История космической отрасли Великобритании не отмечена большими самостоятельными достижениями в ракетостроении. Но сегодня эта страна имеет амбициозные планы, осуществление которых позволит ей занять достойное место на рынке пусковых услуг по доставке на орбиту коммерческих грузов и создавать собственные спутниковые группировки.
Сейчас на нашей планете существует более 30 больших и малых космодромов, откуда производятся пуски ракет-носителей самых различных модификаций. Решающую роль при выборе места для строительства стартовых комплексов играет географическое положение (близость к экватору) и наличие незаселенных местностей в направлении взлетной траектории для падения отработавших ступеней. Эти факторы крайне важны при пусках тяжелых ракет для выведения в космос больших полезных нагрузок. Однако в последнее время на околоземные орбиты выводится все больше микро- и наноспутников, для запусков которых требуются легкие и сверхлегкие носители. Во всем мире эта тенденция развивается быстрыми темпами. Поэтому возникает необходимость в создании малых ракет, а также в строительстве площадок и создании инфраструктуры для их запусков. Этим и воспользовалась Великобритания, которая — с привлечением частного бизнеса — уже конструирует собственный носитель легкого класса, а в июле 2018 года объявила о намерениях построить первый космодром на своей территории.
Ворота в космос
Британский космический центр для вертикальных запусков будет расположен в северной части Шотландии, в графстве Сазерленд (Sutherland). Это идеальное место для доступа к главным орбитам малых спутников — солнечно-синхронной и полярной. По словам исполнительного директора англоукраинской ракетостроительной компании Skyrora Владимира Левыкина, экватор хорошо подходит для выведения полезной нагрузки на геостационарную орбиту, являясь также лучшим местом для запуска крупных космических аппаратов, навигационных и метеоспутников. «Малые же спутники требуют сетевого подхода — их необходимо запускать сотнями, и преимущество здесь имеют орбиты, выход к которым предоставляет Шотландия», — отметил он. Двигаясь по полярным орбитам, такие спутники огибают Землю от полюса до полюса. С учетом собственного вращения планеты вокруг своей оси получается, что за 4-5 дней им удается «обозреть» всю земную поверхность. Это позволяет эффективно осуществлять ее мониторинг с самыми разнообразными целями. При запусках на такие орбиты из Шотландии нет необходимости совершать сложные орбитальные маневры. Кроме того, взлетные траектории будут проходить над Северной Атлантикой, что исключает возможность падения отработанных ракетных ступеней на населенные пункты. Все это делает Сазерленд чуть ли не лучшим местом в Европе, где возможно строительство стартовых площадок для запуска малых спутников.
Впрочем, не обошлось и без эксцессов: некоторые фермеры, чьи земли расположены вблизи Сазерленда, начали протестовать против проекта из-за обеспокоенности касательно влияния запусков на окружающую среду, а также использования местных дорог в качестве подходов к пусковым площадкам. Однако большинство жителей графства все же поддержало идею строительства космодрома, поскольку это поможет создать сотни высококвалифицированных рабочих мест в Шотландии.
Согласно заявлению британского министра экономики Грега Кларка, на проектирование космодрома правительство выделит 2,5 млн фунтов стерлингов, а его ввод в эксплуатацию запланирован уже на начало 2020-х годов. Таким образом, Великобритания может стать первой европейской страной, которая сделает запуск спутников частью своей промышленной стратегии.
Однако обустройство пусковой площадки является лишь частью новой космической программы страны. Кроме доступа к необходимым орбитам, производители малых спутников сталкиваются также с проблемой «транспортировки» аппаратов за пределы атмосферы. Традиционные тяжелые ракеты не подходят для единичных запусков микро- и наноспутников, поэтому они становятся «приложением» при выводе крупногабаритных объектов. Но частота запусков таких аппаратов в разы меньше, чем того требует рынок малых спутников, которые к тому же при этом часто оказываются не на предпочтительных орбитах, и запуск с более мощными носителями обходится дороже. Поэтому во второй части заявления от 16 июля 2018 года британское правительство объявило об инвестициях в размере почти 40 млн долларов в компании, занимающиеся производством легких ракет-носителей.
