Российский космос и карго-культ. Кто виноват и что делать?

Есть ли у путинской России шанс остаться космической державой? Вот в чем вопрос. Напомню фразу гаранта, сказанную в ныне далеком 2018 году:

Рис. 1. Лёня Голубков с восторгом слушает доклад: "...потом собираемся запустить в сторону Марса миссию... Новое продолжение исследования Луны. Не как Советский Союз..."

Мы сейчас будем там осуществлять беспилотные, а потом и пилотируемые пуски — для исследования дальнего космоса, и лунная программа, затем исследование Марса. Первое совсем скоро, в 19-м году. Потом собираемся запустить в сторону Марса миссию... Новое продолжение исследования Луны. Не как Советский Союз — наши специалисты постараются сделать высадки на полюса, потому что есть основание полагать, что там может быть вода.

О как, не на Марс, а куда-то в сторону. С тех пор прошло более 7 лет, а «воз и ныне там». Ну и где эти беспилотные, а потом и пилотируемые пуски?
Карго-культ
1. Миссия на Марс (обещанная еще в 2019 год - запустить в сторону Марса миссию...). Пусто-пусто. Похоже, речь шла о втором этапе миссии «ЭкзоМарс» (совместно с Европейским космическим агентством). Но что пошло не так: сначала запуск перенесли на 2020-й, затем на 2022-й из-за технических недоработок и пандемии. В марте 2022 европейская сторона вышла из проекта по политическим причинам. В итоге, миссия в том виде, о котором говорил президент, отменена. Но разговоры по-прежнему ведутся. Гарант продолжает говорить о планах своей миссии к Марсу, хотя ее сроки ушли далеко за 2030 год. Как в старом анекдоте про дедушку у сексопатолога - "...и вы говорите!"
2. Лунная программа и высадка на полюса Луны. Тут тоже катастрофа. Здесь наметился самый серьезный разрыв между планами и реальностью:
- «Луна-25» (первая миссия на полюс): Путин называл 2019 год, но запуск состоялся только в августе 2023. Станция успешно долетела до Луны, но при попытке перейти на предпосадочную орбиту двигатель отработал дольше положенного, и аппарат разбился о поверхность.
- туда где вода: Исследования перенесены на следующие аппараты — «Луна-26» (2027) и «Луна-27» (2028).
- высадка людей: О ней сейчас помалкивают или говорят в контексте 2030-х годов с привязкой к китайскому проекту.
Строительство огромного космодрома «Восточный» без надежной и дешевой многоразовой ракеты — это постройка «взлетно-посадочной полосы из соломы» в надежде, что боги космоса (или китайские инвесторы!) принесут России счастье и прогресс.
Это самый настоящий карго-культ, отягощенный попами в рясах на стартовых площадках. Освящение ракет и бесконечные совещания "высоких умов" о «лунных базах» создают иллюзию бурной деятельности при отсутствии современного ракетоносителя и каких-либо осязаемых успехов.
Зато здание национального космического центра в Филях в соответствии с карго-культом построено в виде громадного советского ракетоносителя.
Да-да, карго-культ. Как у тех папуасов на островах в Тихом океане, которые делали наушники из половинок кокоса и прикладывали их к ушам, строили из дерева и соломы в натуральную величину самолёты, контрольно-диспетчерские вышки и взлётно-посадочные полосы для привлечения богов - американских самолётов с полезными вещами, вкусной едой и одеждой. Но белые люди ушли и полезные и вкусные грузы перестали падать с неба.

