Финишная кривая Роскосмоса
Оригинал взят у smoliarm в Финишная кривая Роскосмоса
.
...Наплевать, что кривобока,
Криворука, кривоока, -
Только вывези...
(В.С. Высоцкий, Песенка про Две Судьбы)
В начале года я писал о назревающем кризисе российской космической индустрии. Сейчас многое многое прояснилось и оформилось, и уже можно считать первых цыплят. Собственно, выяснилось, что некоторые неприятности я недооценил. Однако, прежде чем заниматься этими цыплятами, следует отметить вот что: в последние месяцы я отчётливо наблюдаю усилившуюся поддержку Роскосмоса - и в СМИ, и в блогах - по типу «восемьдесят шесть процентов - ЗА». То есть, «у нас всё в порядке, в космосе мы впереди, потому что мы больше всех запускаем». А много аварий у Роскосмоса - «во-первых, потому что их на самом деле немного, во-вторых, у американцев они тоже есть, а в третьих, мы больше всех запускаем». Эти рассуждения непременно сопровождаются красочными снимками взрыва на старте лёгкой ракеты Антарес в октябре 2014 (обязательно Антарес - других взрывов на старте в Штатах за последние десять лет просто не было). А потом появляются красивые цветные таблицы - с огромным количеством цифр, взятых неизвестно откуда и с такой статистикой, что в кавычки взять её - мало. Надо розгами.
Поэтому ясно, что прежде чем писать на тему «куда катится Роскосмос», надо сначала чётко определить - «где он сейчас находится» - и по количеству, и по качеству. Нужно собрать настоящую статистику - вместо наперсточных фокусов.
Если сваливать ВСЮ мировую космонавтику в кучу - куча получается очень большая, а сводные таблицы становятся непроверяемыми - для простых смертных. Кроме того, ракеты очень разные, и запутать неспециалиста в их ТТХ - очень просто. Что открывает большие возможности для напёрсточных мошенников. Поэтому здесь, для этого обзора, я использую три основных принципа научной таксономии (не пугайтесь страшного слова таксономия, там всё будет по-русски):
Итак, номер РАЗ - какие страны (космические державы) я выбираю для сравнения:Про Иран с Кореями уже сказано. Успехи Индии и Японии в космосе гораздо лучше - Япония по некоторым показателям уже обошла РФ, Индия скоро сделает то же самое. Но - на данный момент в коммерческой космонавтике обе страны присутствуют в виде примерно процента на двоих. Есть ещё Китай, и его как раз следовало бы включить в сравнение, если бы не одно «но» - китайцы немного рассказывают о своих космических делах, особенно немного - о неудачах. И посчитать у них процент аварийных запусков - совсем не так просто. Поэтому про Китай - как-нибудь в другой раз.
А сейчас у нас остаются три страны: Россия, США и ЕС.
Номер ДВА - какие ракеты я выбираю для сравнения:Как и было сказано в принципах - а) современные, б) тяжеловозы
Ещё раз поясню - почему выбраны именно тяжеловозы? - без общих слов, на двух простых примерах:
Name
Country (Design)
Payload to LEO, t
Payload to GTO, t
Proton M
Russia (USSR)
22.0
6.7
Zenit-2M
Russia/Ukraine (USSR)
12.0
n/a
Zenit-3SL (SLB)
n/a
6.1 (3.8)
Ariane 5 ES
EU (Ariane Space)
20.0
n/a
Ariane 5 ECA
n/a
10.5
Atlas V
USA (Lockheed Martin)
9.8 - 18.8
4.8 - 8.9
Delta IV
USA (Boeing)
9.4 - 28.8
4.4 - 14.2
Примечания:
Таблица эта - ориентировочная, сведена с единственной целью - показать принадлежность данного ракетоносителя к классу тяжеловозов. Протоны, Зениты и Арианы имеют по 4-6 модификаций - в статистику включены ВСЕ, что летали в выбранный период времени (а не только те, что указаны в таблице). Atlas V и Delta IV - это вообще семейства ракетоносителей, и там вариантов ещё больше, и принцип тот же - всё что летало под этими названиями - включено в статистику.
