Preloader
Назад

Космосмонавтика — прибыльный бизнес

Дальше

Земля — колыбель человечества, но нельзя вечно оставаться в колыбели (Циолковский)

Основать частный космический стартап и запустить несколько спутников на орбитуЗемли –этоуже реальность, причем за те же деньги, что и разработать качественное мобильное приложение. По мнению большинства экспертов в сфере частной космонавтики, освоение околоземного космоса становится прибыльным бизнесом и привлекает все больше частных инвестиций. Не говоря уже о том, что на Земле нас окружают товары, услуги и технологии, изобретенные специально для космоса и приносящие сегодня колоссальную прибыль.

Так какие же перспективные направления частной космонавтики? И когда можно будет отправиться на Луну или на Марс с экскурсией?

Изобретения, которые стали возможными благодаря освоению космоса, используются в нашей повседневной жизни, принося много пользы: навигационные системы, прогнозы погоды, телевидение, телекоммуникации много другое. Сколько жизней летчиков, моряков и обычных путешественников было спасено благодаря этим технологиям. Сейчас спутниковые телефоны уже не такие популярные, но они до сих пор остаются востребованными в своей нише. Разведывательные спутники необходимы для государственной безопасности. И это лишь малая часть всех технологий, которые не были бы возможны без освоения космоса. За последние полвека благодаря космической отрасли было запатентовано более 50 тыс. различных изобретений. Так как же все начиналось?

Эпоха астрономических открытий и зарождения военных ракет

Идея космических путешествий возникла после окончательного обоснования польским астрономом Николой Коперником гелиоцентрической системы мира, открытой еще в начале III века до н. э. древнегреческим астрономом, математиком и философом Аристархом Самосским. Греческий философ Клеанф даже призвал привлечь Аристарха к суду за то, что он двигает с места Землю.

Исходя из того, что планеты — это объекты, подобные Земле, ученые того времени стали допускать, что человек в принципе мог бы посетить их.

Первым опубликованным описанием пребывания человека на Луне стала фантастическая повесть немецкого математика, астронома и первооткрывателя законов движения планет Солнечной системы Кеплера «Somnium», написанная в 1609 г, ноопубликованная только в 1634 после смерти ученого его сыном.

Теперь предстояло построить летательный аппарат, который бы доставил человека на спутник Земли. История его изобретенияначинается с конструирования ракет в военных целях.

Первое задокументированное использование такой «военной» ракеты описано во время битвыприКай-Кен между китайцами и монголами в 1232 году. Китайцы смогли отбить монголов с помощью примитивной ракеты на твердом топливе. Пустая трубка была закрыта с одного конца, заполненного порохом,  и прикреплена к длинной палке. Зажигание пороха приводило к увеличению давления внутри пустой трубки, и горячему газу и дыму приходилось выходить через открытый конец. По закону сохранения импульса, это создает тягу для движения  ракеты в направлении закрытого конца трубки, с длинным стержнем в качестве примитивной системы управления, что очень напоминает современные ракеты для фейерверков.

По китайской легенде во времена династии Мин 16 века местный чиновник Ван Ху построил стул, к которому были прикреплены 47 пороховых бамбуковых ракет, а в некоторых версиях легенды – еще и крылья из воздушного змея. Все 47 бамбуковых ракет одновременно зажгли, и запустили стул.После этого Ван Ху никто больше не видел. По легенде он достиг космоса, и даже долетел до Луны. Но вероятнее всего китайский чиновник пережил первую в истории аварию на пусковой платформе.

По одной из версий, ракеты завезли в Европу в ходе монгольских завоеваний 13-го века. В то время англичанин Роджер Бэкон, преподаватель Оксфордского университета, изобрёл более мощный порох, который увеличил дальность ракет. К Возрождению использование ракет в качестве оружия вышло из моды, и на замену пришли эксперименты с фейерверками. В конце 16-го столетия немецкий испытатель Иоган Шмидлап экспериментировал со ступенчатыми ракетами, принцип которых лежит в основе всех современных ракет. Примерно в то же время польско-литовский командир польской армии Казимир Семёнович опубликовал рукопись, которая включала дизайн многоступенчатых ракет и стабилизаторов дельта-крыл вместо длинных стержней, которые выступали в роли стабилизаторов.

От первых экспериментальных ракет до полета на Луну

Теоретические основы космонавтики были заложены в работе Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии», опубликованной в 1687 году. Существенный вклад в теорию расчёта движения тел в космическом пространстве внесли также швейцарский и французский математики XVIII века Эйлер и Лагранж.

