Космічна гавань «цариці морів»

 https://universemagazine.com/wp-content/uploads/2018/10/zaglushka-e1538748301621.png
Дар'я Заремба

Історія космічної галузі Великої Британії не позначена великими самостійними досягненнями в ракетобудуванні. Але сьогодні ця країна має амбіційні плани, здійснення яких дозволить їй зайняти гідне місце на ринку пускових послуг з доставлення на орбіту комерційних вантажів і створювати власні супутникові угрупування.

Зараз на нашій планеті існує понад 30 великих і малих космодромів, звідки здійснюються пуски ракет-носіїв різноманітних модифікацій. Вирішальну роль у виборі місця для будівництва стартових комплексів відіграє географічне положення (близькість до екватору) та наявність незаселених місцевостей у напрямку злітної траєкторії для падіння відпрацьованих ступенів. Ці фактори вкрай важливі під час пусків важких ракет для виведення в космос великих корисних навантажень. Однак останнім часом на навколоземні орбіти виводиться дедалі більше мікро- та наносупутників, для запусків яких потрібні легкі та надлегкі носії. В усьому світі ця тенденція розвивається швидкими темпами. Тому виникає необхідність у створенні малих ракет, а також у будівництві майданчиків і створенні інфраструктури для запусків. Цим і скористалася Великобританія, котра — за участі приватного бізнесу — вже конструює власний носій легкого класу, а в липні 2018 року заявила про наміри побудувати перший космодром на своїй території.

Брама до космосу

Британський космічний центр для вертикальних запусків буде розташований у північній частині Шотландії, в графстві Сазерленд (Sutherland). Це ідеальне місце для доступу до головних орбіт малих супутників — сонячно-синхронної та полярної. За словами виконавчого директора англо-української ракетобудівної компанії Skyrora Володимира Левикіна, екватор добре підходить для виведення корисного навантаження на геостаціонарну орбіту, будучи також найкращим місцем для запуску великих космічних апаратів, навігаційних і метеосупутників. «Малі ж супутники вимагають мережевого підходу — їх необхідно запускати сотнями, й перевагу тут мають орбіти, вихід до яких надає Шотландія», — зазначив він. Рухаючись полярними орбітами, такі супутники огинають Землю від полюса до полюса. З урахуванням власного обертання планети довкола своєї осі виходить, що за 4-5 днів їм вдається «оглянути» всю земну поверхню. Це дозволяє ефективно здійснювати її моніторинг із найрізноманітнішими цілями. При запусках на такі орбіти з Шотландії немає потреби здійснювати складні орбітальні маневри. Крім того, злітні траєкторії проходитимуть над Північною Атлантикою, що унеможливлює падіння відпрацьованих ракетних ступенів на населені пункти. Все це робить Сазерленд чи не найкращим місцем у Європі, де можливе будівництво стартових майданчиків для запусків малих супутників.

Пуск ракети з території космодрому Сазерленд (концепт). Джерело: Lockheed Martin

Утім, не обійшлося й без ексцесів: деякі фермери, чиї землі розташовані поблизу Сазерленду, почали протестувати проти проєкту через стурбованість щодо впливу запусків на навколишнє середовище, а також використання місцевих доріг як підходів до пускових майданчиків. Проте більшість мешканців графства все ж підтримала ідею будівництва космодрому, оскільки це допоможе створити сотні висококваліфікованих робочих місць у Шотландії.

Згідно з заявою британського міністра економіки Грега Кларка, на проєктування космодрому уряд виділить 2,5 млн фунтів стерлінгів, а його введення в експлуатацію заплановане вже на початок 2020-х років. Отже, Великобританія може стати першою європейською країною, яка зробить запуск супутників частиною своєї промислової стратегії.

Однак облаштування пускового майданчика є лише частиною нової космічної програми країни. Крім доступу до необхідних орбіт, виробники малих супутників стикаються також із проблемою «транспортування» апаратів за межі атмосфери. Традиційні важкі ракети не підходять для поодиноких запусків мікро- та наносупутників, тому останні запускають як «додатки» під час виведення великогабаритних об’єктів. Але частота стартів таких апаратів у рази менша, ніж того вимагає ринок малих супутників, які до того ж часто опиняються не на найкращих орбітах, і запуск із потужнішими носіями обходиться дорожче. Тому у другій частині заяви від 16 липня 2018 року британський уряд оголосив про інвестиції в розмірі майже 40 млн доларів у компанії, які займаються виробництвом легких ракет-носіїв.

