"Космонавтика XXI века (Попытка прогноза развития)"

[Старый]

2.3 Выбор средств выведения
 Основным фактором, определяющим выбор средства выведения, является соотношение его стоимости и эффективности. Эффективность означает способность выполнения требуемых задач (выведения требуемой ПН на требуемую орбиту), стоимость подразумевает суммарную стоимость создания, производства и эксплуатации средства выведения включая всю наземную инфраструктуру.
  Под жёстким действием этого фактора единственным средством выведения остаются ракеты с химическими ракетными двигателями. Попытки создания средств выведения с использованием других технических принципов (воздушно-реактивные, ядерные, электромагнитные и др.) закончились провалом. Провалом не из-за технической нереализуемости, а именно из-за высокой стоимости и низкой эффективности.
  Под действием этого же фактора практически единственным способом старта остаётся вертикальный старт с суши. Старты с плавучей платформы и с самолёта не смогли доказать своей экономической эффективности. Другие способы старта даже не смогли дойти до этапа реализации.
  Под действием этого же фактора средства выведения остаются одноразовыми, частично-многоразовые не продемонстрировали эффективности, а полностью многоразовые средства выведения не смогли дойти даже до стадии эскизного проекта.
 Также этим же фактором определяется выбор топлива. Стоимость создания и эксплуатации различных типов двигателей и топлив сильно зависит от технического уровня и опыта различных производителей, что объясняет некоторый разброс вариантов. Однако в целом облик ракеты-носителя уже свёлся к твёрдому топливу или керосину на первой ступени и водороду на верхних.

2.4 Наземная инфраструктура.
 Под влиянием экономического фактора имеется постоянная тенденция к максимальному упрощению наземной инфраструктуры космодромов до минимально необходимой. Ушли в прошлое огромные многофункциональные космодромы с десятками стартовых площадок. На современном космодроме остаются как правило 2-3 стартовых комплекса по одному на РН каждого класса (лёгкого, среднего и тяжёлого).
 Происходит максимальное сокращение работ на космодроме, которое сводится к сборке РН и присоединении ПН.  Максимальное количество работ переносится на заводы-изготовители.
  Однако в случае проблем с транспортировкой оказывается выгодно производство на космодроме криогенных компонентов топлива, а также изготовление и сборка крупных РДТТ.
  Территориально космодромы представляют собой изолированные стартовые/технические комплексы, объединённые только по жилым городкам.
  Зоны отчуждения современных космодромов невелики и определяются радиусом поражающего действия ударной волны в случае взрыва РН на старте или хранилища с компонентами топлива.
 
 2.5 Пилотируемые программы
 Основным фактором, определяющим участие в пилотируемой программе, является политический – желание придать стране соответствующий статус «сверхдержавы», как минимум локальной. Таким образом, на новом уровне реализовался первый фактор развития космонавтики в целом – политическая воля.
 Участие в пилотируемой программе требует наличия достаточно мощной ракеты-носителя (как правило, самой мощной из всего парка) и соответствующей инфраструктуры на космодроме. Такими космодромами в настоящее время являются Байконур, Канаверал, Цзюцюань, Куру, Танегасима и Шрихарикота (в перспективе)

2.6 Экономика
 Космическая деятельность экономически оправдана только в тех случаях, когда производством ракет-носителей и космических аппаратов занимаются крупные государственные или частные организации или корпорации. При этом производство должно быть массовым и составлять как минимум несколько изделий в год с общей серией как минимум в десятки изделий. Наличие таких организаций/корпораций определяет техническую и экономическую способность страны стать полноценной космической страной.  

