Wyścig załogowy: amerykańskie projekty przeciwko rosyjskiemu Sojuz
Wystrzelenie rakiety Sojuz-FG wraz ze statkiem kosmicznym Sojuz-MS. Zdjęcie: Roscosmos / roscosmos.ru
Od 2011 roku Stany Zjednoczone nie mają własnego załogowego statku kosmicznego, który dostarczałby astronautów na ISS. Od kilku lat trwają prace nad stworzeniem wymaganego sprzętu, a w najbliższym czasie spodziewane są pierwsze loty z ludźmi na pokładzie. Zakłada się, że produkty Starliner od Boeinga i Dragon 2 od SpaceX będą poważnie konkurować z rosyjskim Sojuzem i zmniejszą jego udział w załogowej kosmonautyce. Jednak takie plany mogą nadal wyglądać zbyt optymistycznie.
Wielkie plany
Przypomnijmy, że rozwój nowej technologii kosmicznej rozpoczął się na początku tej dekady i był realizowany w ramach programu NASA Commercial Crew Transportation Capability (CCDev, później CCtCap). Początkowo w programie uczestniczyło kilka firm, ale tylko projekty Boeinga i SpaceX, odpowiednio CST-100 Starliner i Dragon 2, dotarły do ostatniego etapu.
Zgodnie z pierwotnymi planami, testy Boeinga Starliner miały rozpocząć się w 2015 roku, a pod koniec dekady statek mógł wejść do służby. Plany SpaceX były podobne. Jej „Smok-2” miał polecieć na ISS w drugiej połowie dekady, a następnie rozpocząć transport astronautów.
Załogowy statek kosmiczny „Sojuz-MS-16”. Premiera zaplanowana jest na kwiecień 2020 r. Zdjęcie: Roscosmos / roscosmos.ru
Jednak wymagania techniczne dla projektów, potrzeba opanowania nowych rozwiązań i technologii, a także szereg innych czynników doprowadziły do poważnej rewizji harmonogramów prac. W chwili obecnej wykonano tylko jeden lot testowy na dwóch projektach i bez załogi na pokładzie. Loty załogowe, zgodnie z obecnymi planami, rozpoczną się dopiero wiosną 2020 roku.
W połowie listopada Biuro Generalnego Inspektora NASA (NASA OIG) opublikowało raport na temat aktualnego stanu CCtCAP. Zgodnie z jednym z wniosków tego dokumentu, pierwsze załogowe starty nowych statków zostaną przełożone na lato przyszłego roku.
Plany dla Starlinera
Harmonogram projektu Boeinga był wielokrotnie dostosowywany, a czas poszczególnych etapów stale przesuwał się w prawo. Na przykład w połowie ubiegłego roku loty bezzałogowe i załogowe zaplanowano na kwiecień i sierpień 2019 r. Jednak tylko kilka testów zostało ukończonych w tych okresach.
Do tej pory Boeing znalazł przyczyny zeszłorocznych wypadków i przeprojektował statek. Na początku listopada system ratunkowy został przetestowany i okazał się skuteczny. Prace trwają, trwają przygotowania do nowych testów.
Statystyki dotyczące zakupu miejsc na Sojuzie od NASA OIG
Start misji Boe-OFT-19 zaplanowano na 1 grudnia. Statek kosmiczny Starliner w konfiguracji bezzałogowej ma zostać wystrzelony na orbitę i powrócić na Ziemię osiem dni później. W pierwszej połowie przyszłego roku odbędzie się lot Boe-CTF z astronautami na ISS. Jego dokładna data pozostaje nieznana.
W programie CCtCAP duże znaczenie ma nie tylko termin, ale także koszt wyniesienia ładunku na orbitę. Starliner może przewozić do siedmiu osób. Według raportu NASA OIG koszt jednego miejsca dla astronauty może się dość mocno wahać w zależności od różnych czynników. W szczególności wpłynie na to ilość zajmowanych miejsc. Średni koszt lotu jednego astronauty wyniesie 90 milionów dolarów.
