Утро 17 марта 2055 года. На высоте четырехсот километров над планетой смену принимает экипаж коммерческой станции, принадлежащей компании Axiom Space. Через несколько часов сюда причалит грузовой корабль с оборудованием для нового фармацевтического эксперимента: производство некоторых лекарств в невесомости оказалось гораздо эффективнее, чем на Земле.
В это же время над Атлантикой проходит суборбитальный пассажирский рейс. Путь из Нью-Йорка в Сингапур занимает меньше часа. Такие перелеты пока дороги, но для бизнеса и срочной логистики они уже стали привычной частью глобальной экономики.
Чуть дальше от Земли, на окололунной орбите, транспортный корабль готовится к стыковке с окололунной станцией программы Artemis. Отсюда грузы отправляются на лунную поверхность, где работает постоянная база. Там добывают воду из полярных кратеров и производят ракетное топливо для межпланетных миссий.
На самой Земле миллиарды людей даже не задумываются, что большая часть их повседневной инфраструктуры зависит от космоса. Интернет в удаленных регионах, прогнозы погоды, управление транспортом и сельским хозяйством — все это обеспечивают огромные орбитальные созвездия спутников вроде Starlink.
Звучит вдохновляюще, правда?
Меня зовут Марат Айрапетян, я космический инженер и пишу для блога МТС на Хабре. Участвую в экспериментах по подготовке полета человека на Марс. В этой статье решил заглянуть на 30 лет вперед и разобраться, что нас ждет в космическом будущем.
Конечно, описанный выше сценарий довольно оптимистичный.
Чтобы он произошел, должно сойтись несколько факторов:
радикальное падение стоимости запуска в космос;
появление устойчивых космических рынков (независимость от государств);
решение проблемы космического мусора;
отсутствие «звездных войн».
Падение стоимости космических запусков
Это фундаментальный фактор. Без него все остальные сценарии невозможны. Пока что цена запуска 1 кг груза в космос — 7000 долларов (совсем недавно самая дешевая ракета SpaceX Falcon 9 подняли цену на 1000 долларов).
Падение цен может произойти за счет многоразовости, которая уже сейчас частично работает. Представьте, что вам для каждого полета на самолете в новый город нужно строить новый самолет. Примерно так работала космонавтика раньше, но уже восемь лет как ракета Falcon 9 повторно использует первую ступень и головной обтекатель — одна ступень используется уже больше 30 раз. Следующий шаг — полная многоразовость, под эти цели SpaceX уже строит полностью многоразовую ракету Starship, она может выводить больше 100 тонн полезной нагрузки на орбиту. Заявляется цена груза 100 долларов за кг — это и есть то радикальное изменение цены, о котором я говорил. Но тут вопрос: а готов ли будет монополист SpaceX с самыми низкими ценами настолько снижать цены, если все и так летают на них? :)
К тому же дешевые ракеты сами по себе не решают проблему. Многоразовость работает только при высокой частоте запусков. Самолет окупается потому, что летает тысячи раз. Ракета тоже должна запускаться регулярно.
Отсюда возникает важный вопрос: готов ли рынок обеспечить достаточный поток грузов в космос?
Поэтому вместе с падением стоимости запусков должен сойтись и второй фактор.
Появление устойчивых космических рынков
Главное изменение последних 10–15 лет состоит в том, что космонавтика постепенно становится коммерческой отраслью. Появились сотни компаний, которые научились зарабатывать на космических технологиях: продаже и обработке спутниковых снимков, производстве малых спутников, спутниковой связи и даже глобальном интернет-доступе.
Однако зависимость от государства все еще остается высокой. Многие успешные компании во многом опираются на государственные контракты — от оборонных заказов до научных программ. Венчурные инвестиции тоже пока часто основаны скорее на ожиданиях будущего космического бума, чем на устойчивых финансовых моделях. К тому же значительная часть этого капитала сосредоточена в США, тогда как в других регионах рынок развивается медленнее.
Иными словами, тренд на коммерциализацию уже очевиден, но сама космическая экономика пока находится на ранней стадии.
Для оптимистичного сценария должны сформироваться несколько устойчивых сегментов рынка. Например, широкое использование спутниковых снимков в различных отраслях, выход на сверхприбыльность операторов космического интернета вроде Starlink, а также развитие орбитального производства.
Если появится хотя бы одна бизнес-модель, которая потребует постоянного потока запусков и серийного производства спутников, космический рынок сможет начать подпитывать сам себя.
Космонавтика станет массовой не тогда, когда мы научимся дешево летать в космос, а когда появится достаточно причин делать это регулярно.
