Проблемы и вызовы российской космонавтики
Совместно с международным порталом Spacewatch.global подготовил обзор сегодняшнего состояния российской космонавтики, ее возможности, цели и перспективы. Что сегодня может Роскосмос, с какими проблемами сталкивается и как пытается решать.
Высокая орбита
Понимание нынешнего состояния российской космонавтики невозможно без знания истории советского освоения космоса. Первоначальное назначение, для которого и появилась космонавтика в СССР - военное. Именно необходимость доставки ядерного заряда на другой континент и стимулировала активное развитие отрасли. Практически все ракеты-носители Советского Союза создавались по заказу военных: Р7 (“Восток”, “Союз”) и УР500 (“Протон”), как носители ядерного и термоядерного зарядов, “Зенит” и “Энергия” для выведения космических аппаратов военного назначения, в том числе для участия в “звездных войнах”, т.е. противостояния американской программе СОИ.
С другой стороны, полет Спутника и Юрия Гагарина определили второе важное значение космонавтики - пропагандистское. Космические достижения Советского Союза демонстрировали превосходство коммунистического строя, поддерживали политических союзников СССР и способствовали появлению новых. Провозглашая себя проводником человечества в космическом пространстве Советский Союз действительно способствовал развитию космонавтики в дружественных и союзных странах Восточной Европы и Азии: разрабатывал совместные спутники и запускал иностранных космонавтов. Посадки зондов на Луну, Венеру, Марс, точно так же демонстрировали превосходство советской науки и техники, советского образа жизни, и поддерживали декларации мирного освоения космоса.
Обе функции советской космонавтики были нацелены на военное и идеологическое противостояние в “холодной войне” с США. Гражданское прикладное назначение космонавтики имело низкий приоритет.
В 1980-е годы советская космонавтика достигла пика своего развития. Программы “Буран-Энергия” и “Мир” в СССР сыграли ту же роль, что для США программа Apollo: обеспечили модернизацию отрасли, развитие промышленной, испытательной и пусковой инфраструктуры, подготовку кадров. По некоторым оценкам, программа “Буран-Энергия” занимала до 6% годового бюджета СССР, в некоторые годы. Результаты были достигнуты сравнимые с лунной программой: создана сверхтяжелая ракета, разработаны передовые ракетные двигатели, достигнувшие практически возможного теоретического предела энергоэффективности, разработана многоразовая авиакосмическая система…
Выжить любой ценой
В 90-е, с распадом Советского Союза, рухнули все надежды на дальнейшее развитие советской космонавтики. От мечты о марсианских полетах и запусках ракеты “Вулкан”, грузоподъемностью 200 тонн, российские космические инженеры спустились к поискам источников к существованию. На тот момент, ключевой проблемой уже российской космонавтики казался государственный экономический кризис, который привел к резкому снижению финансирования отрасли.
Что было заметно меньше, но последствия чего ощущаются по сей день, так это утрата прежнего военного и пропагандистского значения космоса. С завершением “холодной войны” исчезла опасность ядерного столкновения, а значит оказались ненужными и спутники предупреждения о ядерном нападении, и система глобального позиционирования для наведения баллистических ракет. Молодая российская держава вовсю копировала капиталистический строй прежнего идеологического соперника, и пилотируемая с межпланетной космонавтикой ничем не могли в этом помочь. Программа межпланетных исследований была практически полностью свернута, за исключением неудачного “Марс-96”, а пилотируемые полеты на станцию “Мир” продолжались во-многом благодаря деньгам из США и Европы.
В тяжелых экономических условиях российская космонавтика искала новые цели и новые применения. В 90-е целью стало выживание отрасли, что позже видоизменилось в актуальное по сей день “сохранение доступа в космос”. Пропагандисткое значение космонавтики отчасти сохранилось, но направлено по большей части на внутреннюю аудиторию, утратив прежнюю внешнеполитическую роль. Военные также остаются крупным заказчиком космических аппаратов и запусков, хотя и в несравнимо меньшем масштабе чем ранее.