Рис.2. Российский космос всё больше походит на карго-культ: похоже на настоящее, но не работает. Вся надежда на богов из космоса (или китайских инвесторов!), которые принесут России счастье и прогресс.
За 26 лет президентства В. Путина было заявлено о нескольких амбициозных проектах, которые либо были официально закрыты на стадии разработки чертежей, либо столкнулись с многократными переносами и сменой концепций. В новом национальном проекте «Развитие космической деятельности» на период до 2030 и с перспективой до 2036-го (тот самый план на 7,2 трлн рублей) «бумажные» идеи прошлого получили второе дыхание, но в сильно измененном виде.
Между тем, в январе 2024 японский модуль SLIM совершил мягкую посадку, сделав Японию пятой страной, посадивший свой аппарат на поверхность Луны. SLIM прозвали «Лунным снайпером» за ювелирную точность приземления (отклонение всего 55 метров от цели). А до этого, летом 2023, Индия посадила свой модуль «Викрам» с луноходом «Прагъян» вблизи Южного полюса Луны, где есть вероятность воды, став первым государством, достигшим этой малоизученной и притягательной части Луны. Премьер Моди лично следил за процессом мягкой посадки по видеосвязи, назвав это событие «рассветом новой Индии» и моментом большой гордости для всей страны.
СССР, США, Китай, Индия, Япония... А где же Россия? Увы, ее нет в этом списке и вряд ли появится не только в ближайшее десятилетие, но и вообще.
"Не как Советский Союз"... Именно так, Вл Вл. С 2018 прошло более 7 лет, но шансов на реализацию обещаний никаких. Разбившаяся станция Луна-25 не даст соврать. Впрочем, обещать не значит жениться. Он же не в первый раз обещает.
В стране нет ни современной науки, ни новейших оборудования, технологий и материалов, всё меньше и меньше квалифицированных кадров. Ну и откуда что возьмётся?
Одноразовость - главная уязвимость
Главная уязвимость российской космической техники – одноразовость ракет-носителей, что приводит к утилизации российского капитала.
Если смотреть на мировые тенденции, то сейчас в новых разработках одноразовых ракет уже никто не предлагает. Это вчерашний день! Только многоразовые. Илон Маск всем продемонстрировал, насколько это эффективно.
В отличие от многоразового Falcon 9 ракета-носитель «Союз-5» и ракеты семейства «Ангара» одноразовые, они выбрасывают свои первые ступени вместе с дорогостоящими ЖРД, пригодными для повторных пусков, в океан, в степь или в тайгу, превращая дорогостоящую конструкцию в груду металлолома. Итак после каждого пуска. А ведь на их производство тратятся месяцы квалифицированного труда и сотни миллионов рублей. Разве это не верх расточительности?
Одноразовость - серьезная проблема. То, что было технически совершенно по меркам 1980-х, экономически мертво по меркам 2020-х. Россия не может победить в бизнесе, если каждый раз разбивает о поверхность свои трудоемкие и дорогие активы, в то время как конкурент их просто «чистит» и запускает снова и снова.
SpaceX построила ракету один раз, но она слетала 20 раз. По этой причине, даже с учетом стоимости обслуживания, каждая «железяка» обходится им в разы дешевле.
Но... В российских СМИ пишут про дешевые пуски на "Союзе-5". Оказывается, у SpaceX на возвращаемом Falcon 9 цена пуска порядка $62 млн, а у Роскосмоса на одноразовом "Союзе-5" цена якобы будет $56 млн. Первая ступень которого просто разбивается вдрызг об землю. Чудеса. Никто этих расчётов не видел и никогда не увидит, а бумага всё стерпит.
SpaceX держит цену $62-70 млн за один пуск не потому, что не может сделать пуск дешевле, а потому, что монополия на рынке позволяет получать 300% маржи. Огромная маржа от Falcon 9 идет на разработку сверхтяжелой системы Starship и расширение Starlink. Клиенты И. Маска фактически оплачивают технологический скачок SpaceX.
Если завтра на рынке появится «Союз-5» или европейская Ariane 6 и начнут реально отбирать контракты, то SpaceX может мгновенно «уронить» цену до $40 млн или даже $30-35 млн. Они всё равно останутся в прибыли, а конкуренты, у которых себестоимость порядка $50 млн, начнут работать в убыток.
Так что Роскосмос называет цену $56 млн за пуск на «Союзе-5», потому что дороже эту услугу просто никто не купит при наличии надежного и проверенного носителя Falcon 9.
Это классический пример того, как многоразовость дает «запас прочности» в коммерческой войне, а одноразовость прижимает производителя к стенке из-за себестоимости. Многие расходы российское государство берёт на себя и не включает в структуру цены. Пример. Если включить в структуру цены стоимость модернизации «Байтерека», то цена пуска "Союза-5" окончательно лишает ракету шансов на «рыночную» окупаемость. Поэтому такого рода расходы просто спишут как «государственные инвестиции в инфраструктуру». То есть для заказчика цена будет, как и прежде, $56 млн, но реально государство будет доплачивать за каждый старт «Союза-5» из своего кармана, то есть российские налогоплательщики, мы с вами. Кстати, у Маска обслуживание стартовых площадок входит в себестоимость пуска, но она на порядок меньше из-за массовости пусков.
Что в итоге по цене пуска "Союза-5"? Исходя из чистого бизнеса, «Союз-5» с одноразовыми ступенями и с «царь-двигателем» РД-171 и громадными накладными расходами — это проект с отрицательной рентабельностью. Конкурировать с Falcon 9 на свободном рынке, используя технически совершенный РД-171 на выброс, — это все равно что пытаться выиграть гонку у такси на дорогом спорткаре, который мы выбрасываем и сжигаем после каждой поездки. Не умно это, другие времена.
Короче, "Союз-5" не конкурент Илону Маску, а дорогой инструмент поддержания статуса космической державы.
Что имеем? А ничего не имеем. Налицо стратегический кризис, в котором оказалась космическая отрасль РФ к 2026 году. Ситуация выглядит как «идеальный шторм», когда старые достижения уже не работают, а новые — недостижимы в обозримые сроки. Тупик.
Что делать? Надо оптимизировать расходы:
1) Трагедия «Ангары». Семейство «Ангара» — это проект, застрявший в прошлом. Её проектировали в 90-е, о многоразовости тогда не думали. То, что было хорошо 40 лет назад, не годится сейчас.
2) Метановый и возвращаемый «Амур-СПГ» на бумаге выглядит красиво, но:

• Создание мощного метанового двигателя РД-0169 с чистого листа — это 8–10 лет работы при идеальном финансировании. На 2026 год он существует лишь в виде отдельных узлов и прототипов.
  
• Опыт возвращения. У России нет системы вертикальной посадки. SpaceXпотратила годы и десятки разбитых ракет, чтобы научиться этому. Без «прыжковых» тестов (как были у Grasshopper) разработка «Амура» — это гадание на кофейной гуще.

Рис.3. Ядерный буксир ТЭМ «Зевс».
3) Ядерный буксир ТЭМ «Зевс». США отказались от АМС JIMO из-за дороговизны, больших трудозатрат и прочих проблем с ЯЭУ. ТЭМ «Зевс» сейчас находится в той же «зоне риска», что и JIMO или Prometheus. Скепсис здесь более чем оправдан:

• Проблема охлаждения. В космосе нет воздуха, чтобы обдувать радиаторы. Охлаждение реактора мощностью 1 МВт возможно только через излучение. Чтобы сбросить столько тепла, «Зевсу» нужны колоссальные радиаторы площадью в несколько футбольных полей.
  
• Капельные холодильники-излучатели (ХИ), которые заявлялись как прорывное решение, до сих пор не имеют успешного опыта работы в реальном космосе в таких масштабах. Без них ядерный реактор просто расплавит сам себя.
  
• Ядерный реактор. В основе лежит проект «Ягуар» (быстрые нейтроны,  газоохлаждаемый). Да, в наземных условиях технологии есть, но создать компактную и сверхнадежную версию для космоса, которая должна работать 10 лет без обслуживания, — это задача, которую еще никто не решил.
  
• Двигатели. Ионные двигатели ИД-500 мощностью 30–35 кВт созданы, но для «Зевса» нужен большой «пакет». Проблема в том, что они потребляют колоссально много энергии для создания очень малой тяги. «Зевс» будет разгоняться месяцами, что делает его бесполезным для экстренных задач.
  
• Габариты и вывод на орбиту. «Зевс» в сборе — это конструкция длиной под 60 метров. Его невозможно запустить целиком. Нужно минимум 3 пуска тяжелой «Ангары-А5» или того же «Союза-5» для сборки на орбите.
  
• Сборка на орбите. Вопрос сборки и обслуживания ТЭМ — это «фигура умолчания» - во всех красивых презентациях про «Зевс». На ТЭМ радиационная  защита (тяжеленный свинцово-бетонный «кокон») предусмотрена только в сторону приборного отсека и полезной нагрузки. Вокруг реактора остается мощнейшее радиационное поле. Космонавтов-сборщиков к нему подпускать нельзя — это «билет в один конец». 
  Космических роботов нет. Для автоматической сборки нужны манипуляторыуровня канадского Canadarm или перспективных немецких систем, но в РФ такого нет, в этой области громадное отставание. Робот «Федор» оказался лишь телеуправляемым аватаром с ограниченным функционалом, это игрушка. Что толку, что он умеет стрелять с двух рук? В Кремль его не пустили, а на космической станции он больше мешался, всё норовил дырку в стенке просверлить, демонстрируя своё умение.
  
