Джефф Фуст, вторник, 7 сентября 2021 г.
Первоисточник:
В астробиологии существует концепция, известная как «Великий фильтр». Это попытка объяснить, почему, несмотря на сотни миллиардов звезд в нашей галактике, в настоящее время нет доказательств существования разумной жизни за пределами Земли. В нем утверждается, что где-то в последовательности факторов, изложенных в уравнении Дрейка шесть десятилетий назад от количества звезд до количества разумных цивилизаций, есть фактор, который значительно снижает перспективы существования разумной жизни.
Этот «Великий фильтр» сместился вправо, поскольку и наземные телескопы, и космические обсерватории обнаруживают большое число экзопланет, в том числе тех, которые имеют подходящие размеры и орбиты, чтобы быть потенциально обитаемыми. Возможно, проблема состоит в том, чтобы жизнь сформировалась в этих мирах или эта жизнь превратилась в более сложные формы. Или, что, пожалуй, наиболее зловеще, это то, что разумные технологические цивилизации имеют короткую продолжительность жизни, что говорит о том, что человечество само по себе еще не прошло через «Великий фильтр».
Привлечение финансирования для запуска стартапов стало проще, чем когда-либо. Препятствие, с которым теперь сталкиваются стартапы по запуску, заключается в том, чтобы преобразовать финансирование в ракеты-носители, которые могут достичь орбиты.
У индустрии запуска есть свой «Великий фильтр». Сотни предприятий появились за последние несколько десятилетий, предлагая разработать новые ракеты-носители, которые обещают более быстрый и более дешевый доступ в космос. Тем не менее, очень немногие компании успешно разработали и эксплуатировали коммерческие пусковые установки, такие как Orbital Sciences Corporation с Pegasus три десятилетия назад, SpaceX с Falcon 1 и Falcon 9 чуть более десяти лет назад, а также Rocket Lab и Virgin Orbit с их небольшими пусковыми установками в последние несколько лет.
В течение многих лет «Великий фильтр» индустрии запусков был финансированием: без государственной поддержки стартапам было очень трудно собрать большие суммы, необходимые для разработки новой ракеты. Стартапы многоразовых ракет-носителей во второй половине 1990-х так и не продвинулись далеко из-за отсутствия финансирования. Десять лет спустя у Rocketplane Kistler — возрожденой компании Kistler Aerospace, объявившей о банкротстве по главе 11 в начале 2000-х — из-за финансового кризиса 2008 года кончились деньги, несмотря на награду НАСА за коммерческие перевозки грузов. Два года назад компания-разработчик небольших ракет-носителей Vector закрыла свои двери и ликвидировала свои активы перед первой попыткой орбитального запуска.
Но, как и в астробиологии, «Великий фильтр» смещается вправо. Привлечение финансирования для запуска стартапов стало проще, чем когда-либо, и это не просто начальные раунды для запуска компаний. Например, в прошлом году компания Relativity Space за два раунда собрала более 1 миллиарда долларов, хотя еще не предприняла попытку своего первого орбитального запуска. Корпорации по закупкам специального формата, или SPAC, стали популярным средством выхода компаний на биржу и привлечения сотен миллионов долларов, даже если эти компании еще не принесли какого-либо дохода.
Препятствие, с которым теперь сталкиваются стартапы по запуску, заключается в том, чтобы преобразовать это финансирование в ракеты-носители, которые могут достичь орбиты. Два предприятия, которые потерпели неудачу при запуске с разницей менее чем в неделю, демонстрируют, что технические проблемы могут быть более важным фактором, отделяющим десятки текущих стартапов от горстки, которые могут быть успешными.
Дрифт Astra
Дважды до этого Astra пыталась выйти на орбиту и терпела неудачу. В сентябре 2020 года из-за проблемы с системой наведения Rocket 3.1 сбилась с курса вскоре после взлета с острова Кадьяк, Аляска, что вызвало остановку двигателя. Ракета упала на Землю и взорвалась. Три месяца спустя компания повторила попытку с Rocket 3.2, которая почти достигла орбиты. Двигатель верхней ступени ракеты отключился на несколько секунд раньше, когда у него закончилось топливо, в результате чего достигнутая скорость была чуть ниже орбитальной.
Компания была уверена, что сможет решить эту проблему с помощью незначительных изменений, и заявила, что продемонстрировала «возможность орбитального запуска», несмотря на то, что ничего не вывела на орбиту. «Например, запуск с идентичной грузоподъемностью с мыса Канаверал достиг бы орбиты с нашей целевой орбитальной скоростью и целевой высотой», — сказал Крис Кемп, генеральный директор и соучредитель Astra, в отчете о прибылях и убытках в прошлом месяце. «Запуск на полярные орбиты, например, с Кадьяка, Аляска, требует большей грузоподъемности, чем орбиты с низким наклонением».