Вынужденно, российская космонавтика пошла на мировой рынок, в поиске спасительного заработка. В первые годы 90-х в продажу пошло всё подряд, от исторических скафандров, добытого лунного грунта и “Лунохода-2” с аукционов, до ракетных технологий третьим странам. Последнее вызвало возмущение США, опасавшихся появления баллистических ракет у стран с ядерным оружием. Контракт 1992 года России с Индией о передаче технологий ракетного водородного двигателя был приостановлен. Взамен же Россия в 90-е получила от США средства на поддержание работы станции “Мир”, совместные российско-американские предприятия продвигавшие ракетную технику на американском и мировом рынке, программу “Мир-Shuttle”, контракты на ракетные двигатели.
Инвестиции Советского Союза в развитие космических технологий определили те космические рынки, где Россия смогла найти устойчивый спрос. Российские конверсионные и серийные ракеты оказались в полтора и более раз дешевле американских и европейских. Пилотируемые полеты на российских кораблях для астронавтов NASA, ESA и частных заказчиков определили еще одну важную статью дохода российской космонавтики. NASA и китайская космонавтика активно перенимали советско-российский опыт разработки пилотируемых кораблей и долговременных орбитальных станций. Двигательные технологии, развитые в рамках программы “Буран-Энергия” также оказались востребованы.
Российская космонавтика на мировом рынке заняла роль “извозчика” и технического консультанта, обеспечивая развитие коммерческой и пилотируемой космонавтики других стран. Получаемые средства на внешних рынках не обеспечивали отрасль полностью. В 2000-е иностранные контракты занимали до 25% доходов Роскосмоса, остальное покрывалось государственным заказом. Всех средств не хватало на развитие новых технологий, позволяя только эволюционную модернизацию, зачатую оплаченную внешними заказчиками.
В настоящее время космонавтика России как и прежде существует в режиме сохранения прежнего потенциала, попутно выполняя социальные задачи занятости населения. Даже новые разработки, вроде ракет “Ангара” и “Союз-5” сохраняют серьезные заимствования из программы “Зенит” и “Энергия”.
Стоит признать немалый успех российской космонавтики в сохранении советского потенциала. Обладая финансированием в 10 раз меньше американского и втрое меньше китайского Роскосмос обладает компетенциями и ресурсами для решения широчайшего спектра задач:
- полный цикл производства ракет от легких до тяжелых, обеспечивающих достижение всех востребованных в мире типов орбит;
- жидкостные ракетные двигатели на высококипящих и низкокипящих компонентах, в том числе замкнутого цикла;
- грузовые и пилотируемые космические корабли;
- производство модулей и систем жизнеобеспечения космических станций;
- скафандры, аварийно-спасательные и для внекорабельной деятельности;
- стыковочные узлы и технологии автоматической стыковки;
- опыт пилотируемой космонавтики и огромный объем данных по космической медицине и биологии;
- производство спутников дистанционного зондирования Земли, вплоть до субметрового разрешения, и метеорологии;
- полнофункциональная глобальная навигационная система;
- производство широкого спектра геостационарных телекоммуникационных платформ;
- разгонные блоки многократного включения, обеспечивающие разведение спутников по орбитам и запуски на межпланетные траектории;
- космодромы обеспечивающие пуск всех производимых типов ракет-носителей;
- испытательная база для ракетных двигателей, включая самые мощные, и всех типов производимых космических аппаратов;
- производство электроракетных двигателей;
- разработка ядерных энергодвигательных установок;
- исследовательское приборостроение для межпланетных и астрофизических исследований…
Можно с уверенностью сказать, что на сегодняшний день ни одно другое космическое агентство Земли не обладает подобным набором компетенций и технологий. Данный факт небезосновательно является предметом гордости Роскосмоса. Космический потенциал России уступает США только в технологиях твердотопливных и водородных ракетных двигателей, и исследовании космоса автоматическими станциями. В межпланетной космонавтике Россию уже обошли Япония, Индия, Китай и США, что демонстрирует утрату прежней пропагандистской роли научных достижений в космосе, и отсутствие других мотивов развития этого направления для руководства страны.
