Заменить ракету-носитель самолётом: есть ли у Stratolaunch Systems шанс перевернуть космическую отрасль

Основатель компании Пол Аллен задумывал упростить выведение спутников на геостационарную орбиту с помощью «воздушного старта» ракет. Но несмотря на успешные испытания самолёта-носителя в апреле 2019 года, будущее идеи и самой компании под угрозой после смерти Аллена.

13 апреля 2019 года Stratolaunch, самый большой самолёт в мире, впервые поднялся в воздух. Размах его крыла — 117 метров, больше длины футбольного поля. К этому событию команда пилотов, инженеров и менеджеров готовилась восемь лет, посвятив его Полу Аллену, основателю Stratolaunch Systems, умершему в 2018 году.

В 6:58 утра Stratolaunch взлетел над пустыней Мохаве в Калифорнии. Скорость самолёта достигала 300 километров в час, он поднялся на высоту 5200 метров. Обычный пассажирский лайнер обычно летает быстрее и выше, но испытатели прежде всего хотели убедиться в исправности бортовых систем и проверить манёвренность.

За два с половиной часа в воздухе Stratolaunch выполнил несколько пилотажных фигур: повороты, крен и «рыскание» — когда самолёт направляет нос то вправо, то влево. Пилот Эван Томас остался доволен первым полётом. По его словам, двигался Stratolaunch плавно, а посадка прошла очень близко к симуляции на компьютерных тренажёрах.

Пол Аллен задумывал Stratolaunch как воздушную платформу для запуска спутников: поднявшись на высоту 10–11 километров, где начинается стратосфера, самолёт достигает установленной точки над землёй и выпускает ракету, которая сразу отправляется на нужную орбиту.

Строили аппарат компания Scaled Composites, занимающаяся экспериментальной авиацией, и её руководитель Берт Рутан, с которым Аллен работал задолго до появления Stratolaunch Systems.

«Я учился во втором классе, когда Юрий Гагарин отправился в космос. В ночь запуска, 12 апреля 1961 года, я вышел на крыльцо своего дома и уставился на звёзды, пытаясь разглядеть капсулу, в которой он летел», — писал Пол Аллен.

Как и многих его сверстников, будущего предпринимателя захватила идея космических исследований.

Геостационарная орбита — одно из самых расхожих «направлений» запусков, но выводить на неё космические аппараты до сих пор, несмотря на то что с полёта Гагарина прошло 58 лет, сложно и дорого. Аллен основал Stratolaunch Systems, чтобы исправить положение дел — предложить альтернативу традиционной ракете-носителю, выводящей на орбиту спутники.

Сотрудничество Scaled Composites с Полом Алленом началось за десять лет до создания Stratolaunch. К тому времени у Рутана уже был проект суборбитального самолёта многоразового использования, но не хватало финансирования. Аллен инвестировал в компанию — прежде всего чтобы проверить, насколько эффективен самолёт в качестве платформы для запуска спутников.

Так появился первый совместный проект Рутана и Аллена — SpaceShipOne, первый в мире частный многоразовый пилотируемый космический корабль. Герметичная кабина, двухслойное стекло, способное выдержать сильные перепады давления, система поглощения углекислого газа и контроля влажности воздуха, — всё это позволяло обходиться без скафандров во время полёта.

Корабль выводил на орбиту трёх пассажиров, включая пилота. Специально для SpaceShipOne разработали двигатель на гибридном топливе, он оставлял в атмосфере меньше токсичных веществ, чем обычные самолёты.

Конструирование вели в рамках программы Tier One — проекта Scaled Composites по проведению частных суборбитальных полётов. Одновременно с разработкой SpaceShipOne велось и создание самолёта-носителя WhiteKnight.

Первый полёт SpaceShipOne состоялся в 2003 году. Всего же корабль совершил 17 полётов, последние три — на высоту более 100 километров. Международной авиационной федерацией они классифицировались как космические, и SpaceShipOne побил рекорд высоты для пилотируемых самолётов.

В строительство SpaceShipOne и WhiteKnight Аллен вложил $20 млн, он был единственным инвестором Tier One. Специально для управления дополнительными доходами от проекта предприниматель вместе с Рутаном создал компанию Mojave Aerospace Ventures.

К ней перешли все патенты Tier One, эксплуатация кораблей и контроль за коммерческими договорённостями с другими фирмами.

SpaceShipOne создавался с прицелом на частные запуски, но была и ещё одна важная цель — выиграть премию Ansari X Prize. Учреждённая в 1996 году, премия должна была достаться лучшему инновационному проекту в сфере космонавтики.

Получить награду частная компания могла при одном условии: её корабль должен был дважды за две недели подняться на высоту 100 километров, где проходит «линия Кармана», обозначающая неофициальную границу космоса, с тремя людьми на борту.

В 2004 году SpaceShipOne справился с этой задачей, и команда получила премию в $10 млн.

Несмотря на успехи SpaceShipOne, Аллен не стал развивать проект: предприниматель ориентировался на другой рынок, на запуск спутников, а не космический туризм.