Основная часть выделенной суммы досталась известному американскому аэрокосмическому гиганту Lockheed Martin: ему предоставили 31 млн долларов на исследование технических аспектов вертикального старта с космодрома Сазерленд и строительство малого орбитального маневрирующего аппарата (Small Launch Orbital Maneuvering Vehicle — SL-OMV), способного выводить на орбиту до 6 небольших спутников одновременно. Остаток в размере 7,2 млн получил Orbex — европейский стартап со штаб-квартирой в Великобритании, который займется разработкой малой ракеты Prime. Руководитель этого стартапа Крис Лармор (Chris Larmour) сообщил, что во всем мире существует значительная задержка запусков малых спутников, и Orbex призван заполнить этот пробел, предоставляя промышленности и науке рентабельный и надежный путь в космос непосредственно с территории Европы. Ожидается, что Prime будет на 30% легче и на 20% эффективнее, чем уже существующие носители данной категории. Начало его эксплуатации запланировано на четвертый квартал 2022 года.
Кроме того, разработкой сверхлегких ракет в Великобритании занимаются также стартап Orbital Access и компания Skyrora, имеющая офис в Украине. Последняя уже объявила о своей готовности предоставлять пусковые услуги орбитальной ракеты Skyrora XL с шотландского космодрома. Таким образом, компания планирует решить три основных проблемы при запуске малых спутников: минимизировать задержку стартов, обеспечить выведение аппаратов предпочтительные орбиты и делать это экономически эффективным путем. Менеджер компании по развитию бизнеса Дэниел Смит (Daniel Smith) в одном из своих интервью отметил, что использование передовых технологий производства — включая 3D-печать — и богатого опыта украинских специалистов должно дать конкурентные преимущества в сфере запуска таких аппаратов.
Начало британской космической эры
В августе 2018 года Skyrora осуществила успешный пуск 2,5-метровой суборбитальной ракеты Skylark Nano, которая поднялась на высоту 6 км и достигла скорости 1,45 M. Запуск был произведен с полигона вблизи городка Эвантон и стал первым стартом коммерческого носителя с территории Шотландии. В начале июля 2019-го состоялся еще один старт этой ракеты, подтвердивший ее пригодность к дальнейшей эксплуатации. В августе 2021 года было проведено испытание более мощного суборбитального носителя Skylark Micro (правда в отличие от предыдущих тестов, оно проводилось в Исландии). Ракета поднялась на высоту 27 км.
24 июля 2019 года компания провела огневые испытания нового двигателя Leo длительностью 30 секунд. Двумя днями позже состоялся его второй прожиг — уже в присутствии представителей средств массовой информации, получивших возможность наблюдать за первыми тестами двигателя, построенного с использованием 3D-печати, на британской земле. В качестве горючего в нем используется керосин, а в качестве окислителя — сравнительно высококипящий стабилизированный пероксид водорода, что позволит ракете достаточно долго находиться в заправленном виде на стартовой площадке (это весьма актуально ввиду нестабильности погоды в Шотландии, чреватой переносами и отменами стартов). Также предполагается, что двигатель можно будет включать и выключать несколько раз с целью выведения нескольких спутников на различные орбиты.
В мае 2020 года инженеры Skyrora осуществили успешные огневые испытания двигателя суборбитальной ракеты Skylark L. В декабре 2020-го был проведен 450-секундный прожиг двигателя верхней ступени ракеты Skyrora XL, которая должна стать первым орбитальным носителем компании. А уже весной 2021-го состоялись новые успешные тесты двигателя Leo. По словам представители компании, успех всех этих испытаний открыл дорогу к подготовке первого орбитального запуска Skyrora XL, который намечен на конец 2022 года.
Среди иностранных компаний, заинтересовавшихся возможностью запускать свои ракеты с британского космодрома, следует отметить уже упомянутую Lockheed Martin, которая участвует в разработке американско-новозеландского легкого носителя Electron, и Orbital ATK, недавно ставшую частью аэрокосмического концерна Northrop Grumman. В космическом агентстве Великобритании утверждают, что такое развитие пусковых мощностей позволит стране стать европейским хабом для малых спутников. Рынок запуска небольших аппаратов сейчас активно растет: по состоянию на данный момент он оценивается в 339 млрд долларов, а к 2045 году, по прогнозам, вырастет до 2,7 триллионов. Как следствие, инвестируя в национальную космическую отрасль, правительство надеется контролировать десятую часть мировой космической индустрии уже к 2030-му.
Подобные заявления на первый взгляд кажутся неожиданными, однако на самом деле у британской космонавтики действительно немало предпосылок для развития. Государство уже имеет опыт создания собственного носителя: в 1971 году ракета Black Arrow (которую из-за внешнего сходства также называли rocketlipstick — «ракета-губная-помада») осуществила свой первый успешный полет, одновременно оказавшийся и последним из-за финансовых проблем. Интересно, что использованные в ней технологии со временем все же нашли свое применение в ракетостроительной компании Skyrora.