В то же время, богатство компетенций и изобилие инфраструктуры Роскосмоса, приводит к размыванию финансирования отрасли, которого не хватает на полноценную загрузку всех мощностей. Госконтракты приходится “размазывать тонким слоем” между семью десятками предприятий и организаций, где трудятся более 200 000 сотрудников. Средств на развитие технологий по всем фронтам не хватает, что приводит к утрате конкурентных преимуществ по сравнению с более динамичными участниками рынка, концентрирующими усилия на узких компетенциях. Американские ракеты Falcon 9 стали популярнее прежнего лидера рынка - ракет “Протон”. Российские навигационные и телекоммуникационные спутники имеют низкую надежность и вдвое короче срок активного существования, в сравнении с европейскими или американскими конкурентами. Российские спутники дистанционного зондирования Земли в 5-10 раз тяжелее конкурентов, и уступают в качестве данных. Две попытки запуска межпланетных станций в 1996-м и 2011-м гг закончились в Тихом океане.
Прежнее экономическое преимущество Роскосмоса - низкий уровень оплаты труда в отрасли - дает всё меньше преимуществ из-за повышения производительности труда на частных производствах США, и активного выхода индийской космонавтики на мировой рынок запусков.
Последний “бастион”, где Роскосмос ощущает если не монополию, то хотя бы уверенность - пилотируемая космонавтика. Но и здесь конкуренты активно наступают на пятки: в США производится сразу три пилотируемых корабля, а Китай уже обладает пилотируемыми и грузовыми кораблями, готовит к запуску многомодульную пилотируемую станцию, и демонстрирует готовность к ее открытому использованию с другими странами.
Роскосмосу нужна сверхзадача
В текущей ситуации, единственная надежда Роскосмоса на качественный скачок для наверстывания разрыва с конкурентами и выход на лидирующие позиции в мировой космонавтике - кратное увеличение финансирования. Получить необходимые средства от государства можно было бы для реализации масштабного проекта, например лунной программы. В то же время, простое повторение программы Apollo спустя полвека после американцев не имеет достаточно значимого пропагандистского значения с точки зрения руководства страны, поэтому такой задачи не ставилось, несмотря на неоднократные попытки Роскосмоса предложить ее правительству. Альтернативный вариант - национальная космическая станция, также слаба с точки зрения пропаганды, на фоне МКС, будущей китайской станции, и планов США строить станцию на орбите Луны. Надеяться на отдачу станции в научно-исследовательской деятельности тоже не приходится, т.к. эта работа слабо освоена на российском сегменте МКС. Количество российских научных публикаций, подготовленных по результатам работы на МКС меньше чем у Японии и Германии, также очень слабо налажено взаимодействие с коммерческими структурами.
Роскосмос активно поддержал предложение NASA войти в проект окололунной пилотируемой станции. Так появляется новая амбициозная задача для российской космонавтики, в которой Россия не понесет основной финансовой нагрузки проекта. Серьезным риском будущих лунных планов остается нарастающее политическое противостояние России и США. Даже если сотрудничество в космосе удастся продолжить на фоне растущего противостояния, санкционных войн, пересечения внешнеполитических и экономических интересов в Средней Азии и прочих проблем, новую станцию не получится использовать для внутренней пропаганды. Сейчас для этой задачи используется даже казалось бы совместная работа на МКС, российские политики частенько позволяют себе заявления напоминающие о зависимости всех партнеров МКС от российских пилотируемых кораблей. С лунной станцией даже этого не получится, поэтому останется только прежняя функция - сохранение потенциала.