«Любые изменения в сложной системе, такой как ракета, всегда сопряжены с риском», — сказал Кемп. «Мы ценим это, но также считаем, что для максимизации нашего обучения мы должны идти вперед и брать на себя соответствующие технические риски».
Этот отчет о прибылях и убытках был еще одним признаком перемены в компании. Astra, вышедшая из скрытого режима в начале 2020 года, объявила через год, что станет публичной благодаря слиянию с SPAC под названием Holicity. Слияние завершилось пять месяцев спустя, превратив Astra в публичную компанию на Nasdaq и собрав около 500 миллионов долларов для финансирования своих планов развития, которые включают более мощные версии ракет-носителей и линейку спутников, оптимизированных для запуска на них.
Astra, теперь уже хорошо зарекомендовавшая себя, все же должна была продемонстрировать, что может выводить полезные нагрузки на орбиту. Cледующий запуск был запланирован на 27 августа с испытательной нагрузкой для Space Force USA. Сама полезная нагрузка не отделяется от верхней ступени, а вместо этого будет собирать данные о запуске для подготовки ко второму запуску Space Force, который ожидается в конце года в соответствии с соглашением, объявленным в начале августа.
Astra сделала больше, чем исправила проблему с топливом на верхней ступени. Ракета 3.3, которая должна была запустить эту миссию, имела удлиненные топливные баки на первой ступени, что уменьшало массу верхней ступени и объединяло более десятка неуказанных компонентов на верхней ступени в единое целое.
«Любые изменения в сложной системе, такой как ракета, всегда сопряжены с риском», - сказал Кемп в отчете о прибылях и убытках. «Мы ценим это, но также считаем, что для максимизации нашего обучения мы должны идти вперед и брать на себя соответствующие технические риски».
Первая попытка запуска этой ракеты, получившей от Astra обозначение LV0006, серийный номер, нули которого тихо выражали ее уверенность в том, что в конце этого десятилетия будут производиться тысячи ракет, которые будут выполнять задачи почти ежедневных запусков, была завершена 27 августа. Обратный отсчет дошел до нуля, и двигатели включились только для того, чтобы немедленно выключиться. Позже Astra заявила, что тяга двигателя при зажигании нарастала не так быстро, как ожидалось, что вызвало отключение.
На следующий день компания попыталась снова. В 18:35 по восточному времени обратный отсчет достиг нуля, двигатели загорелись, и ракета покинула площадку.
А потом, почти сразу после отрыва от площадки, ракета ушла в сторону — буквально. Она наклонилась в сторону, как будто собиралась упасть и взорваться. Вместо этого выровнялась начала дрейфовать в сторону, зависнув над землей, маневр, который некоторые смотрели в прямом эфире — первый для Astra, которая не транслировала предыдущие запуски, — названный «силовым скольжением» или «дрейфом». Только примерно через 15-20 секунд ракета перестала двигаться вбок и начала подниматься.
К тому времени, конечно, миссия была обречена. Ракета продолжала набирать высоту примерно до двух с половиной минут после старта, когда система вызвала отключение двигателей первой ступени ракеты, поскольку она находилась за пределами разрешенной траектории. Достигнув высоты 50 километров, она упала в океан.
Во время короткого разговора с репортерами через полтора часа после старта Кемп сказал, что один из пяти двигателей первой ступени остановился менее чем через секунду после старта по неизвестным пока причинам. «Система наведения смогла сохранить управление, и ракета начала лететь горизонтально в течение нескольких секунд, пока мы не сожгли достаточно топлива, чтобы начать возобновление полета», — сказал он.
По его словам, проблема не была связана с прерванным днем ранее взлетом. Также высказывались предположения, что ракета могла удариться о пусковую установку при взлете, в результате чего она опрокинулась и полетела вбок, но Кемп сказал, что если это произошло, то это произошло после отказа двигателя.
Компания заявила, что будет работать с FAA, которое лицензировало запуск, для расследования неисправности и внесения любых изменений в свою следующюю ракету LV0007. «Мы собрали огромное количество данных о полете, и у нас есть ракета-носитель 7 на стадии производства, где мы сможем включить все, что мы узнали, прежде чем отправить ее в Кадьяк и снова запустить», - сказал Кемп.
Альфа-тест Firefly
Пять дней спустя настала очередь Firefly Aerospace, которая выполнила первый запуск своей ракеты Alpha. В 2016 году Firefly оказался жертвой финансовых проблем, которые обрекали другие запускающие стартапы, из-за нехватки денег и подачи заявления о банкротстве. Украинский предприниматель Макс Поляков купил активы компании и воссоздал компанию, что позволило ей продолжить работу над «Альфой». В мае Firefly собрала 75 миллионов долларов и работает над новым, более крупным раундом.