Теперь о важных рисках
Как я и говорил выше, у многих космических компаний по-прежнему сохраняется сильная зависимость от государственных заказов. Политические решения и стратегические приоритеты государств заметно влияют на развитие отрасли, поэтому в последние годы резко выросли инвестиции в космические технологии двойного назначения. Даже подготовка к возвращению человека на Луну во многом связана не только с научными задачами, но и с технологическим соперничеством между США и Китаем. Космос уже стал важной частью инфраструктуры безопасности стран.
В таких условиях формат международного сотрудничества меняется. Крупные космические державы все чаще развивают собственные программы и инфраструктуру, а глобальные проекты становятся сложнее в реализации. Это уже приводит к тому, что космические программы разных стран развиваются параллельно и в скором времени в значительной степени будут независимы друг от друга, а проекты типа МКС закрываются.
При этом государственные бюджеты, вероятно, все чаще будут направляться не столько на фундаментальные научные миссии, сколько на прикладные задачи: связь, навигацию, наблюдение за Землей и другие технологии, которые напрямую влияют на экономику и инфраструктуру, а что еще более важно — безопасность стран.
Удивительно, что государства одновременно ускоряют развитие космоса и создают для него главный риск. Поэтому геополитическая динамика остается одним из факторов, который будет заметно влиять на развитие космонавтики в ближайшие десятилетия.
Конечно, важно сказать и про космический мусор. Эта проблема довольно заезжена, в том числе и на Хабре. Но если мы говорим о перспективах космоса через 30 лет — без этого никуда. Скажу только, что сейчас в космосе объектов размером больше 1 см более миллиона — их учитывают при расчетах деградации солнечных панелей, например.
При этом число спутников тоже быстро растет. Сейчас функционирует около 10 000 аппаратов, к 2030 году Starlink планирует иметь на орбите 42 000 спутников. Да, мы пока не слышим о больших столкновениях, мусор мы отслеживаем (объекты больше 10 см), а спутники уворачиваются от больших фрагментов. Но один серьезный инцидент может резко ухудшить ситуацию. Одно большое столкновение в космосе принесет тысячи новых обломков мусора, которые, вероятно, зацепят другие аппараты — что вызовет цепную реакцию (так называемый синдром Кесслера). В худшем случае это может привести к тому, что отдельные орбитальные высоты станут практически непригодными для использования на десятилетия.
Поэтому, если мы не решим эту проблему в течение ближайших десятилетий, нам сильно повезет, если человечество не лишится доступа в космос. Должны заработать международные регуляции (к слову, есть правило о своде спутника за пять лет после завершения его срока службы), но они не соблюдаются. Это еще один важных риск.
В ближайшие десятилетия человечеству придется научиться управлять орбитой так же, как сегодня оно управляет воздушным пространством.
3 сценария: грустный, реалистичный и оптимистичный
Космос разделенный
Мне было очень грустно писать о таком развитии событий, поэтому назвал этот сценарий грустным. Итак, 2055 год. Космос по-прежнему остается важной инфраструктурой, но обещанной космической революции так и не произошло.
Запуски действительно подешевели, но не настолько, чтобы создать массовый рынок. Ракеты летают чаще, чем сегодня, однако стоимость доступа к орбите остается высокой (около 3–4 тысяч долларов за кг груза на орбите вместе семи тысяч нынешних). Большая часть запусков по-прежнему связана с государственными программами — военными спутниками, системами связи и наблюдения.
Коммерческие орбитальные станции, производство в космосе (лекарств, например) так и не стали прибыльным бизнесом. Несколько проектов были закрыты из-за высокой стоимости эксплуатации (частная станция Axiom Space, производство лекарств Varda Space и так далее). Космический туризм остался нишевой индустрией для сверхбогатых (к слову, уже есть что-то похожее: Blue Origin приостановил программу туристических суборбитальных полетов).
Главная проблема оказалась в другом. Количество спутников на орбите выросло в десятки раз из-за Starlink и новых игроков, а международные правила использования орбит появились слишком поздно. Несколько крупных столкновений привели к появлению тысяч новых обломков. После одного из таких инцидентов страховые компании резко повысили стоимость страхования спутников (это сильно повлияло на цены производства аппаратов), а некоторые орбиты стали слишком рискованными для новых запусков.
Параллельно усилилась геополитическая конкуренция. Государства начали активно разворачивать противоспутниковые системы, аппараты-инспекторы и разведчики и средства радиоэлектронной борьбы. Каждая крупная держава строит собственную спутниковую инфраструктуру — навигацию, связь, системы наблюдения.
В результате космос оказался разделен на несколько технологических блоков. Международные проекты стали редкостью, а частные и венчурные инвестиции сократились из-за высоких рисков.
Человечество не потеряло доступ к космосу, но космическая индустрия так и не стала массовой и коммерческой. Орбита остается стратегической территорией государств — важной, дорогой и уязвимой.