Участие в проекте окололунной станции не даст Роскосмосу сколь-нибудь значимого развития, за исключением пилотируемой космонавтики: будущий корабль “Федерация” должен стать новым и современным, но будущая сверхтяжелая ракета базируется на технологии советской “Энергии”, предполагаемые российские модули совместной станции у Луны не будут существенно отличаться от тех, что сейчас производятся для российского сегмента МКС.
Пока неизвестно, насколько лунно-орбитальная программа повысит государственное финансирование космонавтики. 2 февраля 2018 президент Владимир Путин подписал указ о начале разработки сверхтяжелой ракеты для лунной программы, однако на бюджете Роскосмоса это никак не отразилось - создание этой ракеты не внесено в Федеральную космическую программу на 2016-2025 годы. Пока этот указ выглядит как ответ на “Лунную доктрину” президента США Дональда Трампа, подписанную месяцем ранее, и предвыборный жест накануне президентских выборов в марте 2018 года.
Пока же объемы государственного финансирования космической отрасли России на ближайшее десятилетие сопоставимы со средствами, выделенными в предыдущее десятилетие. Доходы же на мировом рынке космических запусков падают из-за усиления конкуренции. В ближайшие годы можно ожидать снижение спроса даже на пилотируемые полеты на МКС. Частота полетов грузовых кораблей “Прогресс” к станции уже сократилась с 5 до 3-х. То есть ресурсов на сохранение потенциала хватить должно, на развитие - нет.
Речь Президента перед Советом Федерации 1 марта 2018 года, которую одновременно называют предвыборной речью Владимира Путина, обозначила ясные приоритеты: военные ракеты в ней упомянуты 43 раза, а космос лишь один раз и только в историческом контексте. Ни Роскосмос, ни космонавты, ни Луна и Марс не упомянуты ни разу. Это в очередной раз подтвердило утрату российской космонавтикой и военного и пропагандистского значения для руководства страны.
Усугубляют ситуацию неэкономические факторы, с которыми столкнулась российская космонавтика в XXI веке. На протяжении нескольких лет продолжаются коррупционные скандалы, связанные с топ-менеджментом крупных ракетно-космических предприятий: с каждым годом выявляются всё новые составы преступлений и под следствие попадают прежде заслуженные руководители. На фоне этого падает привлекательность работы в ракетно-космической отрасли для молодого поколения - для талантливых и амбициозных выпускников вузов Роскосмос не может предложить достойного дела и заработка, а повторять и улучшать советские технологии за довольно скромную зарплату - не много чести. Даже набор в космонавты пришлось продлевать на полгода, чтобы набрать подходящее количество кандидатов, несмотря на то, что профессия космонавта исторически уважаема и авторитетна в стране. Космические предприятия пытаются привлекать молодежь надбавками к зарплате и строительством жилья, что имеет определенный успех, хотя проблемы сохраняются. Талантливая в техническом плане молодежь имеет значительно больше возможностей самореализации в IT-секторе страны.
Результатом сокращения квалифицированных кадров и падения культуры труда стала растущая аварийность ракет. Из-за высокой аварийности “Протона” выросли страховые ставки, что еще снизило его привлекательность на международном рынке, и усугубило внутренние проблемы Центра Хруничева, производящего ракеты.
Коммерческая альтернатива
Иная возможность Роскосмоса в привлечении дополнительных средств на развитие лежит в поиске негосударственных внутренних и внешних заказчиков.
Внутренних негосударственных заказчиков Роскосмоса немного: нефтегазовая отрасль и немногочисленные коммерческие космические компании России. В нефтегазовой отрасли удается внедрять некоторые технологии ракетных двигателей, связанные с транспортировкой топливных компонентов. Коммерческий спутниковый оператор “Газпром космические системы” выступал заказчиком спутниковых платформ и ракетных пусков. Недавно появился новый потенциальный заказчик ракет - компания “S7 космические транспортные системы”, которая планирует осуществлять пусковые услуги на мировом рынке используя будущие ракеты Роскосмоса “Союз-5”. Небольшая частная компания “Космокурс” предполагает заказ на госпредприятиях разработки и производства легкой одноступенчатой ракеты для туристических суборбитальных пусков.