И номер ТРИ - период времени, выбранный для сравнения:Я выбрал период с 2002 года по нынешний, 2015, год.
Основная причина: именно с 2002-го начали летать Atlas V и Delta IV, а они - основные конкуренты Протонов и Зенитов. Кроме того, кризисные девяностые - не самый лучший период российской космонавтики.
Источники данных по количеству запусков и аварий:Данные по запускам и авариям я собираю на форуме Nasaspaceflight
Всё это естественно есть и в вики (Proton, Zenit, Atlas V, Delta IV, Ariane 5)
и в справочнике Гюнтера (в котором меньше ошибок).
Есть так же огромный справочник запусков Джонотана МакДовела
и база данных на сайте Эдварда Кайла.
В общем, если кто захочет проверить/дополнить мою таблицу - be my guest :) Я буду только рад.
Итак,
Таблица 2. Общее количество запусков и аварий по годам
Примечания:
Ну а теперь - обсуждение результатов, в научных статьях это называется «Results and Discussion».Хотя какая ж тут discussion, всё и так ясно: средняя аварийность Протона в три - семь раз хуже, чем аварийность у басурман. Аварийность Зенита немного лучше, чем у Протона, но всё-равно, по сравнению с западными ракетами - хуже в разы.
Не лишена смысла и интегральная картинка.
С одной стороны (с западной), Атласы и Дельты строят разные фирмы (Локхид и Боинг), но запускает их один и тот же альянс (ULA), и поэтому процедуры QC (quality control) и протоколы QA (quality assurance) для обеих ракет - одни и те же. Кроме того, ULA весьма плотно сотрудничает с Ariane Space - именно по части QC/QA, так что и Ариан тоже можно «свалить до кучи».
С другой стороны (с российской), Зениты и Протоны строят очень разные конторы, однако бардак в РКК Энергия и ГКНЦП Хруничева очень похож, и во всяком случае - он имеет одни и те же корни.
Рисунок 1. Интегральная статистика «Россия-Запад» по тяжёлым ракетам.
Тут тоже всё достаточно наглядно - количество запусков почти одинаково, а вот аварийность западных ракет меньше в ПЯТЬ раз.
И ещё один аспект: поскольку объём данных большой (по полторы сотни с каждой стороны), то можно проследить динамику по запускам и аварийности. То есть, разделить весь массив данных на периоды и проследить - как меняются параметры со временем. Результат представлен на Рисунке 2.
Рисунок 2. Динамика запусков и аварийности - в России и на Западе.
Примечание: неполные 14 лет не делятся строго по годам на равные интервалы, и возиться с масштабирующими коэффициентами мне было лень. Поэтому я поступил просто - я разделил интервал с 1 янв. 2002 по 1 ноября 2015 на 3 и суммировал запуски по этим периодам (1684 дня). Так что границы периодов на горизонтальных осях соответствуют 12 авг. 2006 и 23 мар. 2011.
Эти рисунки показывают, что:
США (Delta IV & Atlas V) .............. 34 (0 аварий)
Россия (Протоны и Зениты) ..... 27 (5 аварий)
И кто лидирует? - Вот-вот.
А десяток-другой запусков Днепров и Рокотов, что сюда не включён - все эти запуски ВМЕСТЕ не дотягивают по экономическому эффекту до одного запуска Delta IV Heavy.
Следующий раздел за Results & Discussion - это всегда «Conclusions», Выводы:
Что сделала российская космонавтика за четверть века своего существования - в плане разработки новых и надежности старых - ракетоносителей тяжёлого класса?
Краткий ответ - хуже, чем ничего.
Развёрнутый ответ:
По разработке новых ракет - ноль.
И не надо рассказывать мне про Ангару - для индустрии эта ракета до сих про не существует:
По надёжности запусков ракет, доставшихся в наследство от СССР - хвастаться совсем нечем. 6.5 - 7.0% аварий в нулевых и почти 15% аварийных пусков в последнее пятилетие - это очень плохо. Это означает, что Роскосмос даже не научился качественно тиражировать и надёжно запускать те ракеты, что достались в подарок от Королёва, Чаломея и Глушко.
