Техника - молодёжи 2011-12, страница 13
смелые проекты и получим итоговую цену ракетного топлива в баках КАН: 205-280 долл/кг. Напомним, что здесь идёт речь об изготовлении и штатной эксплуатации разработанной системы. Стоимость НИР и ОКР - отдельный вопрос, мы рассмотрим его ниже. Сначала надо показать, что этим вообще стоит заниматься - показать, что проект рентабелен. Даже если брать использованную нами выше стоимость выведения ракетой «Протон» - а она значительно ниже средней по рынку, - то стоимость 400 т топлива па орбите равна 1,3 млрд долл. А издержки при доставке при помощи ГКТС составят 0,082-0,112 млрд долл. в год (с учётом эксплуатационных расходов, включённых в 30-долларовую компоненту цепы, где изначально различные коммерческие накрутки образуют до 50% цены). Таким образом, прогнозируемая прибыль составляет в среднем 1,2 млрд долл. в год, а за весь десятилетний срок службы - 12 млрд долл. Если же исходить не из «протонной цепы», а из данных статистики, то финансовый результат окажется значительно лучше. Обобщив эти данные, можно оцепить современный объём рынка пусковых услуг примерно в 3,4 млрд долл. в год1. Доля запусков спутников на геостационарную орбиту здесь составляет 70-80%, т.е. 2,6 млрд долл. Доля топлива в массе аппаратов, выводимых с НОО па ГСО, составляет 75-95%; значит, годовой экономический эффект от дозаправки составит 2-2,5 млрд долл. Мы получили цифры, относящиеся к системе, изготовленной, так сказать, по имеющимся чертежам. Осталось оценить инвестиции, потребные для проведения НИР и ОКР. Есть опыт разработки частной фирмой ракеты Falcon и корабля Dragon, с расходом по 300 млн долларов па каждый из них. Можно предполагать, что разработка КАН первого поколения обойдётся примерно в такую же сумму; для учёта специфики страны-исполнителя определим стоимость НИОКР диапазоном 0,3-0,5 млрд долл. Продолжительность работ, судя по мировому опыту, может составить от 4 до 6 лет. Такие суммы и сроки заявляются потому, что задача создания ГКТС первого поколения не потребует каких-либо принципиально новых супердорогих технологий, под неё уже сегодня имеется хороший технологический задел. Сейчас мы постараемся это показать. Из чего сделана ГКТС? Хороший задел по конструкции КАН как космического аппарата обеспечивается предварительными работами российских специалистов по проекту пилотируемой экспедиции к Марсу па основе межпланетного буксира с электроракетиыми двигателями (ЭРД) и солнечными батареями (СБ) в качестве энергоустановки. СБ широко применяются и продолжают совершенствоваться, двигательная часть, будь то ЭРД или тросовый электродвигатель, хорошо отработана и может применяться в том виде, в котором существует сейчас. Успешно решаются вопросы создания многоразовых суборбигальиых летательных аппаратов - пример тому аппараты Space Plane, SpaceShipOne, New Shepard и Michelle-B. Последние два перспективны ещё тем, что могут эксплуатироваться, так сказать, в чистом поле, без дорогостоящих космодромов или обычных аэродромов, которые необходимы для Space Plane и SpaceShipOne. В грузовом беспилотном варианте, удешевлённые за счёт снижения требований к безопасности полётов, такие аппараты могут стать частью ГКТС. Давно решены вопросы выведения суборбиталыюго аппарата в расчётную точку пространства встречи с ИСЗ - с 1970-х гг. на вооружении стоят высокоточные противоспутниковые ракеты. Что касается целевой задачи КАН, которую мы взяли за основу для наших расчётов - орбитальной заправки, -то американскими компаниями уже отработаны спутниковые системы автоматической заправки космических аппаратов, через 3-4 года они должны начать работу. Таким образом, остаются в основном исследования по разработке мише-ни-ловушки, которая способна решать задачу многократного ударного поглощения груза. Прообразами технологий ловушки для высокоскоростных грузов являются пулеулавливатели, бронежилеты из специального волокна, другие средства остановки высокоскоростных объектов земного и космического происхождения, многоразовые взрывные камеры. Это известные, апробированные технологии. Для захвата твёрдофазиых частиц груза, выбрасываемых суборбиталь-ными челноками, удобно использовать пористые (сотовые) мишеии из легкоплавких веществ. В таких мишенях взрывное торможение частиц груза происходит пе па поверхности ловушки, а в глубине образующих её пористых слоев, что исключает разлёт поступающего вещества и его потерю. Использованный фрагмент такой ловушки достаточно просто затем быстро переплавить с приданием нужной степени пористости и вернуть в обойму для повторного использования. Конструктивно ловушка грузов может выглядеть как барабан (ротор) со сменными элемептами-поглотителя-ми фрагментов груза. В качестве ловушки могут также использоваться камерные конструкции, подобные ракетным двигателям -вместо выброса реактивной струи такие улавливающие камеры поглощают высокоскоростной «пунктир» фрагментов вещества. Таким образом, каждая отдельная технология - это давно известный, применяемый на практике процесс или, в крайнем случае, аналогичный процесс-прототип. Так что основная задача в реализации проекта сводится к адаптации, перерасчёту, пере-масштабировапию известных технических решений, а также к их увязке и согласованию в рамках единой системы. Что мы с этого будем иметь Подсчитанный выше экономический эффект от накопления ракетного топлива на орбите с помощью ГКТС касается только одного аспекта - стоимости доставки топлива на орбиту. Но если па орбите появится дешёвое топливо, то станут выполнимыми задачи, которые сегодня не решаются именно из-за дороговизны «вывоза» топлива. А это значит, что можно посмотреть на вопрос шире: какие ещё 11 |