Основна частина виділеної суми дісталася відомому американському аерокосмічному гіганту Lockheed Martin: йому надали 31 млн доларів на дослідження технічних аспектів вертикального старту з космодрому Сазерленд і будівництво малого орбітального маневруючого апарата (Small Launch Orbital Maneuvering Vehicle — SL-OMV), здатного виводити на орбіту до 6 невеликих супутників одночасно. Залишок у розмірі 7,2 млн отримав Orbex — європейський стартап зі штаб-квартирою у Великій Британії, що займеться розробкою малої ракети Prime. Керівник цього стартапу Кріс Лармор повідомив, що в усьому світі існує значна затримка запусків малих супутників, і Orbex покликаний заповнити цю прогалину, надаючи промисловості та науці рентабельний і надійний шлях у космос безпосередньо з території Європи. Очікується, що Prime буде на 30% легшим і на 20% ефективнішим, ніж існуючі носії цієї категорії. Початок його експлуатації запланований на четвертий квартал 2022 року.

Ракета Prime (концепт). Джерело: Orbex

Крім того, розробкою надлегких ракет у Великій Британії займаються також стартап Orbital Access і компанія Skyrora, що має офіс в Україні. Остання вже оголосила про свою готовність надавати пускові послуги орбітальної ракети Skyrora XL із шотландського космодрому. Отже, компанія планує розв’язати три основні проблеми при запуску малих супутників: мінімізувати затримку стартів, забезпечити виведення апаратів на зручніші орбіти й робити це економічно ефективним шляхом. Менеджер компанії з розвитку бізнесу Деніел Сміт в одному зі своїх інтерв’ю зазначив, що використання провідних технологій виробництва (включно з 3D-друком) і багатий досвід українських фахівців має дати конкурентні переваги у сфері запуску таких апаратів.

Початок британської космічної ери

У серпні 2018 року на полігоні поблизу містечка Евантон Skyrora здійснила успішний пуск 2,5-метрової суборбітальної ракети Skylark Nano, яка піднялася на висоту 6 км і досягла швидкості 1,45 M. Це був перший старт комерційного носія з території Шотландії. На початку липня 2019 року відбувся ще один пуск цієї ракети, який підтвердив її придатність до подальшої експлуатації. У серпні 2021-го було проведено випробування більш потужного суборбітального носія Skylark Micro (щоправда, на відміну від попередніх тестів, воно проводилося в Ісландії). Ракета піднялася на висоту 27 км.

Старт ракети Skylark Micro. Джерело: Skyrora

24 липня 2019 року компанія здійснила вогневі випробування нового двигуна Leo тривалістю 30 секунд. Двома днями пізніше відбулося його друге пропалення — вже у присутності представників засобів масової інформації, які отримали можливість спостерігати за першими тестами двигуна, збудованого з використанням 3D-друку, на британській землі. Як паливо в ньому використовується гас, а як окислювач — порівняно висококиплячий стабілізований пероксид водню, що дозволяє ракеті досить довго перебувати в заправленому стані на стартовому майданчику (це дуже актуально через нестабільність погоди у Шотландії, що загрожує перенесеннями та скасуваннями стартів). Також передбачається, що двигун можна буде вмикати та вимикати кілька разів з метою виведення кількох супутників на різні орбіти.

У травні 2020 року інженери компанії Skyrora провели успішні вогневі випробування двигуна суборбітальної ракети Skylark L. У грудні того ж року відбулося 450-секундне пропалення двигуна верхнього ступеня ракети Skyrora XL, яка має стати першим орбітальним носієм компанії. А вже навесні 2021-го відбулися нові успішні тести двигуна Leo. За словами представника стартапу, успіх усіх цих випробувань відкрив шлях до підготовки першого орбітального запуску Skyrora XL, запланованого на кінець 2022 року.

Випробування двигуна ракети Skylark L. Джерело: Skyrora

Серед іноземних компаній, що зацікавилися можливістю запускати свої ракети з британського космодрому, слід відзначити вже згадану Lockheed Martin, яка бере участь у розробці американсько-новозеландського легкого носія Electron, і Orbital ATK, яка нещодавно стала частиною аерокосмічного концерну Northrop Grumman. У космічному агентстві Великої Британії стверджують, що такий розвиток пускових потужностей дозволить країні стати європейським хабом для малих супутників. Ринок запуску невеликих апаратів зараз активно зростає: наразі він оцінюється у 339 млрд доларів, а до 2045 року, згідно з прогнозами, зросте до 2,7 трильйона. Як наслідок, інвестуючи в національну космічну галузь, уряд сподівається контролювати десяту частину світової космічної індустрії вже до 2030 року.

Подібні заяви, на перший погляд, здаються несподіваними, проте насправді британська космонавтика справді має чимало передумов для розвитку. У держави вже є досвід створення власного носія: 1971 року ракета Black Arrow (яку через зовнішню схожість також називали rocket-lipstick — «ракета-губна-помада») здійснила свій перший успішний політ, що одночасно виявився й останнім через фінансові проблеми. Цікаво, що використані у ній технології з часом все ж знайшли застосування в ракетобудівній компанії Skyrora.