Раз уж я весь пост организовал в точности как академический доклад, то и завершать надо - списком рекомендованной литературы, т.е. Advanced Reading:
Parabolic Arc: «Years of Failures Haunt Russian Space Program» by Doug Messier, May 16, 2015
- Собраны практически все аварийные запуски российских ракет (16 из 18) за последние 6 лет с кратким анализом причин и сравнением с авариями западных ракет. Но общих проблем Роскосмоса Doug Messier почти не касается.
Space Flight Now: «Roscosmos: Design flaw brought down Proton rocket» by Stephen Clark, June 1, 2015
Stephen, наоборот, фокусируется на анализе ситуации в Роскосмосе и причинах высокой аварийности. К трём основным причинам - низкая эффективность устаревших технологий, некомпетентный менеджмент и коррупция чиновников - которые он выделил, я бы добавил ещё одну: полное - то есть, тотальное - пренебрежение к подготовке кадров. НАСА выделяет колоссальные деньги на студенческие и аспирантские стипендии, на национальные конкурсы школьных работ, на содержание музеев и библиотек. Когда я первый раз попал в библиотеку Геологического факультета Университета Мэриленда, я был поражён обилием журналов по космохимии и планетологии. А Ричард на моё удивление пожал плечами и сказал: «Майкл, мы на это не тратим ни цента, это всё от НАСА». Попробуйте найти хоть что-нибудь в библиотеке МГУ - оплаченное Роскосмосом. Кстати, University of Maryland - это, конечно, большой университет, но он ни в коем случае не претендует на «Университет Номер Один» в США. Так что правильнее тут было бы поискать покупки Роскосмоса в библиотеках университетов Рязани или Воронежа.
И последнее - экономический анализ, от Business Insider: «Russia's space program has seen better days»
- Но об этом уже в следующий раз :)
.
...Наплевать, что кривобока,
Криворука, кривоока, -
Только вывези...
(В.С. Высоцкий, Песенка про Две Судьбы)
В начале года я писал о назревающем кризисе российской космической индустрии. Сейчас многое многое прояснилось и оформилось, и уже можно считать первых цыплят. Собственно, выяснилось, что некоторые неприятности я недооценил. Однако, прежде чем заниматься этими цыплятами, следует отметить вот что: в последние месяцы я отчётливо наблюдаю усилившуюся поддержку Роскосмоса - и в СМИ, и в блогах - по типу «восемьдесят шесть процентов - ЗА». То есть, «у нас всё в порядке, в космосе мы впереди, потому что мы больше всех запускаем». А много аварий у Роскосмоса - «во-первых, потому что их на самом деле немного, во-вторых, у американцев они тоже есть, а в третьих, мы больше всех запускаем». Эти рассуждения непременно сопровождаются красочными снимками взрыва на старте лёгкой ракеты Антарес в октябре 2014 (обязательно Антарес - других взрывов на старте в Штатах за последние десять лет просто не было). А потом появляются красивые цветные таблицы - с огромным количеством цифр, взятых неизвестно откуда и с такой статистикой, что в кавычки взять её - мало. Надо розгами.
Поэтому ясно, что прежде чем писать на тему «куда катится Роскосмос», надо сначала чётко определить - «где он сейчас находится» - и по количеству, и по качеству. Нужно собрать настоящую статистику - вместо наперсточных фокусов.
Если сваливать ВСЮ мировую космонавтику в кучу - куча получается очень большая, а сводные таблицы становятся непроверяемыми - для простых смертных. Кроме того, ракеты очень разные, и запутать неспециалиста в их ТТХ - очень просто. Что открывает большие возможности для напёрсточных мошенников. Поэтому здесь, для этого обзора, я использую три основных принципа научной таксономии (не пугайтесь страшного слова таксономия, там всё будет по-русски):
- Выделять для сравнения надо главные субъекты.