2.7 Космические страны
 Под действием трёх основных факторов перечисленных во введении сформировались два типа «космических стран» – т.н. «полноценные» и т.н. «формальные».
 «Полноценные» занимаются космической деятельностью под действием третьего фактора – экономической целесообразности и охватывают весь комплекс космической деятельности: геостационарную связь, навигацию, ДЗЗ, науку, военное применение, пилотируемую космонавтику. Они имеют космодромы обеспечивающие запуск на ГПО и ССО. Эти страны – Россия, США, Франция (вместе с объединённой Европой), Китай, Япония и Индия. Эти страны вступили в космическую деятельность по политическим соображениям в результате противостояния друг другу, однако, в дальнейшем их космическая деятельность стала развиваться под влиянием экономической целесообразности.  Состав этих стран сформировался 20 лет назад, с тех пор не менялся и не имеет тенденции к расширению.
 Более того, такая страна как Англия, начав космическую деятельность по политическим соображениям, в дальнейшем отказалась от неё из-за экономической нецелесообразности.
  «Формальные» космические страны относятся к таковым только по факту наличия космических запусков и не занимаются не только всем комплексом космической деятельности, но даже основными её видами. Их участие в космической деятельности вызвано политической волей и техническими возможностями, а не экономической целесообразностью. Возглавляет этот список Израиль, в него входят Иран и обе Кореи. Расширение этого списка происходит в настоящее время, и возможно будет продолжаться за счёт стран желающих показать свой статус региональных лидеров: «Азиатских тигров», Бразилии и других.

2.8 Выводы
Анализом 50-летней истории практической космонавтики выявлены основные факторы определяющие её развитие.

[Старый]

3. Прогноз.
 Нет никаких оснований полагать, что три основных фактора определяющие космическую деятельность в будущем изменятся.

3.1. Решение о начале космической деятельности.
 Как и прежде решение о вступлении в космическую деятельность будет приниматься из политических либо экономических соображений.
  Таким образом, можно предполагать вступление в космическую деятельность стран претендующих на статус регионального экономического лидера, в первую очередь Индонезии и Бразилии. Однако можно предположить, что в наш век глобализации политический статус уже не столь важен, чтобы оправдать большие финансовые потери на ведение собственной космической программы.
  Более вероятным представляется начало космической деятельности стран находящихся в состоянии конфронтации, например Тайваня (конфронтация с Китаем), Пакистана (с Индией) и др.
 Можно предположить, что вступление в космическую деятельность региональных лидеров приведёт к новому витку конфронтации уже «на третьем уровне», и вслед за Индонезией и Бразилией, только из желания не отстать от них, займутся космической деятельностью Аргентина и «Азиатские тигры».
  Будут продолжаться попытки частных лиц заняться космической деятельностью путём создания новых фирм производящих средства выведения. Можно прогнозировать, что они окажутся состоятельными только при мощной государственной поддержке.  
  Таким образом, будет продолжаться идущее все 50 лет космической эры расширение круга участников космической деятельности, и это будет происходить так же как и до сих пор.

3.2 Выбор места
 Выбор мест под космодромы «полноценными» космическими странами завершён и в следующие 50 лет меняться не будет.  Вмешаться в него могут только политические события, такие как конфликт Казахстана с Россией или Гвианы с Францией.
  Для новых участников космической деятельности вывод на ГСО не принципиален, но и они по возможности будут выбирать места старта как можно ближе к экватору со свободным восточным направлением.

3.3 Выбор средств выведения
На всю обозримую перспективу (50 лет и более) единственным средством выведения на околоземную орбиту останутся одноразовые вертикально стартующие с суши ракеты с химическими ракетными двигателями. Использование платформы СиЛонч возможно только до тех пор, пока удастся играть на «вилке цен» между ценами бывш. СССР и мировыми ценами.
 Значительный рост грузопотока на орбиту требующий увеличения частоты запусков крайне маловероятен. В случае если он все-таки произойдёт, то возможно развитие многоразовых средств выведения с вертикальным ракетным стартом и горизонтальной «самолётной» посадкой.   Но в следующие 50 лет это маловероятно.
 Появление других средств выведения крайне маловероятно, причём не из-за технической нереализуемости, а исключительно из-за экономической нецелесообразности. Изменить ситуацию могут только маловероятные, непредсказуемые ныне научные открытия позволяющие применить иные, неизвестные ныне физические принципы.  
 