Убедившись, что из самолёта получается многоразовая платформа для старта, Аллен переключился на Stratolaunch, а права на технологии SpaceShipOne приобрёл британский предприниматель Ричард Брэнсон. Его компания Virgin Galactic сконструировала SpaceShipTwo, более совершенный в техническом плане корабль. Однако в 2014 году он разбился во время тестового полёта.

Сегодня пути SpaceX и Stratolaunch Systems сильно разнятся, а восемь лет назад они были партнёрами: по задумке, именно одна из версий Falcon 9 должна была с помощью Stratolaunch выводить грузы на орбиту.

Но планы предпринимателей разошлись: Аллен продвигал идею «воздушного старта» для лёгких ракет, а глава SpaceX Илон Маск ориентировался на будущие полёты к Марсу, для чего ракете нужна полноценная первая ступень, — самолёт не сможет разогнаться до нужной скорости и подняться до нужной высоты.

Поэтому SpaceX превратила Falcon 9 в тяжёлую ракету, такие стартуют с обычного космодрома. В 2015 году компании прекратили сотрудничество. Самолёту Аллена стало нечего запускать.

Тем не менее вскоре у Stratolaunch Systems появился новый партнёр: в 2016 году она заключила соглашение с бывшей оборонной компанией Orbital ATK. Для укрепления финансирования Аллен задействовал аэрокосмическое подразделение своей венчурной фирмы Vulcan.

Сотрудничество Stratolaunch и Orbital ATK задалось: для компании Аллена начали готовить лёгкую ракету Pegasus XL, выводящую на орбиту полезную нагрузку до 450 кг. Самолёт сможет запускать сразу три ракеты за рейс.

К началу партнёрства Pegasus совершила 42 успешных миссии, а работа со Stratolaunch позволила бы удешевить запуски. Сейчас новая ракета проходит испытания и технические проверки. Будущее, о котором мечтал Пол Аллен, почти настало: первый полёт Stratolaunch с Pegasus на борту намечен на 2020 год.

Самый большой в мире самолёт требует и самого большого в мире ангара, и самой длинной взлётной полосы длиной 3,7 километра. Полная стоимость проекта Stratolaunch не раскрывается, но можно предположить, что она выше, чем у единственного похожего самолёта — двухфюзеляжного WhiteKnightTwo, предназначенного для запуска SpaceShipTwo. Размах его крыла почти в три раза меньше, чем у Stratolaunch.

Stratolaunch покрыт дорогим углеродным волокном. Он прочнее и легче алюминия, из которого делают корпуса пассажирских лайнеров.

Сократили расходы за счёт проектирования, выкупив подержанные фюзеляжи Boeing 747 вместе с внутренним оборудованием. При двухфюзеляжной системе самая сильная нагрузка приходится на крыло, а его укрепить проще, нежели корпус.

Использование Stratolaunch выгодно потому, что самолёт заменяет первую ступень ракеты. Её не нужно собирать и тестировать, тратить на неё материалы и топливо. Это снижает стоимость запуска.

Кроме того, больше всего аварий с ракетами случается именно на этапе работы первой ступени. Горизонтальный взлёт и посадка безопаснее, ведь старт можно отменить уже после вылета самолёта-носителя.

Также Stratolaunch обеспечивает гибкость запуска. Он не привязан к месту, как стационарные космодромы, точку воздушного старта можно корректировать. Геостационарная орбита проходит над экватором, обычной ракете-носителю приходится совершать манёвр по корректировке орбиты в зависимости от широты запуска, чтобы доставить спутник в нужное место. Stratolaunch же может долететь до экватора из аэродрома в Калифорнии, не тратя топливо на манёвры.

Но пока, несмотря на все преимущества системы «воздушного старта», Stratolaunch подходит только для запуска Pegasus. В планах компании была разработка собственных лёгких ракет и космоплана, однако после смерти Пола Аллена она оказалась под вопросом. В 2022 году Stratolaunch Systems намерена представить новую ракету среднего класса. Пока задача разработчиков — увеличить спрос на запуски по системе «воздушного старта».

Кроме того, возможность нести сразу три ракеты может превратиться и в недостаток: срок запуска всегда зависит от полезной нагрузки — спутников. Стало быть, нужно ждать готовности не ракет-носителей, а готовности спутников.

Поэтому, вероятно, придётся откладывать запуск до полной загрузки. Из-за этого снижается частота запусков, и конкурентное преимущество самолёта теряется. Для клиентов, которые не хотят ждать, на рынке есть предложения от SpaceX и RocketLab, также разрабатывающие лёгкие ракеты-носители для доставки на орбиту небольших грузов.

В перспективности проекта Аллена сомневается журналист, популяризатор космонавтики Виталий Егоров:

Перспективы Stratolaunch зависят от финансирования, которое после смерти Аллена отыскать труднее. 31 мая 2019 года агентство Reuters сообщило о предстоящем закрытии Stratolaunch Systems.

В ответ официальный представитель фирмы заявил, что «в данный момент у Stratolaunch Systems нет никаких новостей или объявлений». Позже он отметил: компания продолжит работу.

#stratolaunch #самолёт