Раз мы разбираемся с лидерством в космической отрасли - так и сравнивать надо только лидеров. А то мастера-наперсточники сравнивают процент аварий Протонов с ... «мировым уровнем» аварий, включая туда (нечаянно) все аварийные запуски Южной Кореи, Ирана, и далее - со всеми остановками.
Нет уж - раз речь идёт о лидерах, так и сравнивайте - с лидерами.
И не надо никакого Ирана. «Скрипач не нужен»™. - Выделять для сравнения надо главные объекты.
В данном случае - для космической индустрии - главными объектами являются ракеты-тяжеловозы. Да, по числу запусков - на них приходится НЕ больше половины, но именно ими запускают почти все военные спутники, а военные - до сих пор - являются главными заказчиками космической индустрии любой страны. И в коммерческой космонавтике то же самое - именно тяжеловозы дают 80-85% оборота в бизнесе «запуск спутников». Простой пример: один запуск ракетоносителя Ariane 5 ECA даёт концерну Ariane Space оборот (taxable revenue) примерно равный обороту Роскосмоса от запуска восьми Рокотов и шести Днепров. То есть, ракетоносители легкого класса заметно влияют только на число запусков, но их экономический эффект весьма скромный.
Вывод: ни Рокоты, ни Днепры, ни Веги с Антаресами и Торесами в данном анализе не нужны. Как и тот скрипач™. - Выбирать для сравнения следует актуальный период по времени.
Да, друзья-фокусники - не надо нам «времён Очаковских» - они давно прошли. Как часто и хорошо летали Союзы и Молнии полвека назад, как много и почему взрывались американские Титаны и Минотавры в восьмидесятых - это всё уже давно стало историей. А мы сейчас разбираемся - с текущим положением - в современной космической индустрии.
Итак, номер РАЗ - какие страны (космические державы) я выбираю для сравнения:Про Иран с Кореями уже сказано. Успехи Индии и Японии в космосе гораздо лучше - Япония по некоторым показателям уже обошла РФ, Индия скоро сделает то же самое. Но - на данный момент в коммерческой космонавтике обе страны присутствуют в виде примерно процента на двоих. Есть ещё Китай, и его как раз следовало бы включить в сравнение, если бы не одно «но» - китайцы немного рассказывают о своих космических делах, особенно немного - о неудачах. И посчитать у них процент аварийных запусков - совсем не так просто. Поэтому про Китай - как-нибудь в другой раз.
А сейчас у нас остаются три страны: Россия, США и ЕС.
Номер ДВА - какие ракеты я выбираю для сравнения:Как и было сказано в принципах - а) современные, б) тяжеловозы
Ещё раз поясню - почему выбраны именно тяжеловозы? - без общих слов, на двух простых примерах:
- Найдите на сети любой рекламный буклет ГКНЦП им. Хруничева за конец нулевых - и вы обязательно увидите на первой же страничке абзац про то, что «каждый третий килограмм полезного веса на орбиту выводят их Протоны - во всём мире». Да, это типичный совок - хвастаться валовыми показателями, но в данном случае они хотя бы дают представление о реальных масштабах оборота - и о долях - в космической индустрии.
- Если взять период «после-Шаттла» в США, т.е., с середины 2011 года - то практически все военные спутники в Штатах запускали только на Atlas V и Delta IV, исключения по пальцам пересчитать. А всего за этот период запусков для Department of Defense, National Reconnaissance Office и US Air Force было десятка три (а то и четыре).
Name
Country (Design)
Payload to LEO, t
Payload to GTO, t
Proton M
Russia (USSR)
22.0
6.7
Zenit-2M
Russia/Ukraine (USSR)
12.0
n/a
Zenit-3SL (SLB)
n/a
6.1 (3.8)
Ariane 5 ES
EU (Ariane Space)
20.0
n/a
Ariane 5 ECA
n/a
10.5
Atlas V
USA (Lockheed Martin)
9.8 - 18.8
4.8 - 8.9
Delta IV
USA (Boeing)
9.4 - 28.8
4.4 - 14.2
Примечания:
Таблица эта - ориентировочная, сведена с единственной целью - показать принадлежность данного ракетоносителя к классу тяжеловозов. Протоны, Зениты и Арианы имеют по 4-6 модификаций - в статистику включены ВСЕ, что летали в выбранный период времени (а не только те, что указаны в таблице). Atlas V и Delta IV - это вообще семейства ракетоносителей, и там вариантов ещё больше, и принцип тот же - всё что летало под этими названиями - включено в статистику.