Романы Жюля Верна «С Земли на Луну» (1865) и «Вокруг Луны» (1869) правдоподобно описывают полёт Земля—Луна с точки зрения небесной механики, но техническая реализация еще слабовата.

В конце XIX — вначале XX века «пионерами космонавтики» было теоретически обосновано использование ракет как основного средства для космических полётов.

Задолго до Циолковского, в 1881 году,изобретатель-самоучка и русский революционер Николай Кибальчич, находясь в заключении за покушение на Александра II, выдвинул идею ракетного летательного аппарата с качающейся камерой сгорания, способного совершать космические перелёты.

Но его просьба о передаче рукописи в Академию наук следственной комиссией удовлетворена не была, а проект был впервые опубликован лишь в 1918 году. Поэтому основателем теории космонавтики и создания ракет для полета в космос считается Константин Циолковский.

В 1920-х — 1930-х годах создаются первые экспериментальные ракеты на жидком топливе. Американский учёный Роберт Г. Годдард, известный как отец современного ракетостроения, разработал первую успешную жидкотопливную ракету, которая использовала бензин в качестве горючего и жидкий кислород в качестве окислителя. Ракета Годдарда была опробована 16 марта 1926 года:  горела 2,5 секунды и поднялась на высоту в 12,5 метров. Как и первый полёт братьев Райт на 36,5 метров в 1903 году, это не кажется таким впечатляющим по современным стандартам, но достижение Годдарда дало толчок зарождению ракетостроения. Ученый продолжал работать над увеличением дальности полета ракет и их усовершенствованием: добавил гиростабилизирующую конструкцию для управления полётом и ввёл парашютную систему спасения.

В это же время в Германии под влиянием идей ученого Германа Оберта о ракетных путешествиях, опубликованных в его книге «Ракета для межпланетного пространства», был основан ряд ракетных клубов и исследовательских институтов. Немецкий производитель велосипедов и машин Opel (теперь в составе General Motors) начал разработку реактивных машин, и в 1928 году Фритц фон Опель  вывел Opel-RAK.1 на гоночный трек. В 1929 году разработки расширили до самолёта Opel-Sander RAK1, который разбился во Франкфурте во время первого полёта. В Ленинграде газодинамическая лаборатория под руководством Глушко построила больше 100 разных вариантов ракетных двигателей, экспериментируя с разными техниками впрыскивания топлива.

Большим прорывом в создании космических кораблей стало создание ракеты Фау-2, разработанной немецким конструктором Вернером фон Брауном и взятой на вооружение вермахта во Второй мировой войне в 1942 году. Фау-2 с дальностью в 300 км включала в себя большинство технологий, которые используются в современных ракетах, например, турбонасосные агрегаты и системы управления. Она была намного больше предшественников и имела систему наведения.

С падением Третьего рейха в апреле 1945-го многие из этих технологий попали в руки СССР и США, ракетные программы которых не были такими продвинутыми, и началась настоящая гонка, чтобы захватить как можно больше немецких разработок. Более того, самые талантливые немецкие ракетостроители эмигрировали в Соединённые штаты, в основном потому, чтобы избежать ответственности за пособничество нацистам. В результате Фау-2 выросла в американскую ракету Redstone, которая использовалась в программе Меркьюри.

А в СССР немецкие разработки были усовершенствованыучёным и конструктором ракетно-космической техники Сергеем Королевым, который чудом спасся из советских лагерей.

Под его руководством была создана ракета «Спутник», которая 4 октября 1957г. вывела на околоземную орбиту первый в мире искусственный спутник Земли «ПС-1».

Кульминация космической гонки США и СССР известна всем: первый в мире полет человека в космическое пространство осуществил 12 апреля 1961 года майор советских ВВС Юрий Гагарин,а 21 июля 1969г. в рамках полета «Аполлон-11» американцы высадились на Луну.

Первым человеком, ступившим на лунную поверхность был Нил Армстронг со словами: «Это маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».

Примеры экономической пользы космонавтики

Во время эпохи начала освоения космоса эта сфера была прерогативой исключительно государства и огромных корпораций, таких, например, как Boeing. Но теперь существуют относительно небольшие частные компании, которые проектируют и запускают многоразовые ракеты, совершающие автоматическую посадку на баржи в океане, предоставляют глобальный безлимитный доступ в интернет на основе группировок из тысяч спутников и осуществляют мониторинг земной поверхности каждый день с близкой к real-time частотой.

