Заметки на полях лунных планов
16 апреля 2021 г. на ресурсе Kosmolenta.ru был опубликован подробный разбор решения NASA о выдаче единственного контракта на создание лунной посадочной системы компании SpaceX. Обсуждение этого материала в Facebook (https://www.facebook.com/dmitry.payson/posts/3473077749465033) привело к очень интересной, на наш взгляд, дискуссии о роли государства и частного сектора в деле освоения космоса (каковая дискуссия, как водится, отчасти имеет характер разговора о королях и капусте, но тем не менее). С разрешения участников дискуссии собрали ее в единый файл с минимальным редактированием связности и порядка изложения. Кажется, будет интересно.
Участвуют (в порядке появления):
Kosmolenta.ru
Павел Шубин — математик, специалист по межпланетным станциям и научным аппаратам, историк космонавтики, автор ряда книг по истории программ исследования и освоения космоса
Дмитрий Пайсон — д.э.н., к.т.н., доцент МГУ, действительный член Международной академии астронавтики
Михаил Шеховцов — директор по инвестициям в области космических технологий, электроники и цифровых устройств
Владислав Клочков — д.э.н., к.т.н., заместитель генерального директора по стратегическому развитию НИЦ Институт имени Н.Е. Жуковского
Kosmolenta.Ru: Что означает выбор SpaceX в качестве разработчика лунной посадочной системы?
В апреле 2019 года я написал (https://kosmolenta.com/index.php/1398-2019-04-23-dummy) про две реальности космонавтики. В одной космические агентства тратят десятки миллиардов долларов, чтобы создать классические средства выведения и корабли: неэффективные, но понятные и надежные. В другой реальности SpaceX анонсирует проекты, которые являются либо, как минимум, воспринимаются реалистичными — и это не подвергается сомнению, — но, при этом, рядом с проектами НАСА или других космических агентств они выглядят фантастически.
В апреле 2020 года в США стартовала программа по разработке средств высадки астронавтов на Луну — Human Landing System (HLS). Она стала очень яркой иллюстрацией столкновения этих двух реальностей. «Национальная команда» в составе старых компаний американской ракетно-космической отрасли под руководством Blue Origin предложила построить «взлетно-посадочный аппарат XX века на стероидах». Dynetics выдвинула оригинальное, но концептуально похожее предложение. А SpaceX выдвинула идею доставки астронавтов на Луну на своей универсальной полностью многоразовой сверхтяжелой космической системе Super Heavy Starship.
В апреле 2021 года эти две реальности сошлись. НАСА, находящееся под давлением бюджетных ограничений, сделало революционную и рискованную ставку на предложение SpaceX. Изначально агентство хотело продолжить финансирование двух проектов из трех, чтобы сохранить конкуренцию. Однако выделенных конгрессом денег не хватало даже на один проект, и SpaceX снизила стоимость своей заявки. Это решило исход конкурса: компания Илона Маска станет единственным подрядчиком НАСА по программе HLS.
В ситуации можно сделать несколько замечаний.
1. У НАСА было два варианта действий: размазать имеющееся финансирование на два проекта, по сути, потеряв возможность довести оба до «железа», либо сделать ставку на один. Первый вариант казался более вероятным, но НАСА сумело всех удивить.
2. «Вторая реальность» SpaceX еще не победила. Она должна доказать свою состоятельность. SpaceX предстоит решить принципиальные технологические сложности, чтобы сделать систему такой, какой она была задумана. В XX веке Space Shuttle этого не сумел.
Все понимают, что путь от существующих прототипов Starship до полета на орбиту с возвратом неблизкий. Но от орбитального полета до высадки на Луну тоже очень далеко. Необходимо научится заправлять корабли на орбите, выполнять посадку на Луну, создать систему жизнеобеспечения для большого объема корабля. Даже такая мелочь как высадка на поверхность людей из корабля Starship — задача нетривиальная. Ее не решить простой лестницей, как 50 лет назад.