И номер ТРИ - период времени, выбранный для сравнения:Я выбрал период с 2002 года по нынешний, 2015, год.
Основная причина: именно с 2002-го начали летать Atlas V и Delta IV, а они - основные конкуренты Протонов и Зенитов. Кроме того, кризисные девяностые - не самый лучший период российской космонавтики.
Источники данных по количеству запусков и аварий:Данные по запускам и авариям я собираю на форуме Nasaspaceflight
Всё это естественно есть и в вики (Proton, Zenit, Atlas V, Delta IV, Ariane 5)
и в справочнике Гюнтера (в котором меньше ошибок).
Есть так же огромный справочник запусков Джонотана МакДовела
и база данных на сайте Эдварда Кайла.
В общем, если кто захочет проверить/дополнить мою таблицу - be my guest :) Я буду только рад.
Итак,
Таблица 2. Общее количество запусков и аварий по годам
Примечания:
- 2015 год взят по состоянию на 1 ноября.
- Колонки «total» дают все запуски этой ракеты за год, колонки «fail» - общее количество аварийных запусков.
- И последнее, самое главное примечание - «что считается аварией?» - на этот счет есть разные точки зрения. Здесь я придерживаюсь определения Эда Кайла, поскольку оно строго соответствует позиции страховщиков:
«Спутник должен быть выведен [1]на расчётную орбиту (в пределах допуска), [2]в расчетное время (в пределах допуска), [3]в полностью исправном состоянии. Нарушение любого из трёх условий делает запуск аварийным, и страховые компании (если пуск застрахован) выплачивают страховку.
Ну а теперь - обсуждение результатов, в научных статьях это называется «Results and Discussion».Хотя какая ж тут discussion, всё и так ясно: средняя аварийность Протона в три - семь раз хуже, чем аварийность у басурман. Аварийность Зенита немного лучше, чем у Протона, но всё-равно, по сравнению с западными ракетами - хуже в разы.
Не лишена смысла и интегральная картинка.
С одной стороны (с западной), Атласы и Дельты строят разные фирмы (Локхид и Боинг), но запускает их один и тот же альянс (ULA), и поэтому процедуры QC (quality control) и протоколы QA (quality assurance) для обеих ракет - одни и те же. Кроме того, ULA весьма плотно сотрудничает с Ariane Space - именно по части QC/QA, так что и Ариан тоже можно «свалить до кучи».
С другой стороны (с российской), Зениты и Протоны строят очень разные конторы, однако бардак в РКК Энергия и ГКНЦП Хруничева очень похож, и во всяком случае - он имеет одни и те же корни.
Рисунок 1. Интегральная статистика «Россия-Запад» по тяжёлым ракетам.
Тут тоже всё достаточно наглядно - количество запусков почти одинаково, а вот аварийность западных ракет меньше в ПЯТЬ раз.
И ещё один аспект: поскольку объём данных большой (по полторы сотни с каждой стороны), то можно проследить динамику по запускам и аварийности. То есть, разделить весь массив данных на периоды и проследить - как меняются параметры со временем. Результат представлен на Рисунке 2.
Рисунок 2. Динамика запусков и аварийности - в России и на Западе.
Примечание: неполные 14 лет не делятся строго по годам на равные интервалы, и возиться с масштабирующими коэффициентами мне было лень. Поэтому я поступил просто - я разделил интервал с 1 янв. 2002 по 1 ноября 2015 на 3 и суммировал запуски по этим периодам (1684 дня). Так что границы периодов на горизонтальных осях соответствуют 12 авг. 2006 и 23 мар. 2011.