«Альфа - довольно простая конструкция ракеты, поэтому мы думаем, что какая бы проблема у нас ни возникла, с ней можно справиться относительно быстро», - сказал Маркусич перед первым запуском ракеты.
После нескольких лет разработки и задержек — совсем недавно — после ожидания давно просроченной поставки компонента системы прекращения полета ракеты от неназванного поставщика — Alpha была готова к запуску. В интервью перед миссией генеральный директор Firefly Том Маркусик был уверен, что машина готова. «Эта машина определенно прошла через испытания», — сказал он, сославшись на почти 20 огневых испытаний двигателей. «Мы готовы к работе».
Однако в том же интервью он признал, что первые запуски новой машины часто заканчиваются неудачей. «Нет ничего необычного в том, что аномалия возникает при первом полете, а затем, в зависимости от серьезности аномалии, может потребоваться от нескольких недель до нескольких месяцев», — сказал он. «Альфа - довольно простая конструкция ракеты, поэтому, какая бы проблема у нас ни возникла, мы думаем, что ее можно решить относительно быстро».
За день до полета он и другие руководители компании подчеркнули этот момент. «Это испытательный полет», — сказала Лорен Лайонс, бывший инженер SpaceX и Blue Origin, которая присоединилась к Firefly в августе в качестве главного операционного директора. «Наша действительно большая цель - вывести Alpha в космос. Если мы сможем выйти на орбиту, даже лучше. Если мы сможем открыть этот обтекатель и развернуть эти спутники, будет еще лучше. Наша цель - собрать как можно больше данных и продвинуть Alpha как можно дальше ».
Alpha спроектирована так, чтобы вывести на низкую околоземную орбиту груз весом до метрической тонны, но в этой миссии, называемой Dedicated Research and Educational Accelerator Mission (DREAM), она выводила менее 100 килограммов: набор кубсатов, демонстраторов технологий и прочего, что Компания назвала «нетехнические» полезные нагрузки, которые варьировались от фотографий до памятных вещей.
Alpha должна лететь по необычной траектории, направляясь на запад, а не на юг от бывшей стартовой площадки Delta II на базе Space Force Ванденберг. Если полезные нагрузки выйдут на орбиту, они выйдут на ретроградную орбиту на относительно небольшой высоте в 300 километров.
Этот ход, по словам Маркусика, упростил безопасность при запуске. «Если бы мы летели строго на юг, у нас был бы очень узкий коридор, по которому нам пришлось бы спускаться», — сказал он за день до запуска. «Здесь у нас очень широкий коридор, так что, если машина не движется должным образом, это дает нам возможность вернуться в нужное русло, не прерывая миссию».
2 сентября у Firefly было четырехчасовое окно запуска в Ванденберге, которое открылось в 18:00 по местному времени (21:00 по восточноевропейскому времени). Первоначальная попытка запуска была остановлена в последние секунды обратного отсчета из-за неуказанных проблем, но контроллеры перезапустили счетчик и повторили попытку через 59 минут. На этот раз счет достиг нуля, двигатели включились, и Alpha взлетела с площадки.
Сначала это выглядело так, как и планировалось. Ракета поднялась и выглядела устойчивой. Единственным признаком проблемы было то, что диспетчер сказал более чем через 90 секунд после старта, что ракета еще не достигла сверхзвуковой скорости. Согласно графику миссии, выпущенному компанией, Alpha должна была достичь 1 Маха через 67 секунд после старта, а максимальное динамическое давление, или Max Q, через девять секунд после этого. Что-то заставляло машину работать хуже.
Наконец, через 2 минуты 20 секунд после старта диспетчеры объявили, что машина теперь сверхзвуковая. Однако через несколько секунд она начала падать. Видео показало, что на первых оборотах у ракеты был сорван обтекатель полезной нагрузки. Ракета, однако, осталась целой, поскольку она кувыркалась около десяти секунд. Затем взрыв уничтожил транспортное средство, что, по словам Firefly, было результатом срабатывания системы прекращения полета ракеты.
Firefly опубликовал в воскресенье видео запуска вместе с первоначальным объяснением того, что произошло. Один из четырех двигателей Reaver первой ступени ракеты отключился через 15 секунд после старта. «Это был останов без происшествий - двигатель не вышел из строя - главные клапаны топлива на двигателе просто закрылись, и тяга от двигателя 2 прекратилась», — заявила компания, но не объяснила, почему эти клапаны закрылись.
«Хотя аппарат не вышел на орбиту, этот день ознаменовал собой серьезный прогресс для команды Firefly, поскольку мы продемонстрировали, что «прибыли» как компания, способная создавать и запускать ракеты», — говорится в сообщении.