Sukces Smoka
Projekt Dragon 2 lub Crew Dragon od Space X rozpoczął się nieco później niż Starliner, ale już go ominął. Do tej pory większość prac rozwojowych została zakończona. Ponadto w tym roku odbył się pierwszy lot w konfiguracji bezzałogowej. Obecnie prowadzone są różne prace, aby zapewnić pierwszą misję załogową.
Wygląd statku CST-100 Starliner. Ilustracja z NASA
Jednak SpaceX również wielokrotnie napotykał różnego rodzaju trudności i wielokrotnie zmieniał harmonogram prac. W szczególności wielokrotnie przekładano starty testowe z ładunkami i ludźmi. Były też trudności techniczne i wypadki. Na przykład 20 sierpnia 2019 r. pierwszy pojazd Dragon 2, który wcześniej poleciał w kosmos, eksplodował podczas testów naziemnych.
Bezzałogowy lot SpX-DM1 rozpoczął się 2 marca 2019 r. Kilka godzin po starcie statek zadokował przy ISS. 8 marca statek kosmiczny powrócił na Ziemię. Całkowity czas trwania misji to nieco mniej niż 5 dni. W grudniu powinno odbyć się próbne wodowanie z kontrolą działania systemu ratowniczego. To wydarzenie zostanie przeprowadzone automatycznie.
Pierwszy załogowy lot SpX-DM2 planowany jest przez dewelopera na I kwartał 1 roku. Biuro Generalnego Inspektora NASA uważa takie plany za nierealne i spodziewa się startu dopiero latem. Już w przyszłym roku SpaceX przeprowadzi kolejne loty Dragon 2020 z ładunkiem i ludźmi.
Jeden z etapów testowych Starlinera, październik 2019. Zdjęcie NASA
W zależności od konfiguracji Crew Dragon powinien przewozić od 4 do 7 osób, czyli od 3 do 6 t. Według szacunków NASA OIG średni koszt jednego miejsca na takim statku wyniesie 55 mln dolarów.
Na tle Unii
Od 2011 roku NASA wysyła astronautów na ISS za pomocą rosyjskich statków kosmicznych z serii Sojuz, a praktyka ta będzie miała miejsce przed stworzeniem i uruchomieniem własnych nowych rozwiązań. W ciągu ostatnich kilku lat terminy rezygnacji z Sojuza były wielokrotnie przesuwane zgodnie ze zmianami w harmonogramach dla CCdev/CCtCap. W ostatnich miesiącach pojawiły się głośne wypowiedzi o rychłym porzuceniu rosyjskiej technologii, ale w rzeczywistości sytuacja wygląda inaczej.
Według niedawnego raportu Biura Generalnego Inspektora, od 2006 roku do dnia dzisiejszego NASA zakupiła od Roskosmosu 70 miejsc na statki kosmiczne. Wydali na to 3,9 miliarda dolarów.Miejsca kosztują od 21 do 86 milionów dolarów, ze średnią 55 milionów dolarów. Trwają negocjacje w sprawie zakupu dwóch dodatkowych miejsc w najbliższej przyszłości. Pojawienie się tego zamówienia otwarcie kojarzy się z niedotrzymaniem terminów własnych projektów.
W marcu tego roku, na tle amerykańskich testów, kierownictwo Roskosmosu ujawniło swoją opinię na temat bieżących wydarzeń. W szczególności argumentowano, że koszt miejsca na Sojuzie w granicach 80 milionów dolarów umożliwia konkurowanie z zagranicznymi statkami. Ponadto firmy amerykańskie nie mają możliwości dumpingu.