• Газовые турбины (Машинный зал в космосе). Энергию реактора нужно превратить в электричество. Для этого используются газотурбинные установки (ГТУ). Турбина должна вращаться со скоростью десятки тысяч оборотов в минуту годами. Любой микроскопический износ подшипников или разбалансировка лопаток приведет к вибрации, которая быстро развалит 60-метровую ферму «Зевса». В РФ нет готовой, испытанной в космосе ГТУ мощностью в сотни киловатт.
  
• Испытательный стенд. Главная проблема — негде испытывать модули. Чтобы довести такую систему, нужен полноразмерный наземный стенд, имитирующий вакуум и условия теплосброса. Стоимость такого стенда сопоставима со стоимостью самого проекта. Пока всё ограничивается испытаниями отдельных узлов (ТВЭЛов, систем управления) на местах.
  
• Экономика vs Реальность. США закрыли JIMO, потому что посчитали, что дешевле и надежнее использовать РИТЭГи (как на «Вояджерах» или «Кьюриосити» ) и  гравитационные маневры.
  В РФ - ТЭМ «Зевс» — это скорее научно-исследовательский манифест, чем реальный транспорт. На фоне того, что к 2026 году бюджетные приоритеты смещены на поддержание текущей орбитальной группировки и «военный космос», проект мощного ядерного буксира выглядит как фантастика, на которую просто не хватит ресурсов.

Итог по ТЭМ "Зевс": пока нет работающей связки «реактор — турбина — холодильник», способной проработать хотя бы один год на Земле в вакуумной камере, ТЭМ «Зевс» остается набором дорогих и сложных деталей.
Попытка продать это Китаю или кому-то еще как «готовую технологию» не сработает — там умеют считать деньги и понимают, что до финала еще десятилетия НИОКР.
Кто виноват и что делать?
Космос не статусная игрушка, а средство для достижения научно-технических и геополитических целей. 
Следует перейти в режим максимальной экономии, отбросить имиджевые мегапроекты, проекты "вчерашнего дня", оставив лишь необходимые задачи. Надо сфокусироваться на реальных нуждах, таких как развертывание спутниковых группировок для связи и интернета.
1) Отказ от ТЭМ, «Амура-СПГ» и КК "Орёл". Это высвобождает колоссальные интеллектуальные и финансовые ресурсы. Вместо того чтобы 15 лет ждать метановый «чудо-двигатель», надо сконцентрироваться на том, что может уже летать завтра.

• Куда направить высвобожденные деньги: На массовое производство микроэлектроники для космических программ. Сейчас это главная причина, почему российские спутники живут меньше западных и весят больше. И таки да, нет "Чебурнету".

2) Нужно ли оставлять «Ангару-1.2» (легкую)? Она стоит в 1.5...2 раза дорожестарого доброго «Союза-2.1в» (легкая версия «Союза» без боковых блоков). Если «Союз-2.1в» справляется с выводом малых спутников, то легкая «Ангара» — это тоже излишество. Для унификации парка логичнее оставить одну легкую машину —и это «Союза-2.1в»
3) Роль «Союза-5». В нашей схеме это ключевое звено. Раз уж двигатель  РД-171МВ  уже имеется и стол на Байконуре почти готов, эту ракету нужно использовать как «рабочую лошадь» для тяжелых грузов вместо «Протона» (просто их осталось с десяток, нет выбора) и дорогой «Ангары-А5». Она выводит 17 тонн. Этого достаточно для любого современного спутника связи или модуля орбитальной станции.

• Да, она одноразовая, но она уже есть. Это лучше, чем бесконечная стройка в Омске.

4) Отказ от российской орбитальной станции (РОС). В текущей ситуации проект  РОС выглядит как самая дорогая попытка «сохранить лицо» в условиях системного кризиса. Если смотреть на вещи прагматично, то РОС вызывает три фундаментальных вопроса:

• Отсутствие внятных задач. МКС была международной лабораторией. Что будет делать РОС? Официально - испытания новых материалов, медицина, мониторинг территории РФ. В реальности, все эти задачи дешевле, эффективнее и безопаснее решают автоматические спутники. Держать на орбите человека — это значит тратить 90% ресурсов станции на поддержание его жизни (воздух, вода, еда, туалет, безопасность), а не на технику и науку.
  