С тремя двигателями ракета могла продолжать подниматься, но медленнее, что объясняет, почему объявление о сверхзвуковой скорости было объявлено на минуту позже. Трансзвуковой переход был слишком тяжелым для машины. В этот момент «управление вектором тяги было недостаточным, и машина вышла из-под контроля». Затем активировали систему прекращения полета, чтобы уничтожить ракету.
«Firefly начала тщательное расследование аномалий, чтобы понять, почему двигатель 2 остановился раньше времени, и выявить любые другие соответствующие неожиданные события во время полета», — заявила компания, работая с FAA и Space Launch Delta 30, которые обслуживают полигон в Ванденберге.
Как долго продлится расследование и последующие корректирующие действия, еще неизвестно. Перед полетом Маркусич сказал, что, если первый запуск пройдет успешно, компания будет готова ко второму запуску, на этот раз с коммерческой полезной нагрузкой, уже в декабре.
В своем воскресном объявлении компания подчеркнула, что запуск, хотя и провальный, был шагом вперед. «Хотя аппарат не вышел на орбиту, этот день ознаменовал собой крупный прогресс для команды Firefly, поскольку мы продемонстрировали, что «прибыла» как компания, способная создавать и запускать ракеты», — говорится в сообщении. «Мы также получили множество полетных данных, которые значительно увеличат вероятность выхода Alpha на орбиту во время второго полета. Короче говоря, у нас был очень успешный первый полет».
Однако настоящий успех придет, когда Astra, Firefly и другие разработчики небольших ракет-носителей продемонстрируют, что могут выводить полезные нагрузки на орбиту. На этом этапе они пройдут один фильтр — от финансирования до запуска. Однако по мере того, как все больше компаний следуют за ними, мы можем обнаружить, что «Великий фильтр» отрасли находится дальше вправо: не просто сбор денег или создание ракет, но развитие устойчивого бизнеса. Это может быть самой большой проблемой из всех.
Джефф Фауст ( jeff@thespacereview.com ) - редактор и издатель Space Review, а также старший штатный писатель SpaceNews. Он также управляет веб-сайтом Spacetoday.net. Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат только автору.
Комментарии:
DerekL
Технические проблемы - это лишь один из этапов фильтрации. Бизнес-проблемы по-прежнему актуальны. Совершенно не очевидно, что существует достаточный спрос на запуск малых спутников, чтобы удержать в бизнесе хотя бы одного провайдера (в условиях конкуренции с программами райдшеринга)... Не говоря уже о множестве провайдеров, которые в настоящее время пытаются достичь орбиты.
И даже при этом переход от НИОКР к рабочим полетам — это ухабистая дорога.
Роберт Г. Олер
Да... но потом вступают другие фильтры. Пока что Falcon9 прошел второй фильтр, который является достаточно коммерческим бизнесом, чтобы не только выжить, но и модифицировать себя в нечто большее. Этим ракетам придется сделать это... хотя я уверен, что рынок для них есть.
Klangon 88
Фильтры — отличный бизнес! Фильтры для воды, фильтры для кофе, фильтры для кондиционеров — вот лишь некоторые из них. Фильтр для одной отрасли — золотая жила для другой.Два взрыва в течение недели? PR-фирмы выстраиваются в очередь. Финансирование? SPAC уже откупоривают бутылки шампанского. Оценка CONsultants в 1 триллион долларов к 2050 году слишком мала? Нет проблем, они с удовольствием изучат последние данные и предоставят весомые аргументы в пользу астрономического увеличения первоначальных прогнозов — еще одна причина для проведения мастер-классов, семинаров и премиальных отчетов.
Устойчивость бизнеса манит. Только «младенческие» вспомогательные услуги, такие как продление миссии спутника, ремонт, маневры на орбите и уборка мусора, вполне возможно, создадут изрядный спрос на заказные запуски на НОО.
По мере увеличения числа запусков, бронирование и администрирование малых запусков «взорвется», и мы сможем даже увидеть, как традиционные агентства, такие как booking.com и travelocity, переходят в космическую вертикаль.
Мы также видели новостные статьи из журналов/сайтов по страхованию и юриспруденции. Барабанный бой становится все громче, поскольку местные жители чувствуют запах крови... не только для космоса, но и для АНТИ-космоса (например, экологи, защитники родных земель, защитники равных возможностей). Даже те компании, которые потерпели неудачу в запуске, генерируют много бизнеса для слияний и поглощений, юристов по банкротству.
Стая малых пусковых компаний разрослась и может стать достаточно большой, чтобы приносить прибыльные доходы многочисленным бизнес-службам, которые их поддерживают. Возможно, технология - это ЕДИНСТВЕННЫЙ оставшийся фильтр развития.