Эти рисунки показывают, что:
- В России - нет динамики по количеству запусков тяжёлых ракет, число запусков по периодам примерно одинаково. А вот аварийность российских ракет в последнее пятилетие - выросла более чем вдвое.
- На Западе - стабильная положительная динамика по количеству запусков тяжёлых ракет, что соответствует стабильному росту спроса на этот сервис. В тоже время - чёткая положительная динамика по надёжности, за последнее пятилетие - ни одной аварии.
США (Delta IV & Atlas V) .............. 34 (0 аварий)
Россия (Протоны и Зениты) ..... 27 (5 аварий)
И кто лидирует? - Вот-вот.
А десяток-другой запусков Днепров и Рокотов, что сюда не включён - все эти запуски ВМЕСТЕ не дотягивают по экономическому эффекту до одного запуска Delta IV Heavy.
Следующий раздел за Results & Discussion - это всегда «Conclusions», Выводы:
Что сделала российская космонавтика за четверть века своего существования - в плане разработки новых и надежности старых - ракетоносителей тяжёлого класса?
Краткий ответ - хуже, чем ничего.
Развёрнутый ответ:
По разработке новых ракет - ноль.
И не надо рассказывать мне про Ангару - для индустрии эта ракета до сих про не существует:
- запуск пассивного массогабаритного макета на орбиту с не заявленными заранее параметрами - не даёт возможности объективно судить об успешности запуска (по критериям Кайла - см. примечание к Таблице 2);
- нет даже коротенькой цепочки состоявшихся запусков, и судить о надёжности новой ракеты - нет никакой возможности. Большинство страховщиков откажутся страховать запуск спутника на ракете, у которой ещё нет трёх (5-и, 7-и - в зависимости от цены спутника) успешных запусков подряд;
- третье, тоже немаловажное для индустрии - её цена неизвестна, и соотношение цена/качество определить нельзя.
По надёжности запусков ракет, доставшихся в наследство от СССР - хвастаться совсем нечем. 6.5 - 7.0% аварий в нулевых и почти 15% аварийных пусков в последнее пятилетие - это очень плохо. Это означает, что Роскосмос даже не научился качественно тиражировать и надёжно запускать те ракеты, что достались в подарок от Королёва, Чаломея и Глушко.
Раз уж я весь пост организовал в точности как академический доклад, то и завершать надо - списком рекомендованной литературы, т.е. Advanced Reading:
Parabolic Arc: «Years of Failures Haunt Russian Space Program» by Doug Messier, May 16, 2015
- Собраны практически все аварийные запуски российских ракет (16 из 18) за последние 6 лет с кратким анализом причин и сравнением с авариями западных ракет. Но общих проблем Роскосмоса Doug Messier почти не касается.
Space Flight Now: «Roscosmos: Design flaw brought down Proton rocket» by Stephen Clark, June 1, 2015
Stephen, наоборот, фокусируется на анализе ситуации в Роскосмосе и причинах высокой аварийности. К трём основным причинам - низкая эффективность устаревших технологий, некомпетентный менеджмент и коррупция чиновников - которые он выделил, я бы добавил ещё одну: полное - то есть, тотальное - пренебрежение к подготовке кадров. НАСА выделяет колоссальные деньги на студенческие и аспирантские стипендии, на национальные конкурсы школьных работ, на содержание музеев и библиотек. Когда я первый раз попал в библиотеку Геологического факультета Университета Мэриленда, я был поражён обилием журналов по космохимии и планетологии. А Ричард на моё удивление пожал плечами и сказал: «Майкл, мы на это не тратим ни цента, это всё от НАСА». Попробуйте найти хоть что-нибудь в библиотеке МГУ - оплаченное Роскосмосом. Кстати, University of Maryland - это, конечно, большой университет, но он ни в коем случае не претендует на «Университет Номер Один» в США. Так что правильнее тут было бы поискать покупки Роскосмоса в библиотеках университетов Рязани или Воронежа.
И последнее - экономический анализ, от Business Insider: «Russia's space program has seen better days»
- Но об этом уже в следующий раз :)