3. Высадка людей на Луну сдвигается на неопределенный срок, если она вообще произойдет в рамках программы «Артемида». Об этом не говорится прямо. Однако, как следует из заявления НАСА, экспедиция состоится не «до конца 2024 года» или «в 2025 году» и не в какую-то другую конкретную дату, а только тогда, когда агентство будет уверено в надежности техники SpaceX. Кроме того, НАСА интересует не только высадка на Луну, но и просто развитие перспективных технологий. Именно этого ожидает агентство в качестве отдачи от тех $2,9 млрд, которые получит SpaceX.
4. На примере разработки пилотируемого комплекса Falcon 9 Dragon мы видели, как требования НАСА к безопасности и надежности конфликтуют с принятым в SpaceX подходом к разработке новой техники. Не сразу, но в перспективе это начнет оказывать негативное воздействие и на ход проекта Starship.
Ветка 1. Что нового?
Павел Шубин: По моему личному мнению шансов, что на Луну будет садиться именно Starship, стремятся к нулю. Скорей всего, там будет специализированный лендер.
Дмитрий Пайсон: У меня вообще интерес общеметодологического свойства: насколько известный перечень “Вы теперь здесь” обладает прогностическими свойствами и может ли соответствующий оптимизм механически распространяться на вопросы хардкорно технического характера? Это я про Starship в целом, как таковой.
Павел Шубин: “Вы уже здесь” как минимум один раз уже поменяли. Так как прошлый уже не соответствовал реальности. И Маск в целом как раз любит именно запредельные цели. Отчасти возможно как раз для хайпа на спорах фанатов Маска и специалистов. В процессе доводки они сводятся к реальности, но к тому времени уже часто забывают, что именно когда-то обещал Маск.
Дмитрий Пайсон: Так он и начал буксовать, когда соответствующие вызовы стали приобретать все менее организационно-управленческие и все более технические характеры. Все равно получается быстрее и ярче, чем у окружающих, но вопрос сохранения темпа, на мой взгляд, стоит.
Павел Шубин: Я как-то сравнивал и пока не принципиально быстро. Да, опередил «Боинг», но в целом время разработки ожидаемое.
Дмитрий Пайсон: Ну, уж к безоглядным поклонникам я себя отношу в последнюю очередь, но я бы тут не техническое время разработки измерял, а считал бы проекты и подходы, которые вообще появились только тщанием SpaceX.
Павел Шубин: Например? Посадка на лапки ступени с ЖРД. Без шуток, молодец. Что еще возникло только благодаря СпейсХ? Кстати, ремарка. Вот за что я бы лично сбросился ему на памятник (если бы ему это было важно) так если бы он оплатил и отправил Драгон к Хабблу. Для ремонта. Просто такое чувство, что про эту возможность все давно забыли.
Дмитрий Пайсон: Pavel Shubin Хм. Весь COTS. Вся эксплуатационная многоразовость ступеней. Переосмысленный value chain и подход к производственной кооперации.
Павел Шубин: Так это же программа NASA была? Они эту идею в разных форматах развивали с 90-х. COTS, наверное, была просто первым действительно крупным вложением. Также я действительно не в курсе. Поясните пожалуйста, что подразумеваете под «Переосмысленный подход к производственной кооперации».
