут использоваться небольшие аппараты весом от 4 килограмм. Они ведут учет лесных пожаров, оценку состояния сельскохозяйственных территорий, сопровождение судов, которые в будущем станут беспилотными. Миниатюризация спутников и ракет позволяет относительно небольшим компаниям получить свой кусок космического пирога. Это проекты, которые уже существуют.

На орбиту 14 июля на орбиту были запущены первые спутники, которые частная российская компания «Даурия» изготовила по заказу Роскосмоса. Два сверхмалых космических аппарата МКА-Н создавались по стандарту CubeSat (модули стандартного размера), их оснастили аппаратурой для дистанционного зондирования Земли в трех спектральных диапазонах. В результате МКА-Н уже обладают возможностями традиционных «больших» космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Кстати, ракета «Союз-2.1а», стартовавшая с этими зондами, всего вывела на орбиту рекордное для России количество спутников — 73, и это не предел. Так что миниатюрные спутники — уже массовое явление.

Использовать тренды

На мой взгляд, российская космическая индустрия может вывести на глобальный космический рынок новую линейку продуктов: разработка и запуск мини-ракет и создание нано-спутников с узкой функциональностью. Кроме того, у нас накоплен большой опыт решения сложных технологических, конструкторских и производственных задач, который можно использовать для создания коммерческих космических продуктов и для российских компаний (которых пока еще мало), и для зарубежного рынка.

Но участники российской космической отрасли отстают от зарубежных конкурентов по цифровизации. Вместе с этим в России уже есть отечественные технологические решения, способные значительно сократить подобное отставание и вывести предприятия отрасли на новый уровень управления производством. Например, сейчас мы реализуем проект по автоматизации интегрированной структуры ракетного двигателестроения «НПО Энергомаш». На предприятии будет создана централизованная система управления ресурсами, сквозного планирования и оперативного управления производством, цепочками поставок, материальными и трудовыми ресурсами. Она позволит управлять себестоимостью продукции, контролировать издержки, повышать эффективность деятельности предприятия.

При удешевлении аппаратной части спутников для ДЗЗ, станет экономически оправданным их использование, например, для прокладки оптимального маршрута судов, движущихся во льдах, а экономия на логистике — это реальные деньги, а следовательно будет проще найти финансирование на подобные проекты, в том числе в частном секторе. Для эффективной реализации понадобятся современные системы с поддержкой искусственного интеллекта, но они в России достаточно хорошо развиты, благодаря крепкой инженерной школе.

Применить современные технологии

Если же потребуется серия спутников, то современные станки и аддитивное оборудование позволяет копировать удачный дизайн или наоборот вносить уникальные изменения в каждый создаваемый аппарат. Хороший пример использования передовых производственных технологий — авиалайнер МС-21, совершивший в конце мая первый полет. Он имеет «черное» крыло, на 90% состоящее из композитных материалов, которое легче и прочнее, чем стандартные сплавы на основе алюминия. В результате в полете экономится топливо, но такие материалы нужны и на орбите.

Проектирование, создание и серийное производство уникальных аппаратов может принести российской космической индустрии доходы, сравнимые с пусками. Если принимать во внимание передовые производственные технологии, то многие задачи оказываются проще в реализации. Например, сразу после запуска Илоном Маском ракеты-носителя Falcon-9 с повторно используемой первой ступенью «Роскосмос» обнародовал планы, где значились в том числе легкие ракеты и носители с повторно запускаемыми компонентами. Планы возвращаемых ступеней прорабатывались еще в Советском Союзе, однако в тот момент многоразовое использование ступеней было экономически невыгодным. Запуски SpaceX показали, что сейчас данные технологии востребованы и целесообразны.

Реализовать подобные масштабные проекты целиком на государственные деньги может быть затратно. Но если мы разобьем мегацель на подзадачи и объединим усилия государства, частного сектора и привлечём международных партнеров, это позволит их реализовать за меньшие деньги и достаточно быстро выйти на самоокупаемость. Например, компания Bigelow Aerospace тестировала на МКС надувной модуль, который дешевле создавать и доставлять на орбиту.

В партнерстве с разработчиками мини-ракет можно вывести небольшой модуль на орбиту и проверить его функционирование. А если сделать испытуемый объект еще меньше и не подключать к МКС, значит не потребуется запуск полноценной дорогой ракеты.

Участвуя в создании мини-ракет, которые сейчас создают американская компания Rocket Lab, российская Lin Industrial и другие компании, российские инженеры уже сейчас могут подобрать прочные и жароустойчивые композитные материалы, проверить ценность полезной нагрузки, которую могут выводить такие мини-ракеты, а также проделать часть работы для создания облегченных ракет. Задача разбивается на этапы, финансирование частично осуществляется частным сектором, проверка гипотез занимает меньше времени.

Научные исследования, образование и престиж

Запуск мини-спутников с научным оборудованием поможет развитию науки и образования. Это позволит студентам и научным сотрудникам российских университетов привлекать гранты и проводить исследования в космосе. Например, датчики излучения, небольшие телескопы и другие приборы за пределами атмосферы могут помочь ученым в сборе информации, необходимой для исследований. При этом такие запуски обойдутся дешевле экспериментов на МКС.

Можно вспомнить и более отдаленные задачи — например, сбор космического мусора или добычу полезных ископаемых в космосе. Они потребуют в том числе развития систем компьютерного зрения и робототехники. Созданные алгоритмы и продукты пригодятся на Земле еще до того, как они принесут какую-либо выгоду в космосе.

Если мы уж заговорили о будущем, то образование и наука, пожалуй, самые важные области для него. Свои спутники уже вывели на орбиту МГУ имени М.В. Ломоносова и Самарский государственный аэрокосмический университет. Вывод спутников планируется по итогам Олимпиады NTI SPUTNIK CHALLENGE. В результате таких инициатив студенты получают не только на практике получить компетенции по управлению и съему телеметрии с орбитальных аппаратов, но и получают заряд вдохновения — им не надо ждать полжизни, чтобы прикоснуться к космосу.

Наконец, отмечу, что совместные космические проекты, в которых Россия способна участвовать не только деньгами, но и своим научным и инженерным ресурсом, поднимут в стране реальный интерес к космосу и укрепят позиции России на мировом космическом рынке. В то время как государственные космические корпорации ставят перед собой глобальные долгосрочные задачи и по пути справляются с новыми технологическим вызовами, занимаются исследованиями и разработками, бизнес может развивать и монетизировать эти технологии и адаптировать их для решения тактических задач по освоению орбиты.

На мой взгляд, для этого государству надо объединяться с бизнесом, ставить перед собой небольшие конкретные цели и решать их шаг за шагом, а также не стесняться участвовать в совместных проектах, используя накопленные компетенции по цифровому проектированию и передовым производственным технологиям, которые у нас уже есть.