Существует множество примеров, доказывающих, что инвестиции в космические технологии и исследования приносят колоссальную прибыль, если находят применение в экономике.

Солнечная энергетика

Солнечные батареи, которые изначально разрабатывались для космических аппаратов, привели в итоге к появлению солнечной энергетики, которая способна так же изменить энергетический рынок, как это сделала в свое время сланцевая революция. В ряде регионов мира коммунальные сети с солнечной энергией успешно конкурируют с природным газом.

Сотовая связь

Орбитальный телескоп «Хаббл» – автоматическая обсерватория на орбите Земли – создавался исключительно для научных исследований. Но гигантский объем собранной информации о звездах и галактиках (50 терабайт), которую нужно было переправить на Землю, потребовал создания технологий дистанционной передачи данных. И хотя общие затраты на проект орбитального телескопа составили порядка 6 млрд. дол., разработанные для этой программы технологии трансляции данных нашли применение в сотовой связи и многократно окупили расходы на создание «Хаббла». Сотовая связь начала массово развиваться с конца 1970-х гг., но именно на середину 1990-х (начало работы «Хаббла» на орбите) пришелся стремительный рост индустрии мобильных телекоммуникаций.

Орбитальный телескоп также стал одним из стимулов создания цифровой съемки. Наиболее активно разработки цифровых оптических систем велись для создания электронных телескопов, необходимых для исследования космоса, и космических фотокамер для создания снимков Земли, а также различных космических объектов. Сегодняшние цифровые фотоаппараты, видеокамеры, цифровое телевидение и цифровые микроскопы, получившие широкое применение в медицине, — прямые потомки космических фототехнологий.

Многофункциональное использование спутников

Спутниковые системы изначально разрабатывались исключительно для военных целей. В 1947 году офицер британских ВВС Артур Кларк впервые высказал идею размещения на орбите планеты спутников, которые могли бы ретранслировать радио- и телевизионный сигнал, а также осуществлять наблюдения за погодой.

Позже Кларк, который стал одним из классиков фантастической литературы, пожалел о том, что он не запатентовал свою идею.

Поначалу основным предназначение спутников был шпионаж за наземными войсками противника. СССР и США в свое время нашпиговали орбиту этими маленькими наблюдателями до такой степени, что они порой даже сталкивались друг с другом.

По мере того, как угасала холодная война, а себестоимость запуска в космос снижалась, на орбите стали все чаще появляться коммерческие спутники. Теперь они используются в метеорологии, для трансляции телевизионного сигнала, геологической разведки, интернета и спутниковой навигации. Каждый день миллионы автомобилистов пользуются космическими разработками. При этом даже такая мелочь, как ориентация экрана на смартфоне (когда вы переворачиваете его, положение экрана меняется), — тоже результат развития космических технологий, связанных с ракетами и спутниками.

Медицина

Космические технологии способствовали развитию новых технологий в медицине: магнитно-резонансные и компьютерные томографы, аппаратура для гемодиализа и кардиоангиографии, дефибрилляторы, роботы-хирурги.

Одна из главных угроз для космонавтов на орбитальных станциях — поломка основной системы жизнеобеспечения, которая может привести к недостатку кислорода или переизбытку углекислого газа. Для нештатных ситуаций разработали концентратор кислорода, который сегодня также используется в медицине.

Датчики контроля вредных примесей в воздухе, системы фильтров для очистки воды, для контроля качества продуктов питания – это тоже космические технологии, служащие охране здоровья и защите окружающей среды на Земле.

Косметология

Главной особенностью люксовой косметики бренда 111SKIN является то, что в основе всех выпускаемых продуктов лежат космические разработки и длительные клинические исследования. Бренд основан профессиональным британским пластически хирургом с Харли-стрит доктором Яннисом Александридесом. Сотрудничество с учеными при разработке средств защиты космонавтов от ультрафиолета и других вредных воздействий, вдохновило хирурга на идею создать подобный научно-обоснованный продукт для всех, кто стремиться сохранить кожу молодой и здоровой.

Астрофизик Рикардо Джакони – пример того, как человек может стать миллионером, занимаясь делом, которое по определению не должно приносить доход. Он разрабатывал сверхчувствительные приемники рентгеновского излучения, чтобы изучать слабые волны, которые приходят к нам из космоса. Теперь эти разработки применяются в аэропортах – аппаратами просвечивают багаж.