3.4 Наземная инфраструктура.
Наземная инфраструктура космодромов будет оставаться такой же, какова она сейчас: компактные наземные стартовые/технические комплексы обеспечивающие минимум работ на космодроме. Применение подвижных стартовых комплексов (воздушных, плавучих) крайне маловероятно, для вновь разрабатываемых специализированных космических РН среднего и тяжёлого класса оно вообще исключено. Применение подвижных СК возможно только для лёгких РН разработанных на базе мобильных боевых ракет.

[Старый]

3.5 Пилотируемые программы
Развитие пилотируемых программ экономически и научно нецелесообразно, определяется и будет определяться политическими причинами, а потому наиболее трудно поддаётся прогнозу. Можно спрогнозировать, что МКС не закроют в 2020 году, а будут тянуть и дальше до предела технической возможности. Что будет после МКС совершенно неясно.
 Можно лишь с некоторой долей вероятности предполагать что «полноценные» космические страны продолжат пилотируемые программы и после МКС.
 Вернутся ли США на Луну или сосредоточатся на орбитальном туризме?  Россия скорее всего будет содержать небольшую собственную орбитальную станцию. Китай будет продолжать пилотируемую программу проходя этапы которые прошёл до него СССР.  Индия скорее всего будет развивать собственную пилотируемую программу из желания не отстать от Китая.
 Что будет с пилотируемыми программами Европы и Японии совершенно неясно. Присоединятся ли они к пилотируемой программе США? Будут ли развивать собственные? Вообще уйдут из пилотируемого космоса? Предсказать невозможно.
  Зато можно с большой долей уверенности спрогнозировать развитие орбитального туризма. Не исключено что на него полностью переключатся космические корпорации США ныне занятые в программе МКС. Можно предположить, что уже сейчас шестиместные пилотируемые корабли разрабатываются исходя из нужд орбитального туризма.
  В любом случае пилотируемые программы будут осуществляться с уже существующих (ныне проектируемых) космодромов с использованием уже существующей инфраструктуры.

3.6 Экономика
Изложенные в п.2.6 факторы сохранят своё действие, поэтому экономически оправданной космической деятельностью будут заниматься только крупные страны или частные корпорации, практически из тех же стран что и сейчас.

3.7 Статус «полноценных» космических стран сохранят те же страны что и сейчас.  

3.8 Выводы
 В следующие 50-90 лет космическая деятельность будет такой же, как и сейчас. Качественных скачков не будет, будет лишь плавное изменение количественных и качественных характеристик.
 Наибольшие изменения ожидаются в сфере пилотируемых полётов и спутниковой связи. Пилотируемые полёты по правительственным программам могут свернуться и быть заменены орбитальным туризмом. Спутниковая связь может свернуться, не выдержав конкуренции с наземными линиями.
 Остальные отрасли космонавтики (межпланетная, научная, прикладная, военная) будут плавно развиваться вместе с общим развитием науки и техники.

 В развитии средств выведения и космодромов изменений практически не произойдёт. Никакой «экзотики» не будет.
 Возможно изменение самого понятия «космодром», которое будет относиться только к специализированным космодромам «полноценных» космических стран, а для мест запуска лёгких РН других стран будет применяться понятие «место запуска».

[Старый]

Какие будут мнения, изменения, дополнения?

[LRV_75]

С оценкой текущего состояния космонавтики и ее перспектив согласен. Замечу, не было ни слова сказано про Восточный, т.е. как я понял подразумевается, что его не будет. И я с этим тоже согласен. Отечественная космонавтика деградирует. Она способна только с горем пополам поддерживать имеющуюся инфраструктуру. Т.е. нет разработки, а только сопровождение, да и с этим думаю в ближайшем будущем будут проблемы

[Старый]

Замечу, не было ни слова сказано про Восточный, т.е. как я понял подразумевается, что его не будет.

Подразумевается что он есть как проектируемый в настоящее время. Его строительство если бы оно состоялось полностью вписывается в данный анализ.
 Вот Ангара в Плесецке противоречит всему и вся, что и означает деградацию отечественной космонавтики.

[zyxman]

Вот Ангара в Плесецке противоречит всему и вся, что и означает деградацию отечественной космонавтики.

Почему противоречит?
Она как раз идеально подходит под принцип "а вам, дуракам, понимать не нужно"
Кроме того, она великолепно показывает, что воля в стране есть, и что даже очень долгосрочный проект может быть :lol:

[Дмитрий В.]