Дмитрий Пайсон: COTS была программой NASA, но делалась под SpaceX, Orbitаl (как, собственно, впоследствии и Boeing) отчетливо взяли для исключения монополизма. В части кооперации — они практически посягнули на такую конструкцию, как “ракетно-космическая промышленность”. Или производство внутри корпорации (доля собственных затрат в структуре цены у них существенно выше, чем у традиционных компаний), или закупки, по сути, на открытом рынке, состояние которого к моменту начала раскручивания SpaceX это уже позволяло. Почему и говорю — “переосмысленный”. Все остальные, в силу понятных причин, прежде всего — гнета обязательств перед военными и рыночной инерции, не могли пересобрать ракетно-космическое производство с учетом изменившихся за полвека реалий. Для этого мало только прилюдно скинуть на пресс-конференции формальную рубашку и остаться в черной футболке (один из руководителей Arianespace, кажется, такое как-то проделал). А эти смогли — собственно, потому что никакой инерции у них не было, это, так сказать, “не вина “Боинга”, а беда его” (с)
Павел Шубин: Если не врет мой склероз, то СOTS изначально не создавался под какую-либо фирму. Там изначально участвовала очень много компаний названия которых сейчас ничего не скажут. И идея была в том, чтобы смешать космонавтику с коммерцией. Достижения SpaceX там больше в том, что на деньги NASA, по доставке грузов к МКС, они сделали ракету, которая хорошо выглядит и на рынке ГПО. Случайно такое не могло случиться. Orbital сделал то, что просила NASA. И кто его сейчас помнит. Также несколько странно звучит, что просто развитие собственного производства — это новый шаг в промышленности. Но хорошо, пусть будет так. Принимается. Хотя для меня это звучит странно. Какой-нибудь Южмаш по этой схеме работал уже очень давно
Дмитрий Пайсон: Вот про Южмаш сейчас интересно было. Давайте возьмем какую-нибудь южмашевскую работу, обсуждение которой не является уголовно наказуемым 😉 и посмотрим на структуру кооперации. С точки зрения маршевых ЖРД первой ступени и системы управления — ну, как минимум.
Павел Шубин: Линейку «Циклонов» могу взять? 🙂 На первой ступени разные варианты РД-250. Разработаные «Энергомашем», но производящиеся и развивающиеся Южмашем. Для второй ступени вспомним про РД-861. Совершенно вся оснастка для создания баков и трубопроводов — собственная. Как и часть электроники. Там датчики, пиромеханизмы и т. д. Вот про автора системы управления я сейчас не вспомню.
Дмитрий Пайсон: Хартроновская там система управления. Ну допустим, да, на “Циклоне” двигатели первой ступени производились на “Южмаше”. Согласен. Но в любом случае надо смотреть структуру затрат, а главное — кооперация была “с рынка” или из общемашевского контура. То есть в себестоимость “Циклонов” (что бы под ней не понимали) ложились все накладные расходы предприятий, создававшихся исключительно “под ракеты”.
Павел Шубин: Да если бы дело было в кооперации и цене… Куда более важный вопрос, нужен ли продукт рынку и готовы ли его покупать. И как писал именно в этом плюс SpaceX. Что они разработали ракету как под НАСА, так и под рынок. Более того оптимизированную именно под рынок. На рынке такая ракета в любом случае была бы востребована. А если бы тот же Orbital все делал для «Антареса» сам это бы сейчас вообще ничего не изменила. Собственно, я не против снижения затрат. Это важный элемент. Но как-то странно видеть подобную схему в списке чуть ли не революций в создании РКТ.
Дмитрий Пайсон: В “научно-техническом развитии ракетно-космических технологий” — не революция, конечно. В структуре промышленности и, так сказать, в институциональной среде — очень значимые и важные изменения.
Павел Шубин: Да, еще ремарка. Кроме нужности продукта рынку, нужно еще чтобы на этот рынок можно было войти. Проблема Южмаша в том, что вообще все его возможные проекты не могут стать комерческими окупаемыми. Как минимум, нужно чтобы кто-то (как NASA SpaceX) оплатила часть расходов на создание. И простила бы эти деньги. Если бы SpaceX брал деньги на Falcon 9 в кредит, то Falcon 9 была бы куда хуже с точки зрения коммерции.
Дмитрий Пайсон: А это уже про жизненные циклы и риски вопрос. В том числе — и о том, как именно NASA размазало деньги на логистику к МКС с учетом всяких глубинных планов поддержки национальной промышленности и борьбы с зажравшимися олигополистами.