Стартовые площадки
Преследуя заявленные цели, в мае 2019 года Великобритания выделила еще 2 млн фунтов стерлингов на развитие систем воздушного старта в Корнуолле (Англия), Глазго-Прествике (Шотландия) и Сноудоне (Уэльс). Идея заключается в том, чтобы сделать существующие аэродромы пригодными для использования в так называемых «горизонтальных» запусках, при которых модифицированные коммерческие самолеты поднимают носитель со спутником до определенной высоты, после чего они выходят на орбиту.
В частности, британско-американская компания Virgin Orbit («сестра» известной Virgin Galactic) уже официально выбрала аэрокосмодром Корнуолл как место «за границей США» для запуска своей ракеты воздушного базирования LauncherOne. И такой выбор вполне оправдан. Ранее этот аэродром уже имел определенную «космическую» историю — благодаря достаточно длинной взлетно-посадочной полосе он входил в число мест аварийной посадки космических шаттлов NASA, хотя так никогда и не использовался в этих целях. Первый запуск с Британских островов Virgin Orbit планирует осуществить уже в середине следующего года. Ракета поднимется в воздух на самолете-носителе Cosmic Girl.
Космодром в Корнуолле получил еще один «голос доверия» и от компании Skyrora, выбравшей его в качестве места тестирования своих ракетных двигателей. Представители компании также заявили, что на раннем этапе не будут отдавать предпочтения какой-то из площадок, наблюдая за темпами строительства каждой из них, но не стали отрицать, что наибольший интерес все же представляет шотландский космодром: при старте с территории Уэльса носители должны использовать гораздо больше топлива, чтобы избежать «перелета» через Ирландию, а Корнуолл предлагает лишь горизонтальные запуски.
Другим крупным аэрокосмическим центром Великобритании может стать космопорт Саксаворд (SaxaVord) на острове Анст в северной части Шетландского архипелага. Интересно, что шотландские власти чуть было не запретили строительство пускового комплекса, мотивируя это защитой исторического наследия региона. Но в дальнейшем решение было пересмотрено.
Одним из основных инвесторов космодрома Анст является все та же Lockheed Martin. В 2020 году компания объявила об отказе от планов по запуску разрабатываемых при ее поддержке носителей с космодрома Сазерленд и переносе деятельности на остров Анст. А в октябре 2021-го уже Skyrora сообщила о достижении договоренности с руководством космодрома. Соглашение оговаривает проведении целой серии запусков с территории Саксаворда в течение следующего десятилетия. Если все будет хорошо, первая миссия может состояться уже в следующем году.
Модифицированные британские аэродромы также станут удобным местом старта для суборбитальных аппаратов, что сделает страну привлекательной не только с точки зрения запусков малых спутников, но и в качестве базы космического туризма. Причем последней опцией могут воспользоваться как известные зарубежные игроки наподобие Virgin Galactic со своим кораблем SpaceShipTwo, так и некоторые отечественные компании (в частности, речь идет о британской суборбитальной ракете Skyrora-1). В последнее время желающих доставлять малые спутники на орбиту становится все больше: помимо Великобритании, новые космодромы могут появиться также в Норвегии, Швеции (в случае, если удастся договориться о пролете над Норвегией), на крайнем юге Испании (старый полигон Эль-Араносилья) и на Азорских островах в Португалии.
Популярность этого направления не случайна — потенциал малых спутников чрезвычайно велик. К настоящему моменту накопился 20-летний журнал регистрации подобных аппаратов, ожидающих запуска. Только в ближайшие 10 лет во всем мире их планируют запустить около 17 тысяч. Группировки таких спутников будут собирать важнейшую информацию, позволяющую минимизировать последствия природных катастроф, регулировать эксплуатацию земных ресурсов и бороться с глобальным потеплением. Спутники связи на низких орбитах также собираются использовать для обеспечения высокоскоростным интернетом отдаленных районов планеты и для более полного охвата им всех стран. Вместе с тем, комплексный подход к разработке специализированной инфраструктуры и инвестиции в ракетостроительные компании дают Великобритании немало шансов стать лидером на европейском рынке по предоставлению пусковых услуг для вывода на околоземную орбиту малых коммерческих аппаратов. Поэтому есть все основания ожидать, что через несколько лет список самых популярных космодромов мира пополнится и британскими «воротами в космос».
