Космос для частников

Космос для частников

Несмотря на кризис, три четверти россиян против сокращения бюджетных расходов на космос – такие данные привел ВЦИОМ по результатам выполненного в прошлом году исследования. Стать первой страной, отправившей экспедицию на Марс, считает важным половина опрошенных, а примерно треть говорит, что неплохо было бы побороться и за Венеру. Но всегда ли космос – крупные миссии, которые может «потянуть» одно государство? Нет, свидетельствует мировой опыт. Число частных космических инвесторов в последнее десятилетие растет. По данным Space report – 2016, объем глобальной «космической экономики» составляет 323 млрд долл., из них 76  – коммерческий сектор. В России космос со времен СССР ассоциируется с участием государства. Но и наш бизнес сегодня открывает туда дорогу. Задачи, конечно, разные. Если государство борется за престиж, науку и, что скрывать, военную сферу, то предпринимателей интересует экономический результат. Чтобы достичь его, они готовы экспериментировать.

Начнем с малого

В 2012 году компания «СПУТНИКС» (структура инженерно-технологического центра «Сканэкс») стала резидентом «Сколково» и получила грант на свой первый большой космический проект, названный потом «ТаблетСат-Аврора». Спустя два года расчетом войск стратегического назначения Минобороны был осуществлен запуск ракеты, которая вывела на орбиту группу малых космических аппаратов. Среди них был первый российский частный спутник дистанционного зондирования проекта «ТаблетСат-Аврора». 

Создание малых аппаратов, выполняющих понятные прикладные задачи, ее гендиректор Андрей Потапов и сегодня считает одним из самых перспективных коммерческих направлений. Пересечения с крупными госпроектами нет – там другой масштаб и другие цели. «Идея в том, чтобы сделать спутники более простыми, с более коротким циклом разработки, а за счет этого снизить барьеры для входа на рынок. Вы можете сделать большой дорогой аппарат, который будет снимать одну точку на планете. Или создать группировку небольших спутников и развести ее по разным орбитальным плоскостям. Тогда у вас появится возможность снимать определенный регион несколько раз в сутки», – говорит Андрей Потапов.

Есть и другие интересные проекты. В планах компании «КосмоКурс» – отправка людей в космос. «Экскурсии» будут проводиться на высоте полета Юрия Гагарина, то есть около 100 км над Землей. Стоимость тура составит 250 тыс. долл. 

«Это одноступенчатая ракета, на которой установлена капсула, рассчитанная на шесть туристов и инструктора. Ракета выводит на нужную высоту капсулу, выключает двигатель, происходит разделение. Дальше капсула по инерции летит вверх, а потом начинает движение в обратном направлении», – рассказывает Павел Пушкин, гендиректор «КосмоКурса». Путешествие займет 15 минут, за это время люди смогут взглянуть на Землю из космоса и ощутить невесомость.

Эра полимеров

Современное освоение космоса сильно отличается от реалий 10–15-летней давности. Интерес вырос, развитие технологий позволило привлечь новых игроков. Спутники различного назначения, ракетоносители, научно-исследовательские модули, пилотируемые проекты – ко всему этому все чаще привлекается бизнес. Для него экономический эффект гораздо важнее, чем для государственных структур, монопольно ведавших космическими программами во второй половине XX века.

Новым Клондайком космос станет еще не скоро, но борьба за финансовый результат уже идет нешуточная. Один из главных вопросов здесь – стоимость вывода килограмма полезного груза на орбиту. Помогает применение современных материалов, позволяющих снизить вес. Чем легче сам аппарат, тем больше он сможет перенести. 

Полимеры и композиты появились в космосе буквально с начала его освоения человеком – это различные изоляторы, оплетки проводов, амортизаторы, рукава и другие элементы. Но основными конструкционными материалами долгое время оставались металлы. Сейчас все это меняется. «Современные гражданские самолеты на 50  состоят из композитов, у военных этот показатель доходит до 70, у вертолетов – 80, а у спутников – порядка 90», – говорит Александр Бабкин, начальник отдела связующих материалов и полимерных композиционных материалов Института новых углеродных материалов и технологий при МГУ им. М.В. Ломоносова.

В целом конкурентную борьбу полимеры и композиты у металлов в космосе уже практически выиграли. Однако осталось несколько областей, где металлы еще удерживают лидерство. «Двигатели из полимерно-композиционных материалов пока не делают. Они в основном металлические плюс применяются какие-то материалы на основе керамики. Есть ограничения при создании, допустим, аппаратов для полета к Солнцу, – там широко используется титан и другие устойчивые к высоким температурам сплавы», – говорит Александр Бабкин. 