Расширение внутреннего негосударственного заказа, казалось бы, должно обладать приоритетом для Роскосмоса, как средство повышения доходности, и развития экономики страны. В действительности негосударственные заказы имеют малые объемы, непостоянны и имеют непредсказуемые перспективы. Поэтому госпредприятия Роскосмоса относятся к ним остаточному принципу, концентрируясь на госзаказах и борьбе за их распределение. Коммерческие заказчики же, видя такое отношение к себе, настроены на развитие собственного производства или поиска подрядчиков из других отраслей.
Частная космонавтика, которая могла бы стать дополнительным заказчиком услуг Роскосмоса в части проведения испытаний и ракетных запусках, развивается в России слабо. Частных компаний меньше десятка, а суммарные инвестиции в них, за исключением S7, не превышают $100 млн, даже если включить в эту сумму гранты и инвестиции российских государственных венчурных фондов и институтов развития. Сам Роскосмос принимает слабое участие в развитии частных космических стартапов. Интерес руководства отрасли вызывают только проекты, привлекшие от $100 млн, и готовые стать заказчиком услуг Роскосмоса. Хотя формально никаких препятствий появлению частных компаний Роскосмос не ставит, и даже готов помогать с запуском спутников. Однако сама процедура получения государственной лицензии на космическую деятельность сложна из-за бюрократических препятствий, и на ее получение может уйти до трех лет. Впрочем, стремительное, в сравнении с другими, получение лицензии компанией S7 показывает, что есть “черный вход”, упрощающий формальности, но он открывается если принести в отрасль $150 млн, и избавить Роскосмос от неликвидного актива вроде плавучего космодрома, который хранится в США, и не имеет подходящей ракеты.
Улучшить ситуацию с частными стартапами Роскосмос пытается при помощи создания венчурного фонда, в партнерстве с другими российскими государственными институтами развития. Фонд был создан только по прямому распоряжению президента Владимира Путина, смысла же в нем, с точки зрения государственной космической отрасли, практически нет, т.к. он не решает никаких актуальных проблем.
Внешний рынок
Пока же иностранные заказы остаются единственным средством, способным если не кратно, то хотя бы на десятки процентов повысить доходы космической отрасли России. В 2015 году в проекте Федеральной космической программы до 2025 года Роскосмос наметил себе приоритетный рынок, на котором хотел бы занять более существенную долю чем есть сейчас: ракетные запуски, производство ракет и ракетных компонентов, и космических аппаратов. Т.е. всё то, что делал и ранее.
Наиболее перспективной ракетой, которая должна обеспечить триумфальное возвращение России на рынок ракетных запусков, считается “Союз-5”. При том, что ее расчетные характеристики, практически по всем параметрам уступают нынешнему лидеру мирового рынка Falcon-9. Только рыночная цена неизвестна. Стартовать “Союз-5” должен не ранее 2021 года. Прежний же лидер мирового рынка - “Протон” имеет возможность быстрой модернизации чтобы практически на равных конкурировать с сегодняшним Falcon 9, но это работа ведется медленно в инициативном порядке и не поддерживается Роскосмосом, хотя потенциальная возможность была обозначена еще в сентябре 2016 года. Новая ракета “Ангара”, находящаяся в производстве в настоящее время, имеет стоимость выше “Протона” и низкий спрос даже со стороны государства, что не позволяет ей набрать статистику запусков и снизить себестоимость за счет серийного производства универсальных ракетных модулей, из которых она собирается.
Преимуществом “Союза-5” является интерес к нему со стороны коммерческого заказчика S7, и готовность Казахстана совместно развивать космодром Байконур, для осуществления коммерческих пусков. Кроме того, “Союз-5” считается основой для будущей сверхтяжелой лунной ракеты Роскосмоса, по аналогии с Falcon Heavy, который собрался из первых ступеней ракеты Falcon 9.