Какие будут мнения, изменения, дополнения?

В качестве "пессимистичного" варианта прогноза - вполне.

[Старый]

Оптимисты, блин...
 Это реалистический прогноз.

[Дмитрий В.]

Оптимисты, блин...
 Это реалистический прогноз.

Он, зачастую, совпадает с пессимистичным.

[Старый]

Он, зачастую, совпадает с пессимистичным.

И вот так всегда... А потом виноват Старый...
 

[Motor]

Можно еще добавить развитие суб-орбитальных полетов. Сейчас имей ты хоть сколько денег, из одной половины планеты в другую надо лететь минимум 12-14 часов, а то и сутки, можно выбрать разве что насколько комфортно будет лететь. И стоит это, например $10K (первым классом). Если даже сделать суб-орбитальный полет в $100K - всяким корпоративным "пиджакам" это существенно облегчит жизнь (из Штатов в Астралию или Азию минут за 40), чем они не преминут воспользоваться. Ясно, что трафик тут будет невеликий, но, скорее всего, больше, чем на космическом туризме.

И это если сравнивать с обычным первым классом в самолетах. А если брать какие-нить бизнес-джеты, то там цены будут примерно того же порядка, мне думается.  Я правда, не совсем в теме и точных расчетов не делал, но вот гольфстрим G650 летает макс на 12 т.км (то есть далеко летать надо будет с промежуточной посадкой), стоит $30 миллионов, плюс обслуга и керосин (не знаю, что там еще входит у олигархов)

В общем, если кто-то придумает как быстро летать из одного конца планеты в другой - тот создаст здоровенный рынок (в будущем). Мой прогноз, так сказать

[Старый]

Можно еще добавить развитие суб-орбитальных полетов.

Нет. В таком виде как сейчас они полностью относятся к области авиации и к космонавтике никаким боком. Поэтому я их даже не упомянул.

Если даже сделать суб-орбитальный полет в $100K - всяким корпоративным "пиджакам" это существенно облегчит жизнь (из Штатов в Астралию или Азию минут за 40), чем они не преминут воспользоваться.

Можно спрогнозировать что развитие телекоммуникаций сделает ненужным личное присутствие в других местах в деловых целях. Так что перемещаться по планете надо будет или для постоянного (длительного) жительства (работы) или для отдыха/туризма. А тут скорость не критична и дальность тоже.

В общем, если кто-то придумает как быстро летать из одного конца планеты в другой - тот создаст здоровенный рынок (в будущем). Мой прогноз, так сказать

Мой прогноз - в ближайшие 50 лет никаких шансов. Не будет даже обычного сверхзвука.

[hlynin]

Мой прогноз - в ближайшие 50 лет никаких шансов. Не будет даже обычного сверхзвука.

Увы, я согласен. Надежность, пунктуальность, комфорт - это да. Скорость в пределах планеты - не выше сверхзвука. Не актуальна.

[Старый]

Увы, я согласен. Надежность, пунктуальность, комфорт - это да. Скорость в пределах планеты - не выше сверхзвука. Не актуальна.

Банальная стоимость/эфективность. На сверхзвуке дорого а время сокращается ненамного. И чем больше скорость тем меньше выигрыш во времени.

[Petrovich]

Увы, я согласен. Надежность, пунктуальность, комфорт - это да. Скорость в пределах планеты - не выше сверхзвука. Не актуальна.

Банальная стоимость/эфективность. На сверхзвуке дорого а время сокращается ненамного. И чем больше скорость тем меньше выигрыш во времени.

Согласен :wink:  Девять часов перелета от Стокгольма до Чикаго
со всем современным сервисом (перед мордой экран, где можно
выбрать выше десятка фильмов, или игр, или стилей музыки, или
карту перелета, или камера по курсу и наоборот, к тому ж бесплатное
пиво или вино). Про виды из иллюминатора и не говорю.
Я так и сутки бы летел :lol:
Единственный минус - Интернета нет :cry:

[pkl]

Согласен :wink:  Девять часов перелета от Стокгольма до Чикаго
со всем современным сервисом (перед мордой экран, где можно
выбрать выше десятка фильмов, или игр, или стилей музыки, или
карту перелета, или камера по курсу и наоборот, к тому ж бесплатное
пиво или вино). Про виды из иллюминатора и не говорю.
Я так и сутки бы летел :lol:
Единственный минус - Интернета нет :cry:

Поэтому спутникам связи ничего не угрожает.