Даже молния для одежды, запатентованная еще в 1914 году американцем Гидеоном Сундебеком,  стала по-настоящему востребована лишь после того, как эта технология была опробована в космосе.То же самое можно сказать и о «липучках», запатентованных швейцарским инженером Жоржем де Местрелем в 1948 году, которые очень пригодились космонавтам.

Эти и многие другие технологии являются продуктом космоса. Все они были либо специально созданы в ходе развития космических программ, либо получили широкое распространение именно после того, как их довели до ума ученые в сфере космонавтики.

Рынок космических стартапов

Сегодняшняя практика показывает, что космические технологии – это инновационный бизнес, который могут успешно развивать не только государства, движимые амбициями или военно-политическими целями, но и частные компании, например, SpaceX и Tesla Motors Илона Маска, Virgin Galactic Ричарда Брэнсона, Blue Origin, основателем которой является создатель Amazon Джефф Безос. Частная исследовательская компания NanoRacks имеет собственные отсеки на МКС, компания Nova Wurks – известный разработчик малых спутников для бизнеса, а частная компания навигационных технологий Odyssey Space Research – прекрасный пример малого бизнеса, выигрывающего контракты у крупных корпораций.

По данным Statista, история частных компаний, организующих полеты в космос, началась в 1980-х с развитием французского проекта Arianespace. Стартапы, так или иначе связанные с космосом, предлагают разные решения и технологии — от разработки телескопов до помощи в создании и запуске искусственных спутников.

Но одним из основных заказчиков для частной космонавтики по-прежнему остается  государство.  Например, в  США NASA и ВВС активно вкладывают деньги в различные венчурные проекты и используют частный космос в своих целях, например, для вывода на орбиту спутников различного назначения. Кроме того, NASA предоставляет частным компаниям свою испытательную базу, делится некоторыми технологиями. ВВС, в свою очередь, может за небольшую плату предоставлять в аренду свои стартовые площадки. И такой подход оправдывает себя, поскольку стартапы, развиваясь при поддержке государства, начинают привлекать крупные частные инвестиции, что, в конечном итоге, приводит к экономии государственных средств.

При этом Европа и другие космические страны заметно отстают от США на этом сегменте рынка. Один из успешных примеров — основанная в Британии в 2015 году компания Open Cosmos, которая занимается созданием и запуском более доступных спутников. Их вес колеблется от 4 до 30 кг. Спутники могут использовать частные лица или компании для съемки и сбора информации. Например, чтобы отслеживать расход природных ресурсов, помогать в развитии agritech или в борьбе с загрязнением водоемов. Согласно Crunchbase, стартап привлек более 7 млн. дол. инвестиций.

Как сообщает Space News, более сотни стартапов занимаются космическими снимками Земли и изготовлением ракет. При этом компании не слишком отличаются друг от друга. Венчурные капиталисты, несмотря на перенасыщенность рынка, уверены, что один из таких стартапов выстрелит, поэтому продолжают их финансировать.

Объем мирового рынка космических услуг сейчас составляет, по разным оценкам, 300-400 млрд. дол. в год и ежегодно растет примерно на 5%, причем собственно затраты на запуски ракет и спутников составляют около 40 млрд. дол., то есть на порядок меньше.

К 2030 г. с появлением новых типов ракетоносителей и внедрением новых технологий рост рынка космических продуктов и услуг может ускориться, а его объем – увеличиться примерно до $1,5 трлн.

Разве может бизнес игнорировать такие перспективы? Поэтому в последние годы в мире наблюдается приток частных инвестиций в развитие космических технологий и освоение космоса.

Космический туризм

Полёты людей в космос относятся к самому интригующему направлению космического бизнеса. На данный момент рынок только зарождается, и единственным заказчиком в этой сфере является космическое агентство США.

Пока орбитальные полеты слишком дороги, а более-менее длительное пребывание в невесомости требует специальной подготовки и не каждому человеку доступно в силу его состояния здоровья, компании рассматривают вид суборбитального туризма.

Это термин означает, что корабль с туристами не выходит на орбиту Земли, а только поднимается вверх по параболической траектории и возвращается на Землю. При этом граница космоса (100 километров от Земли), может пересекаться, а может и не пересекаться. Суборбитальные полеты – не космонавтика в классическом понимании этого слова, но нечто близкое к этому. Участник такого полета сможет на несколько минут ощутить невесомость и насладиться удивительными видами Земли.

Стоимость одного билета  на такой полет может составить в будущем от 75 до 250 тысяч долларов. Но пока это только проекты, которыми занимаются американские компании World View, Virgin Galactic, Blue Origin и российская компания «Космокурс».