По сути же получение РКК “Энергией” контракта на “Союз-5” является эпизодом внутренней конкурентной борьбы с Центром Хруничева, который производит ракеты “Протон” и “Ангара”.
Стартап Роскосмос
Задача расширения рынков для Роскосмоса понятна. Сюда относятся попытки выхода на рынок космических услуг с данными дистанционного зондирования Земли и средствами связи.
В 2015 году началась официальная продажа на мировом рынке данных российских гражданских спутников дистанционного зондирования Земли. В 2017 году презентован проект “Цифровая Земля”, который должен открыть доступ к архивам снимков, позволить извлечение из них дополнительных данных, которые можно предлагать широкому кругу пользователей. Пока проект реализуется на регионах Крыма и Ростовской области, к 2021 году он должен охватить только территорию России. Когда будет обеспечен доступ по всему земному шару пока не сообщается. Российские спутники в настоящее время не обеспечивают всего покрытия Земли, использовать же данные иностранных аппаратов пока не предполагается, вероятно из соображений импортозамещения.
Коммерческий успех “Цифровой Земли” сложно предугадать, учитывая невысокий коммерческий спрос спутниковых данных по России, а также давно развивающийся национальный картографический сервис “Яндекс-карты”. Кроме того, современные сервисы спутниковых данных вроде Planet, охватывают всю Землю, включая Россию, и доступны в тестовых режимах уже сегодня.
Более перспективно стремление Роскосмоса войти в долевое владение проекта низкоорбитального спутникового интернета OneWeb. Взамен Роскосмос предлагает роль оператора на территории России, и, вероятно, производство части спутников для группировки и пусковые услуги. Однако эта попытка пресечена Министерством связи России, которое отказалось выделить необходимые частоты, мотивировав потребностью для собственного проекта спутникового интернета. Более вероятно здесь отстаивание интересов собственного спутникового оператора ФГУП “Космическая связь”, принадлежащего Минсвязи. ФГУП “Космическая связь” имеет несколько геостационарных аппаратов и не менее 60% потребителей располагаются на территории России и соседних стран. Низкоорбитальная связь является прямым конкурентом геостационарной, поэтому понятно стремление Минсвязи на сохранение рынка, в ущерб планам Роскосмоса.
Итого
Космонавтика России смогла сохранить значительную часть технологического потенциала космонавтики Советского Союза. Она способна выполнять все государственные задачи в космосе, однако эти задачи серьезно сократились со времен завершения “холодной войны”. Нынешняя цель российской космонавтики - удержание прежних возможностей - не позволяет ей развиваться в полной мере, поскольку отсутствует достаточная мотивация на выделение требуемых средств. Государство не обладает ресурсами и задачами для полноценной загрузки всей космической отрасли. Сама отрасль не способна сформировать новую амбициозную задачу для своего существования, и не способна внести существенный вклад в развитие экономики, чтобы обосновать госинвестиции. Поиск внутренних коммерческих инвесторов не имеет приоритетного значения из-за малых уровней финансирования, доступных российскому коммерческому сектору.
Техническое развитие в соседних странах приводит к устареванию российских технологий и снижению заказов на международном рынке. Низкое финансирование космонавтики в России, и отсутствие как коммерческих, так и научно-технических амбициозных задач, приводит к размыванию кадрового потенциала. Снижение квалификации специалистов приводит к повышению аварийности, что еще сильнее снижает коммерческую и кадровую привлекательность отрасли.
Попытки реформирования Роскосмоса направлены на борьбу с последствиями кризиса: низкую производительность труда, низкую надежность продукции, низкую динамику развития технологий… Поиски новой стратегии развития отрасли ведутся, однако им не придается важного значения в пылу борьбы с текущими проблемами.
С Днем космонавтики!
In English: Part 1; Part 2; Part 3.
Zelenyikot
Чтобы не пропускать новые посты, подпишитесь на мои страницы:
в ЖЖ, Facebook, Вконтакте, Twitter.