[hlynin]

И всё же пассажирские суборбитальники (в ограниченном числе и только на 15-20 тыс. км) будут! Сжечь весь запас топлива при умеренных перегрузках в течении минут - и дальше лететь по инерции - чем плохо?
Не надо облетать недружественные страны, заправляться, платить за транзит, учитывать погоду и кормить пассажиров

[us2-star]

И всё же пассажирские суборбитальники (в ограниченном числе и только на 15-20 тыс. км) будут! Сжечь весь запас топлива при умеренных перегрузках в течении минут - и дальше лететь по инерции - чем плохо?
Не надо облетать недружественные страны, заправляться, платить за транзит, учитывать погоду и кормить пассажиров

Вот! я всё думал-формулировал, а человек написал!
и "от Стокгольма до Чикаго" за 2 часа.. всё же здорово..  
ну, или туннель по хорде..  

[pkl]

Какие будут мнения, изменения, дополнения?

У меня одно:
Все современные виды космической деятельности: связь, навигация, ДЗЗ можно свести к одному - добыча, передача и, в какой-то степени, обработка информации. Современные информационные системы отличаются компактностью, относительно малой энергоёмкостью и способностью функционировать десятилетиями. Отсюда - редкие запуски. И фактический застой в области космической деятельности - новые технологии космонавтикой просто не востребованы. Причём особого прогресса и не просматривается. У меня одна надежда, и связана она с исчерпанием возможностей миниатюризации. Результатом этого является непрерывный рост массы геостационарных ИСЗ. Это, вкупе с общей тенденцией на освоение высоких орбит /и активизации изучения планет-гигантов/ даёт надежду на некоторое повышение в перспективе грузопотока и энергопотребления полезных нагрузок. Что может вызвать /но не обязательно вызовет/ в перспективе и серийное производство тяжёлых носителей /хотя бы пресловутых "сорокатонников"/ и использование ядерной энергии. А подобный сценарий уже кардинально меняет доступность Луны и Марса для пилотируемых полётов. Мне могут возразить, что тут слишком много "если". Согласен. Но я пока особых противоречий в таком сценарии не вижу.

Настоящим прорывом было бы открытие новых видов деятельности. Связанным с использованием не информации, а энергии и вещества в космосе. Это и СКЭС, и гелий-3, и вынос вредных производств. И т.д., и т.п. Но... я скорее хочу такого сценария, нежели верю в возможность его реализации. Прогнозисты прошлого явно сделали ошибку, оценивая наличие имеющихся ресурсов на Земле, наши способности их извлекать и наши потребности в них. Вот пример - как то в одной передаче прозвучала такая информация: 70% всей используемой стали в США - переплавленный металлолом. Понимаете? Вот откуда кризис сталелитейной и угольной промышленности. Магнитка не нужна. То же самое и с энергией. Аналогично и с энергией. Когда в 60-е и даже 70-е гг. обосновывали освоение космоса, подразумевалась физическая нехватка сырья, энергии. А теперь выясняется, что так много сырья нам не надо. А если учесть спад населения в Северной Америке, Европе, странах бывшего СССР, Китае... а ещё нас ждёт грандиозное вымирание в Африке /там в некоторых странах до 60% населения является носиетелями ВИЧ/.... наша цивилизация, видимо, где-то на рубеже 80-90-х выбрала путь средневековых Китая и Японии, замыкаясь в раковине своей самодостаточности. Вот что, боюсь, нас ждёт.

Итак: летать, видимо, будем. Может, здесь присутствующие даже доживут до высадки на Марсе. Лунные и марсианские базы - будут. Но их функции сведутся к тем, что выполняют станции в Антарктиде.