Космический FedEx: стартап Astra хочет ежедневно запускать ракеты-носители при стоимости $1 млн за миссию

Компания бывшего технического директора NASA привлекла более $100 млн от Эрика Шмидта, Airbus Ventures, соучредителя Salesforce Марка Бениоффа и других инвесторов.

Издания Bloomberg и Ars Technica рассказали о новом космическом стартапе Astra, который официально запустился 3 февраля 2020 года, а до этого три года находился в «скрытом» режиме.

Основатели компании заявляют, что хотят стать «FedEx в космосе»: Astra будет производить небольшие и дешёвые ракеты и отправлять спутники на низкую околоземную ракету. При этом стоимость запуска составит $1 млн, а ракеты можно будет отправлять ежедневно.

Сооснователь и технологический директор Astra Адам Лондон заявляет, что цель стартапа — разрабатывать и отправлять в космос не самые современные и большие ракеты, а как можно более дешёвые и технологичные.

В 2016 году они с сооснователем Astra Крисом Кемпом разработали два основных пути развития космической индустрии для дешёвых запусков ракет на околоземную орбиту.

Один из них — разработку ракет высокой надёжности с возможностью многоразового использования ступеней — успешно заняла SpaceX с Falcon 9. «Для больших и дорогих спутников, а также отправки космонавтов Falcon 9 — оптимальное решение», — отмечает Лондон.

Но Astra считает, что есть второй путь. За последнее десятилетие множество новых космических стартапов, больших компаний, а также военные начали разрабатывать небольшие спутники для отправки на орбиту.

По словам Лондона, это спутники весом 50–150 кг, проектный срок службы которых всего несколько лет, после они сгорают в атмосфере Земли. Поэтому для массовой отправки спутников на орбиту компаниям важно найти достаточно надежный и при этом дешевый способ.

Astra разработала то, что Лондон считает решением проблемы — несовершенную, но очень дешёвую в производстве ракету, которая позволит обменять небольшой процент надёжности на большую экономию денег заказчиков, готовых на такие условия.

Ещё одно отличие Astra от Rocket Lab и других похожих стартапов — итеративный процесс проектирования и готовность потерпеть неудачу, пишет Ars Technica.

Лондон и Кемп познакомились в 2015 году после выступления сооснователя спутниковой компании Planet Робби Шинглера. Кемп — бывший технический директор NASA, который руководил проектом программного обеспечения с открытым кодом Open Stack — тот превратился в центр обработки данных и облачных вычислений.

Лондон — инженер в области ракетостроения, который на протяжении 12 лет возглавлял ракетную компанию Ventios. Она занималась консультациями и контрактами NASA и Darpa (Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США), а также проектировала миниатюрные ракеты.

В октябре 2016 года Лондон и Кемп решили объединить усилия: запустить новый проект с помощью технологий и сотрудников Ventios и привлечь инвесторов с помощью умений Кемпа.

В течение 2017 года команда разрабатывала первую версию ракеты-носителя Rocket 1.0 и модифицировала испытательный полигон бывшей военно-морской станции в Калифорнии.

Испытания они проводили внутри станции втайне от конкурентов — с помощью двух больших тоннелей, предназначенных для тестирования реактивных двигателей: они поглощали огонь и горячий воздух, а толстые бетонные стены защищали от взрывов при неудачных испытаниях.

Так Astra смогла провести тысячи тестов прототипов ракет, не раскрыв своей деятельности: стартап мог тестировать и улучшать ракеты на месте сборки, а не отвозить их для этого на открытую местность, как другие космические компании.

К весне 2018 года компания была готова запустить первую ракету с пятью двигателями первой ступени и металлической заглушкой на второй. Пока не на орбиту: двигатели первой ступени работали только около 60 секунд, а по словам Кемпа, основной задачей Rocket 1.0 было никому не навредить и не уничтожить место запуска. Испытания прошли успешно.

Rocket 2.0 была запущена в ноябре 2018 года: в ней всё так же не было двигателей второй ступени для вывода полезной нагрузки на орбиту, но Astra планировала, что ей хватит мощности долететь до «Линии Кармана» на высоте около 100 км над уровнем моря. Полёт прошёл короче ожидаемого, а ракета выполнила лишь 75% целей.

Весь 2019 год команда Astra из 170 человек потратила на разработку и сборку Rocket 3.0, которую Кемп и Лондон хотят вывести на орбиту в 2020 году.

С её помощью Astra может выиграть соревнование Пентагона Darpa Launch Challenge. Для этого стартапу нужно отправить две ракеты с разной полезной нагрузкой из разных мест в течение нескольких недель. Победитель получит $12 млн.

Astra — единственный оставшийся финалист: Virgin Orbit Ричарда Брэнсона отказалась от участия, чтобы не отвлекаться от коммерческих целей, а третий финалист Vector Launch объявил о банкротстве в декабре 2019 года.

Если Astra получится успешно вывести Rocket 3.0 на орбиту до октября 2020 года, стартап поставит новый рекорд по скорости разработки и запуска ракеты, отмечает Ars Technica.

Сейчас рекордсменом считается SpaceX: от основания компании до выхода на орбиту с помощью Falcon 1 прошло 6 лет и 4 месяца.

Почти все решения Astra принимает таким образом, чтобы предложить клиентам самую низкую цену по выводу 1 кг полезной нагрузки на орбиту.

Сейчас лидер по производству малых ракет Rocket Lab предлагает клиентам вывести от 150 до 225 кг полезной нагрузки на околоземную орбиту за $7,5 млн. Astra предлагает отправку от 75 кг до 205 кг за $2,5 млн, но Кемп планирует постепенно снизить стоимость до $1 млн. Такая цена позволит Astra встать по себестоимости полёта на один уровень с Falcon 9.

