December 28th, 2015

la

Танцы со швабрами - 2

Мягкая посадка первой ступени ракеты "Фалкон-9" - замечательное техническое достижение, я не ожидал от них этого, по крайней мере так быстро - и был неправ.

Мой скептицизм по поводу "Фалкона" и вертикальной посадки первой ступени, тем не менее, полностью сохраняется. Принципиальная возможность такой посадки успешно подтверждена - но я её и не отрицал в посте по ссылке. Что намного труднее - это добиться такой посадки с высокой надёжностью, в том числе при неидеальных погодных условиях, с конкурентоспособной (а не символической, как в полёте 21 декабря) полезной нагрузкой, и с повторной отправкой первой ступени обратно в космос, (а не в музей в качестве трофея). "Спэйс Шаттл", как мы знаем, как правило летал и приземлялся. Вот только небольшой процент случаев когда он не долетал до космоса или не приземлялся - стал одним из ключевых факторов того что в целом программа "челноков" стала экономически провальной.

Основной скептицизм у меня по поводу экономической оправданности многоразовой первой ступени, а не по поводу её технической возможности. Даже если стоимость первой ступени амортизируется на много запусков (сколько в реальности - 3, 5, 10?), в её концепции есть несколько удорожающих факторов:
1. Избыточность ресурсов, по сравнению с одноразовой ракетой. Я видел оценки что этой ракете нужно примерно на 30% больше взлётной массы к полезной нагрузке по сравнению с одноразовой. Это очень существенно. В полёте 21 декабря полезная нагрузка была крошечной - менее 2 тонн, фактически по физическим параметрам этот полёт почти не отличался от "холостого". Для конкурентоспособности ракете с таким взлётным весом нужно выводить полезную нагрузку, сравнимую с "Протоном" - 10-15 тонн. Стоимость ракеты и двигателей растёт очень нелинейно с ростом веса и тяги, т.е. избыточный ресурс в 30% даёт значительно бОльший процент избыточной стоимости.
2. Расходы на ремонт и переоборудование (refurbishing) ракеты для следующего пуска. Оценки которые я видел на эту тему представляются мне очень оптимистичными. По-моему эти расходы будут составлять немалую часть стоимости новой ракеты. Здесь действуют те же факторы которые делают ремонт, скажем, бытовой техники, зачастую невыгодным. Это происходит не из-за стоимости запасных деталей. А потому что каждый нетривиальный ремонт - уникален, а производство нового изделия - поточно. Каждое успешное приземление первой ступени потребует её транспортитовки в ремонтный цех, тщательного анализа и замены некотоых деталей, разных от одного полёта к другому - всё это будет стоить миллионы долларов.
3. Расходы на "уборку мусора" в случае неудачной посадки, а какой-то процент их будет всегда. Это удаление последствий жёсткой посадки, ремонт посадочной платформы, а так же страхование рисков, потому что ракета падает не в безбрежный океан или бескрайнюю степь, а на территорию с людьми и инфраструктурой.

У Витуса несколько постов на тему экономики "Фалкона" (1, 2), с дальнейшими ссылками. В этих дискуссиях даже самые скептические комментарии представляются мне слишком оптимистичными. В лучшем случае "Фалкон" станет конкурентоспособным носителем на рынке запусков, но ни к какому обвалу цен не приведёт.

А тем временем намного менее гламурная, одноразовая ракета "Atlas 5" остаётся самым надёжным американским носителем в истории. Да, та самая которая с российскими двигателями РД-180 на первой ступени.