Стартові майданчики

Переслідуючи заявлені цілі, у травні 2019 року Велика Британія виділила ще 2 млн фунтів стерлінгів на розвиток систем повітряного старту в Корнволлі (Англія), Глазго-Прествіку (Шотландія) та Сноудоні (Уельс). Ідея полягає в тому, щоб зробити наявні аеродроми придатними для використання у так званих «горизонтальних» запусках, під час яких модифіковані комерційні літаки підіймають носій із супутником до певної висоти, після чого вони виходять на орбіту.

Зокрема, британсько-американська компанія Virgin Orbit («сестра» відомої Virgin Galactic) уже офіційно обрала аерокосмодром Корнволл як місце «за межами США» для запуску своєї ракети повітряного базування LauncherOne. І такий вибір цілком виправданий. Раніше цей аеродром уже мав певну «космічну» історію — завдяки досить довгій злітно-посадковій смузі він входив до переліку місць аварійної посадки космічних шатлів NASA, хоча так ніколи й не використовувався з цією метою. Перший запуск із Британських островів Virgin Orbit планує здійснити вже в середині наступного року. Ракета підніметься в повітря на літаку-носії Cosmic Girl.

Літак-носій Cosmic Girl із приєднаною ракетою LaucherOne. Джерело: Virgin Orbit

Космодром у Корнволлі отримав ще один «голос довіри» й від компанії Skyrora, що обрала його як місце тестування своїх ракетних двигунів. Представники компанії також заявили, що на ранньому етапі не віддаватимуть переваги якомусь із майданчиків, спостерігаючи за темпами будівництва кожного з них, але не стали заперечувати, що найбільший інтерес усе-таки представляє шотландський космодром: при старті з території Уельсу носії мусили би використовувати набагато більше пального, щоб уникнути «перельоту» через Ірландію, а Корнволл пропонує лише горизонтальні запуски.

Іншим значним аерокосмічним центром Великої Британії може стати космопорт Саксаворд (SaxaVord) на острові Анст у північній частині Шетландського архіпелагу. Цікаво, що шотландська влада мало не заборонила будівництво на ньому пускового комплексу, мотивуючи це захистом історичної спадщини регіону. Але надалі рішення переглянули.

Одним з основних інвесторів космодрому Анст є все та ж Lockheed Martin. У 2020 році компанія оголосила про відмову від планів пуску носіїв, що розробляються за її підтримки, з космодрому Сазерленд і перенесення діяльності на острів Анст. А в жовтні 2021-го вже і Skyrora повідомила про досягнення домовленості з керівництвом нового космодрому. Угода обумовлює проведення цілої серії запусків із території Саксаворду впродовж наступного десятиліття. Якщо все буде гаразд, перша місія може відбутися вже наступного року.

Співробітники компанії Skyrora на тлі ракети Skylark-L. Джерело: Skyrora

Модифіковані британські аеродроми також стануть зручним місцем старту для суборбітальних апаратів, що зробить країну привабливою не лише з точки зору запусків малих супутників, але й як базу для космічного туризму. Причому останньою опцією можуть скористатись як відомі зарубіжні гравці на кшталт Virgin Galactic зі своїм кораблем SpaceShipTwo, так і деякі вітчизняні компанії (зокрема, йдеться про британську ракету Skyrora-1). Останнім часом охочих доставляти малі супутники на орбіту стає все більше: крім Великої Британії, нові космодроми можуть з’явитися також у Норвегії, Швеції (у разі, якщо вдасться домовитися про проліт над Північною Норвегією), на півдні Іспанії (старий полігон Ель-Араносілья) й на Азорських островах у Португалії.

Популярність цього напрямку не випадкова — потенціал малих супутників надзвичайно великий. Наразі уже накопичився 20-річний журнал реєстрації таких апаратів, що очікують запуску. Лише у найближчі 10 років у всьому світі їх планують запустити близько 17 тисяч. Угрупування таких супутників збиратимуть найважливішу інформацію, що дозволить мінімізувати наслідки природних катастроф, регулювати експлуатацію земних ресурсів і боротися з глобальним потеплінням. Супутники зв’язку на низьких орбітах також збираються використовувати для забезпечення високошвидкісним інтернетом віддалених районів планети та більш повного охоплення ним усіх країн. Разом із тим комплексний підхід до розробки спеціалізованої інфраструктури та інвестиції в ракетобудівні компанії дають Великій Британії чимало шансів стати лідером на європейському ринку з надання пускових послуг для виведення на навколоземну орбіту малих комерційних апаратів. Тому є підстави очікувати, що за кілька років список найпопулярніших космодромів світу поповниться і британською «брамою в космос».