Реалистичный сценарий: если все будет двигаться по инерции так же, как сейчас
К 2055 году космос действительно станет гораздо более загруженным и коммерческим, чем сегодня. Стоимость запусков снизится благодаря развитию многоразовых ракет, но не упадет на порядки. Запуски станут рутинной частью глобальной экономики — чем-то похожим на авиацию или морские перевозки.
Орбита заполнится десятками тысяч спутников (думаю, будет достигнуто число 100 000 спутников в космосе). Большая их часть будет работать в составе крупных орбитальных группировок связи и наблюдения, подобных системе Starlink. Спутниковый интернет станет обычной частью телеком-инфраструктуры, особенно в регионах, где сложно строить наземные сети.
Спутниковые данные тоже станут важной частью экономики. Снимки Земли будут использоваться в сельском хозяйстве, страховании, логистике и мониторинге климата. Компании дистанционного зондирования вроде Planet Labs смогут обновлять карты всей планеты каждый час.
Однако космос так и не станет полностью самостоятельной коммерческой индустрией. Государства по-прежнему останутся крупнейшими заказчиками космических услуг. Многие частные компании будут работать на стыке гражданского и оборонного рынка.
Пилотируемая космонавтика тоже будет развиваться, но гораздо медленнее, чем иногда ожидают энтузиасты. На низкой околоземной орбите появится несколько коммерческих станций, которые частично заменяют МКС. Они будут использоваться для научных экспериментов, производства уникальных продуктов в космосе, технологических испытаний и ограниченного космического туризма.
На Луне, вероятно, появятся полноценная обитаемая база в рамках программы вроде Artemis. Люди регулярно летают на Луну, и есть даже первые туристы. При таком сценарии очень вероятна первая высадка человека на Марс. Тем не менее большая часть космической экономики по-прежнему будет сосредоточена на околоземных орбитах.
Проблема космического мусора к тому времени станет одной из ключевых задач управления орбитой. Появятся системы мониторинга трафика, правила эксплуатации спутников и первые коммерческие сервисы по удалению обломков. Орбита постепенно начнет регулироваться так же, как сегодня регулируется воздушное пространство.
В результате космос не превратится в новую «космическую лихорадку», но станет важной инфраструктурой мировой экономики — такой же незаметной и привычной, как сегодня спутниковая навигация или интернет.
Оптимистичный сценарий: как хотелось бы, чтобы было
Космические технологии перестают быть экспериментом и становятся массовой инфраструктурой.
Главным драйвером изменений становится резкое падение стоимости запуска (до 100 долларов за кг). Полностью многоразовые ракеты летают десятки раз в год, а стоимость вывода грузов на орбиту падает на порядок. Запуски становятся настолько регулярными, что крупные спутниковые группировки, орбитальные станции и даже сборка космических аппаратов на орбите превращаются в обычную практику. Низкая стоимость доступа в космос запускает рост новых рынков.
В невесомости начинают производить отдельные виды лекарств, оптические материалы и высокоточные компоненты. Такие производства остаются нишевыми, но создают устойчивый спрос на космическую инфраструктуру. Проводятся эксперименты по добычи ресурсов на астероидов, есть понимание, что за этим будущее.
Появляются дата-центры в космосе, берущие на себя часть земной нагрузки. На орбите — солнечные электростанции, поставляющие электроэнергию на Землю.
На низкой околоземной орбите работают несколько коммерческих станций, на которые регулярно летают туристы. Начинаются первые суборбитальные полеты в дополнение к авиации (гражданские полеты на ракетах между континентами). Да, это дорого, но ряд людей уже может себе это позволить.
Луна постепенно превращается в логистический узел для дальнего космоса. В рамках программы Artemis появляется постоянная обитаемая база с экипажем около десятка космонавтов. На Луне добывают воду из полярных кратеров и производят ракетное топливо, которое используется для миссий в дальний космос. Частные компании поставляют на Луну свои услуги, начинается межпланетная торговля. Благодаря ядерным двигателям мы можем довольно быстро добираться до Луны и (впоследствии) до Марса. К 2055 году человечество уже успешно высадилось на Марс, планируются регулярные миссии на Марс и создание полноценной обитаемой базы.
Возможно, утро 17 марта 2055 года действительно будет выглядеть так, как в начале этой статьи: коммерческие станции на орбите, регулярные рейсы в космос и лунные базы, работающие как логистические узлы для межпланетных миссий. По крайней мере, хочется в это верить! А возможно, космонавтика будет развиваться гораздо медленнее и осторожнее. История технологий редко движется по прямой линии. Но одно можно сказать почти наверняка: в ближайшие десятилетия космос будет все сильнее влиять на жизнь на Земле.
В какой сценарий вы больше верите? Давайте порассуждаем вместе!