Однако исследования продолжаются. Тем более что новые материалы обладают некоторыми свойствами, которых нет у их традиционных аналогов. «Мы можем проектировать необходимые свойства, чего невозможно добиться при работе с металлами. Например, если мы говорим об алюминии, его максимальная температура эксплуатации – 300 °С. Он обладает большим коэффициентом термического расширения. Из-за этого из него нельзя сделать абсолютно точную конструкцию, она будет менять геометрию в зависимости от температуры. А работая с композитами, мы можем обходить такие ограничения», – говорит Александр Бабкин.

Свободное проектирование

Работа с металлами и новыми материалами имеет ряд отличий. Когда делают деталь из какого-либо металла или сплава, то изначально понимают, какие условия она будет выдерживать. Если, как в примере с алюминием, ресурса недостаточно, то материал не используют. Но бывает, что создается, наоборот, чрезмерный «запас прочности». То есть материал в теории может выдерживать воздействие, с которым на практике не столкнется. Стоить он может дорого, но его возможности не востребованы в полной мере. Поэтому при работе с полимерами и композитами действуют иначе – сначала формулируют условия, потом «подбирают» под них состав материала.

«Мы должны для начала понять, какие у детали должны быть свойства, какие нагрузки она должна выдерживать, а потом в обратном порядке нужно задачу декомпозицировать и найти исходные элементы», – рассказывает Всеволод Выдронак, глава российского представительства компании Porcher Industries, производящей инженерный текстиль. Он рассказал про работу с одним из заказчиков – ОНПП «Технология» из Обнинска. «Они используют материалы, созданные на основе наших углеродных тканей при создании обтекателей ракетоносителей «Протон» и «Ангара». По большому счету мы берем волокно у разных производителей и создаем ткань под определенную задачу, причем она может быть самой разной как по форме, так и содержанию», – говорит Всеволод Выдронак.

Но если все настолько сложно, то почему это востребовано? «Если мы берем сталь или сплав, то их нужно постоянно обслуживать. В них будут возникать какие-то усталостные процессы, возможна коррозия, блуждающие токи и т.д. Композиты могут быть избавлены от этого. Срок эксплуатации изделия может быть значительно больше, что сделает его использование экономически оправданным», – говорит эксперт.

Есть и такой вариант. Технологии развиваются, удешевляется производство, появляются новые возможности того, что какой-то продвинутый материал со временем станет массовым. Например, в космосе уже не первый год широко используются пековые волокна. В современном машиностроении материалы с углеродными волокнами, несмотря на их уникальные свойства (устойчивость к деформациям, высокой температуре, химическому воздействию), широкого применения пока не нашли – слишком дорого. Но не исключено, что в ближайшие годы появится способ удешевить технологию, что сделает материалы доступными для других отраслей, полагает Александр Бабкин.

Это фантастика? 

Еще один тренд последних лет – «умные материалы», геометрией которых можно управлять разными способам. «Например, это электроактивные полимеры, которые при приложении разности потенциалов меняют форму или получают какие-то другие свойства», – рассказывает Борис Булгаков, старший научный сотрудник кафедры химических технологий и новых материалов химического факультета МГУ. С помощью таких материалов можно создавать композиционные антенны с настраиваемой геометрией, то есть дающие возможность попеременно направлять/принимать сигнал с геостационарной орбиты в разные точки на земле. «Насколько мне известно, такие полимеры уже используются в медицине в качестве управляемых зондов, которые применяются в лечении сосудов, например. Но в космосе другие условия. Задача в том, чтобы получить материалы, которые будут устойчивы к вакууму, температурам, излучению и т.д. Пока европейские и американские космические агентства (EASA и NASA) делятся лишь самим фактом проведения таких разработок, закрывая отчеты от публичного доступа», – говорит Борис Булгаков

Термопластичность – одно из широко известных свойств полимеров. При нагревании они становятся мягкими и легко деформируются, а при снижении температуры обретают твердость. С полимерами с памятью формы все несколько сложнее, хотя смысл примерно тот же. Представьте себе антенну, которая находится в свернутом состоянии, пока ее доставляют на орбиту. Затем этот сверток нагревают, и антенна разворачивается, принимая заранее запрограммированную на Земле форму, которая затем сохраняется постоянной после охлаждения. Традиционно для подобных манипуляций используются тяжелые механические приводы и всегда существует риск их поломки. Материал с пямятью формы работает сам за счет создаваемых внутренних напряжений. Исследования таких материалов проводятся как за рубежом, так и в России. 

Другое актуальное направление, о котором задумались в том числе отечественные ученые, – космическое производство. «В идеале хотелось бы, грубо говоря, забросить мешок материалов на орбиту, а там уже развернуть производство. Если конструкция не подвергается нагрузкам, связанным с выведением ее в космос, появляется возможность создания каких-то крупногабаритных, но относительно хрупких изделий», – говорит Андрей Потапов. Первой идею 3D-печати на орбите реализовала компания Made in Space, отправившая принтер на борт Международной космической станции. Сейчас прорабатываются сразу несколько таких проектов, в том числе в России.