• Огромная стоимость вывода и обслуживания. Чтобы построить РОС, нужно запустить минимум 5–6 тяжелых модулей. Это потребует серии пусков «Ангары-А5» (которую мы обсуждали как дорогую и одноразовую). Для обслуживания станции нужен новый корабль «Орел» (который строится бесконечно долго и стоит огромных денег) или старые корабли «Союзы», возможности которых на пределе. Это миллиарды рублей, которые могли бы пойти на создание той самой спутниковой группировки «Рассвет» или развитие микроэлектроники.
  
• Высвобождение тяжелых ракет («Союз-5» и «Ангару-А5») для вывода действительно нужной полезной нагрузки — тяжелых спутников связи, ретрансляции и разведки, которых сейчас катастрофически не хватает.

Почему РОС всё же не «прикрывают»? Причина не в науке, а в социальном и политическом инерционном маховике:

• Социальный взрыв: Придется закрыть ЦУП, Центр подготовки космонавтов и огромные отделы в РКК «Энергия». Это тысячи уникальных специалистов, которым в «спутниковом» космосе может не найтись места.
  
• Символизм: В мафиозно-бюрократической логике «отказ от человека в космосе» будет подан как окончательное поражение.

Стратегия — «Роботы вместо космонавтов» — это единственный способ для России не остаться к 2035 году с пустой орбитой. Если продолжать тратить ресурсы на РОС, то в итоге не будет ни новой станции (её просто не достроят из-за дефицита финансов), ни какой-либо работающей группировки спутников.
5) Омский «Полет» превратился в заложника концепции 90-х. Консервация завода как «памятника эпохе» подвела бы черту под периодом гигантомании. Содержание огромных цехов, уникального оборудования для сварки трением и штата в несколько тысяч человек при отсутствии массовых заказов на «Ангару» — это огромные бюджетные расходы.  Перепрофилировать.
6) О Луне, хотя бы временно, забыть.Никаких многопусковых схем, когда вместо одного супертяжа (которого нет) предполагается использовать 4 пуска тяжелой «Ангары-А5В» (с водородной третьей ступенью, которой тоже нет). В одной упряжке с Китаем, если позовёт. Единственное, что реально делается это автоматические станции — подготовка миссий «Луна-26» (2027) и «Луна-27» (2028). Это беспилотные аппараты. И пусть делаются, деньги уже вложены.

Рис.4. Пора брать пример с Илона Маска и наращивать спутниковые группировки
Итоговая архитектура «здравомыслящего человека»:
ТЭМ "Зевс", семейство "Ангара" и завод в Омске, РОС, РН "Амур-СПГ" не подлежат государственному финансированию. Для запуска спутниковых группировок достаточно:

• Легкий класс: «Союз-2.1в» (малые спутники).
  
• Средний класс: «Союз-2.1а/б» (пилотируемые корабли, средние аппараты).
  
• Тяжелый класс: «Союз-5» (тяжелые платформы, модули станций).

Результат: 
Мы закрываем все потребности государства, перестаем выбрасывать деньги на ветер и начинаем наконец создавать свою микроэлектронику и активно строить свои спутниковые группировки, которых сейчас критически не хватает.
ВЫВОДЫ
Они незатейливые - пора прекращать жить иллюзиями. Да, "были и мы рысаками когда-то", когда-то мы были первыми, но сейчас мы даже не пятые, мы на космической обочине. Надо жить скромнее:

• Надо отказаться от мечты о лидерстве на мировом рынке пусков (он давно захвачен SpaceX) и сфокусироваться исключительно на своих нуждах (Глонасс, военные спутники, спутниковые группировки с малыми аппаратами «Сфера» и «Рассвет»). В современной космонавтике «лицо» определяется не размером ракеты и не количеством сожженного керосина, а эффективностью и наличием результата на орбите.
  
• Надо направить все сэкономленные миллиарды на микроэлектронику и серийное производство спутников. Только так к 2030 году можно будет сказать, что у страны есть свой «космос», а не ржавеющие стартовые столы.
  
• Без собственной современной спутниковой группировки и дешевого транспорта субъектность теряется: даже для нужд собственной безопасности придется либо покупать данные у Китая/Индии, либо слепнуть.

Подведём окончательный итог: 
Время «бумажных» проектов и «царь-двигателей» вышло. Либо жесткий прагматизм и ставка на столь необходимые спутники связи прямо сейчас, либо окончательное закрытие темы «Великой космической державы».
-Источник