Wystrzelenie rakiety Falcon 9 za pomocą statku kosmicznego Crew Dragon, 2 marca 2019 r. Zdjęcie: SpaceX / spacex.com
Po rozpoczęciu działalności produktów Starliner i Crew Dragon Roskosmos planuje przejść na barter. NASA będzie mogła zarezerwować miejsca na Sojuzie w zamian za miejsca Starliner i Dragon. Taka współpraca może być realizowana bez uwzględniania kosztów usług, ale będzie korzystna dla obu stron.
Czekam na Federację
W dającej się przewidzieć przyszłości obecne „Związki” zostaną zastąpione przez obiecujący załogowy statek kosmiczny „Federacja” / „Orzeł”. Do chwili obecnej część prac na ten temat została zakończona. Wiosną ubiegłego roku poinformowano, że rozpoczęto budowę pierwszego modelu lotniczego. Przeprowadzane są niezbędne badania i testy.
Ze względu na obiektywne trudności harmonogram prac był wielokrotnie korygowany. Testy w locie bezzałogowym pierwotnie planowano przeprowadzić w 2017 roku. Do tej pory przełożono je na 2023 rok. Następnie odbędzie się lot z załogą. Do końca następnej dekady możliwe jest zorganizowanie pierwszych misji z przelotem Księżyca.
Dragon 2 na pokładzie ISS. Zdjęcie autorstwa NASA
Wersja transportowa Federacji będzie w stanie przewieźć do 2 ton ładunku. Załogowy statek kosmiczny będzie mógł dostarczyć do 4 osób na ISS lub do innego celu. Koszt miejsca dla astronauty czy wystrzelenia kilograma ładunku pozostaje nieznany.
wyścig załogowy
W ten sposób do tej pory rozwinęła się ciekawa sytuacja w dziedzinie załogowej kosmonautyki. Tylko Rosja, reprezentowana przez Roskosmos, ma statek kosmiczny, który działa od dawna. Stany Zjednoczone tymczasowo nie mają takiego sprzętu, ale już pracują nad rozwiązaniem tego problemu. Teraz Stany Zjednoczone są w stanie nadrobić zaległości. Ich projekty zaczęły się dość późno, a poza tym napotkali wiele problemów. W rezultacie terminy zakończenia prac musiały być kilkakrotnie przesuwane, a prawdziwych próbek wciąż nie ma.
Sytuacja jednak się zmienia i już w przyszłym roku Boeing i SpaceX wyślą ludzi na orbitę. Ponadto w ich projektach opracowywane i wdrażane są zaawansowane pomysły, dzięki którym planuje się zapewnić wzrost głównych cech i stworzyć rezerwę na przyszłość. Istnieje ryzyko, że w dającej się przewidzieć przyszłości Sojuz pozostanie w tyle.
Modele statku „Federacja”. Zdjęcie: Roscosmos / roscosmos.ru
Z tego powodu tworzymy również statek wielozadaniowy nowej generacji. „Federacja” zostanie uruchomiona kilka lat po amerykańskich modelach i prawdopodobnie po raz kolejny zapewni przewagę nad zagranicznymi partnerami.
Ważne jest, że teraz konkurencja między statkami dotyczy nie tylko cech, ale także kosztów. Nawet starsze projekty mogą mieć zalety ekonomiczne. Dane o kosztach miejsc na statkach, cytowane przez NASA OIG, podkreślają specyfikę takiej konfrontacji.
W rzeczywistości trwa prawdziwy wyścig w dziedzinie astronautyki załogowej, w którym biorą udział organizacje i firmy z kilku krajów. Do tej pory jego uczestnicy konkurują o zamówienia z departamentów kosmicznych swoich krajów. Według różnych prognoz, w przyszłości obecne wydarzenia mogą przyczynić się do rozwoju turystyki kosmicznej. Kto będzie zwycięzcą takiego wyścigu, nie wiadomo. Wiadomo jednak, jaka będzie nagroda dla zwycięzcy. I zdecydowanie warte wysiłku i inwestycji.
informacja