Компания самостоятельно производит ракеты, так как заказывать детали у аэрокосмических поставщиков слишком дорого. Например, кусок обработанного алюминия размером с Apple Watch обходится Astra в $5, тогда как у поставщиков он будет стоить «сотни долларов», заявляет Кемп.

При этом основатели Astra не считают, что 3D-печать деталей ракет, например, как это делает Relativity Space, будет успешной — по их мнению, это самый дорогой и медленный способ производства.

Материалы Astra выбирает максимально дешёвые. В Rocket 1.0 обтекатель был выполнен из углеродного волокна, но из-за невозможности автоматизировать процесс его изготовления, дорогих инструментов и материалов его стоимость превысила $250 тысяч.

Поэтому в Rocket 3.0 обтекатели выполнены из алюминия — они стали на 20% тяжелее, но стоимость производства сократилась до $2500.

Ещё один способ сэкономить — увеличение масштабов производства: если изготовление одного клапана обходится в $3000, то производство 100 клапанов сократит затраты до $300 за одно изделие. Таким образом, цель компании в $1 млн за запуск зависит от достижения масштабов запусков — их должно быть не менее 100 в год.

«Идея, которая действительно выделяет эту компанию и будоражит наших клиентов, инвесторов и сотрудников, заключается в том, то мы будем ежедневно производить и запускать ракеты», — заявляет Кемп. Это конечная цель Astra.

Сооснователи признаются, что хотят удешевить производство и запуск ракет в противовес космическим компаниям, которые бессмысленно тратят деньги на эффектность запуска: например, приглашают известных личностей или строят ледяные скульптуры с логотипом компании.

Для этого они решили постепенно масштабировать производство и запускать в год не менее сотни ракет, чтобы удешевлять стоимость запуска.

Но для этого нельзя просто нарастить количество ракет-носителей — нужно постепенно улучшать процесс разработки, обучаться и эффективнее расходовать ресурсы. Поэтому Astra основана на итеративном способе разработки, а не линейном.

Большинство ракет проектируются линейно: инженеры тратят годы на предварительные и окончательные разработки проекта, прежде чем технические специалисты начнут производство ракеты.

Линейный процесс стоит дороже, занимает больше времени, но при этом не может помочь найти конструктивные недостатки до тех пор, пока ракета не будет завершена и запущена. Однако преимущество такого способа — надёжность: ракеты проходят более плавный процесс испытаний и меньше взрываются.

Итеративный процесс более «грязный»: сотрудники и инвесторы должны привыкнуть к постоянным неудачам, искать в них решения проблем и быстро внедрять инновации.

Одним из первых космических стартапов с итеративным производством стал SpaceX. Сейчас один из трёх его сооснователей Крис Томпсон возглавляет разработки в Astra.

В Astra каждая новая версия ракеты оптимизируется как по технологичности, так и мощности. Например, в Rocket 3.0 заклёпки в обтекателе полезной нагрузки устанавливал инженер, а в Rocket 4.0 компания надеется оптимизировать процесс, чтобы сэкономить время и деньги.

По словам Кемпа, одна из причин, почему Astra оставалась в «скрытом» режиме так долго — компания не хотела объяснять, почему постоянно меняется конструкция ракеты, и говорить о своей деятельности, пока не будет готова к запуску орбитальной ракеты.

Он считает, что компания не нуждается в рекламе для поиска клиентов и привлечения средств — даже в «скрытом» режиме Astra привлекла более $100 млн от Acme, Advance, Airbus Ventures, Canaan Partners, Innovation Endeavors, соучредителя Salesforce Марка Бениоффа и других инвесторов.

Astra производит пять ракет Rocket 3.0, первые три называются «первая из трёх», «вторая из трёх» и «третья из трёх». План в том, чтобы запустить первую и посмотреть, что произойдёт.

Если возникнут проблемы, которые, по мнению Лондона и Кемпа, должны возникнуть, инженеры определят проблемы и исправят их во второй ракете. Они полагают, что в 2020 году потребуется три попытки, чтобы выйти на орбиту — «четвёртая из трёх» и пятая ракеты останутся в качестве запасных.

До конца 2020 года Astra начнёт работу над Rocket 4.0 и планирует выпустить 25 ракет, чтобы начать коммерческие запуски. После этого выйдет Rocket 5.0 — в этом производственном цикле планируется 100 ракет с более низкой стоимостью и высокой мощностью.

По словам Кемпа, пока существующий завод может производить около двух ракет в месяц, но ещё есть возможности роста.

С помощью Rocket 3.0 и Rocket 4.0 компания планирует улучшить надёжность ракеты — Лондон считает, что хорошим показателем будет 95% успешных запусков. Это ниже, чем у Atlas V или Falcon 9, но более выгодно с экономической точки зрения: если заказчик хочет отправить 20 более-менее аналогичных спутников, дополнительные затраты будут всего на 5% больше.

Экспериментальный запуск ракеты Astra назначен на 21 февраля 2020 года. Чтобы выиграть $12 млн в конкурсе Darpa, стартап должен вывести спутник на заданную орбиту. Затем у Astra будет несколько недель, чтобы разместить вторую ракету на другой стартовой площадке и запустить её.

В случае успеха это будет «невероятно быстрым» результатом для отрасли, в которой 6-12 месяцев — типичный промежуток времени, необходимый для калибровки запуска на новой площадке и с новой полезной нагрузкой, отмечает Bloomberg.

#космос #ракеты