Какие наши годы

Интерес к космосу растет. У всех на слуху имена американского предпринимателя Илона Маска, чья компания SpaceX строит многоразовые корабли по заказу NASA, и британского миллиардера Ричарда Бренсона, вложившегося в суборбитальный проект SpaceShip. Теперь к числу тех, кто серьезно заинтересовался космосом, присоединился крупный российский бизнесмен. S7 Group Владислава Филева, владеющая вторым по величине авиаперевозчиком страны, купила имущество плавучего космодрома «Морской путь». А в феврале компания «С7 Космические транспортные системы» (С7 КТС), входящая в состав группы, получила лицензию, позволяющую ей принимать участие в международных проектах. 

«В этом году планируется пуск ракеты-носителя «Зенит» с космодрома Байконур, в котором «С7 КТС» обеспечивает аналитическую интеграцию пусковой кампании и ряд других работ», – сообщила пресс-служба авиакомпании. Как ранее говорил Владислав Филев, всего за 15 лет планируется 70 пусков. В проект уже вложено 160 млн долл. – это пока самые серьезные российские частные инвестиции в космос.

Конечно, отечественный рынок сложно сравнивать с американским, где в индустрию уже пришли многомиллиардные инвестиции. Частные компании испытают проблемы с кадрами, доступностью технологий, отсутствием внятных механизмов встраивания в государственные программы освоения космоса, которые являются заметным источником финансов для тех же американских коллег. Тем не менее, как отметили все опрошенные нами предприниматели от космоса, это вполне решаемые проблемы. Было бы желание.

Андрей Потапов,
ген. дир. компании 
«СПУТНИКС»
«Я бы не сказал, что мы конкурируем с государственными институтами, занимающимися большими космическими проектами. Мы делаем свое дело. Но отрасль меняется, появляются новые возможности, новые компании, которые развивают инновационные, хотя и рискованные продукты. Понятно, что пока в России речь не идет об объемах рынка, сопоставимых с США. Там есть и традиционные игроки, и молодые частные компании, и специальные инструменты поддержки малых предприятий, и венчурные инвесторы, которые, кстати, начиная с 2010 года проявляют большое внимание к космической отрасли. Но в принципе в России тоже складывается определенная среда. Кроме нашей компании спутниками занимается «Даурия Аэроспейс», есть проект по суборбитальному туризму «Космокурс», проекты по созданию легких ракет, тоже частные. Посмотрим, что из этого выйдет. На мой взгляд, эти проекты надо встраивать в общую систему экономическую, отраслевую, помогать им развиваться. В конечном счете эффект от этого будет виден всем. Например, благодаря прогрессу в области создания малых космических аппаратов появляются новые качественные сервисы, связанные с дистанционным зондированием Земли в различных диапазонах. Это близкая к режиму реального времени оптическая съемка с хорошим разрешением, радиолокационная съемка, то есть всепогодный мониторинг. Появляются сервисы, связанные со связью, и многое другое».


Павел Пушкин,
ген. дир. компании
«КосмоКурс»

«У нас в команде много «возвращенцев». Это люди, которые когда-то работали над крупными проектами, например над созданием первого отечественного многоразового корабля «Буран». Мы серьезно подбираем кадры, много делаем сами. Хотя активно взаимодействуем также с предприятиями Роскосмоса. Наш проект – многоразовая суборбитальная одноступенчатая ракета, которая выводит за пределы атмосферы многоразовую туристическую капсулу. За рубежом есть похожий проект – компания, которая его ведет, называется Blue Origin, ее основал владелец Amazon Джефф Безос. Только у них высота полета примерно вдвое ниже. Мы хотим предложить туристу полет длительностью 15 минут. В состоянии невесомости можно будет находиться 5–6 минут, свободно перемещаясь внутри кабины. Это, кстати, отличает проект от самолетных суборбитальных схем, требующих 2–3 часа. Аппарат будет полностью автоматическим. Мы планируем, что топливом для нашей ракеты послужат кислород и этиловый спирт максимальной концентрации. Это дешевый и экологически чистый компонент, он выпаривается. Каких-то особо жестких требований к туристам по подготовке не будет. Есть хороший пример. Чтобы погонять на болиде «Формулы-1», не обязательно быть хорошим пилотом. Можно заплатить денег и дадут машину, на которой можно проехать несколько кругов и сказать: «Я попробовал». Здесь то же самое. Если у нас все получится, то попробовать полететь в космос на ту же высоту, что и Юрий Гагарин, туристы смогут уже в 2020–2021 году. Частный космос – это непросто. Не только в России, но и за рубежом, если речь не идет, конечно, о встраивании в какие-то большие проекты. Но я верю в космический туризм, в перспективы этого рынка».