Но начало космического туризма уже положено. Первым был 9-тидневный полёт американского бизнесмена итальянского происхождения Денниса Тито на борту российского корабля Союз 28 апреля 2001. Вторым космическим туристом был бизнесмен из ЮАР Марк Шаттлворт, полетевший на МКС 25 апреля 2002. За полёты оба заплатили Федеральному космическому агентству России по 20 миллионов долларов. 18 сентября 2006 стартовала первая космическая туристка, американка иранского происхождения Ануше Ансари, которая приземлилась 29 сентября. 12 октября—24 октября 2008 состоялся полёт американского миллионера, разработчика компьютерных игр Ричарда Гэрриота — второго космонавта в семье, так как его отец, астронавт Оуэн Гэрриот, ранее побывал в космосе.Гэрриот — первый космический турист, который выполнил научные эксперименты по заказам коммерческих организаций, в частности, по выращиванию белковых кристаллов. За полёт Гэрриот заплатил 30 млн. долларов, что, по его словам, является большей частью его состояния.

Промышленное освоение космических ресурсов и связанные с этим риски

Малые тела Солнечной системы – в первую очередь очень многочисленные астероиды – по мере развития космической техники становятся все более привлекательными как источники сырьевых ресурсов.

Астероиды могут стать очень серьезным конкурентом рудной промышленности. Сегодня мировое годовое производство железа оценивается в миллиард тонн. Такое же количество железа может содержаться в одном астероиде диаметром около 300 метров. В Солнечной системе число астероидов такого размера оценивается в 7500, поэтому просторы космоса многим представляются современным нетронутым Клондайком. Кроме того, астероиды могут содержать большое количество редкоземельных элементов, в которых остро нуждается современная промышленность, и даже драгоценные металлы, которые сами по себе имеют высокую коммерческую стоимость.

Тем не менее, пока нет никакой уверенности в экономической целесообразности использования астероидов как сырьевых источников в открытом космосе.

Предполагаемая добыча минеральных ресурсов на Луне для нужд лунной промышленности будет эффективнее, чем их доставка на Луну с Земли, а вот польза от поставки из космоса сырья для земной промышленности – тоже вопрос спорный.

Для реализации подобных планов требуется длительное присутствие человека в космосе, и относительно недорогой доступ в космос. Большинство из этих проектов потребует также технологических и конструкторских разработок в таких областях, как робототехника, солнечная энергетика и системы жизнеобеспечения.

К промышленному освоению космоса еще никто не приступил, но уже сегодня начался поток провокаций, которые в будущем могут стать причиной серьезных конфликтов. Отсутствие законодательных основ, определяющих порядок освоения космического пространства и ответственность за его нарушение, допускает весьма вольную трактовку принципа, провозглашающего космос «достоянием всего человечества».

В октябре 2017 г. Люксембург принял закон по легализации промышленной добычи полезных ископаемых в космосе частными компаниями, и стал первым европейским государством (США приняли аналогичный закон в 2015 году), которое обеспечило правовую защиту деятельности частных компаний в этой сфере.

Возможно ли удешевить космические полёты

Большую часть стоимости запуска составляет производство ракеты, поэтому терять ступени ракеты после запуска очень не экономично. Представьте, что после каждого полёта из Нью-Йорка в Лондон приходится выбрасывать целый Boeing 747 или Airbus A380. При таком раскладе цены на билеты были бы совсем другими.

Но расходы на производство и пуски ракет можно снизить путем применения многоразовых ракет-носителей. Частично многоразовой космической ракетой является Falcon 9 компании SpaceX. Её первую ступень предполагается использовать не менее десяти раз.Над экономичностью космических полётовтакже работают британская аэрокосмическая компания Reaction Engines, Blue Origin, Rocket Lab и Sierra Nevada Corporation.

Без преувеличения можно сказать, что сейчас космонавтика находится ещё на стадии её зарождения. Даже сложно представить, сколько значимых и интересных достижений ждет людей впереди: освоение Луны и Марса, основание космических колоний, полет за пределы Солнечной системы и многое другое.

Оценить реальные перспективы всех этих идей сложно, ведь они опираются на пока не реализовавшийся прогноз о снижении цен на услуги запуска. Эти рискованные инвестиции могут не окупиться, но могут также принести огромную прибыль. Но возможно, в недалеком будущем появятся изобретатели, подобные Генри Форду в автомобилестроении или Хуану Триппу в авиации, которые сделают космические полеты массовыми…