Павел Шубин: Я понял Ваше мнение. Не вижу дальше спорить именно по этому вопросу. Просто хотел бы отметить, что по мне это не изменения. Это просто возможный вариант. Как видно по другим отраслям. Если бы все другие авторы РН делали бы собственные двигатели ситуация стала бы хуже. Ведь не делают в авиации «Боинг» и «Аэробус» самостоятельно двигатели под самолеты. И вряд ли будут делать
Дмитрий Пайсон: Возможно, на следующем витке, когда “новых” компаний типа SpaceX будет больше, вопрос разделения труда вновь возникнет, и появятся “новые двигателисты”. Посмотрим, это уже вполне представимый горизонт.
Ветка 2: Зачем все это?
Михаил Шеховцов: У меня много ответов на много вопросов, которые можно задать себе, основываясь на Вашем посте. Видно, Вас тема тоже озадачила.
Дмитрий Пайсон: Не то, чтобы она меня прямо озадачила. У меня нет оснований считать, что NASA приняло принципиально необдуманное и рискованное решение. В посте интересный анализ, посмотрим, что дальше будет. Но говорю же, с позиции наблюдателя по эту сторону пруда у меня есть вопросы, что да, то да.
Михаил Шеховцов: Думаю, какое бы они решение не приняли через год-три оно покажется неэффективным — слишком маленький рынок, низка конкуренция предложений, высока вероятность ошибки … на таком рынке должно быть больше интересных проектов и предложений. Смотрите мои идеи/предложения ниже.
Дмитрий Пайсон: Ну, рынок пилотируемых космических средств он вообще… довольно специфический.
Михаил Шеховцов: Он изменится кардинально … Когда-то Интернет был — спецсвязью, роботы были только для крупных корпораций … где эти старые винтажные времена ?..
Дмитрий Пайсон: Ничего он не изменился. Как были деньги госзаказа, так и остались. Ну, жизненный цикл проектов несколько изменился, риски перераспределились. Даже при появлении следующего поколения космических туристов принципиально расклад не изменится.
Михаил Шеховцов: Сейчас цены на роботов падают кардинально; тоже самое происходит на уровне микрочипов; будет кардинальное падение стоимости запусков — то же самое будет с космолетами, орбитальными станциями … с космическими программами в целом, так космос становится коммерческим. Дальше — обещанные идеи и предложения.
Первое: задача бьется на этапы. Можно вполне себе «дёшево» построить орбитальную станцию. Как промежуточную задачу. В том числе — в интересах создания космодрома, перезаправки, тестов и т. д.
Второе: носители могут быть разными и тоже могут работать поступенчато — тягач, космолёт, ракета.
Третье: бюджет на космос очевидно (возможно?) будет «общественный» — публичное размещение акций компании, которая имеет шансы стать самой дорогой компанией в истории (угадайте ее название) — никакой NASA и тем более Роскосмос с этим бюджетом не сравняется.
Дмитрий Пайсон: Вот тут ничего не понял. Сейчас буду нудно говорить, конечно, но одно дело “общественный” (public) бюджет — не “на космос” в целом, а на пилотируемое освоение Луны, и совсем другое — IPO или как оно там. Пока я нахожусь на той позиции, что деньги на Луну и Марс еще долго будут оставаться государственными (ну разве что с небольшими вкраплениями персональных и корпоративных спонсорских и, так сказать, рекламно-маркетинговых средств); при этом компания, которая получает или для которой прогнозируется получение значимой доли большого госбюджета, по всей видимости, сможет резко поднять капитализацию на фоне ожиданий, связанных с огромными правительственными контрактами. То есть “Луна” и “Марс” — это в любом случае в конечном счете будет бюджет NASA, не вижу я пока никакой другой модели. Если нудить дальше, штуки типа отрабатываемой в Бока-Чико, на мой взгляд, проходят либо по статье венчурных инвестиций под прогнозируемую мегавыручку от госконтрактов (и обсуждаемая сегодняшняя новость про Луну подтверждает именно этот тезис), либо по статье изощренного комплексного “джи-ар пи-ара”, направленного на агитацию правительства и общества в целом прийти к идее, опять же, гигантских затрат на освоение Марса на основе предлагаемых технических подходов.
Другое дело, что если (не буду обсуждать все аспекты этого “если”; просто “если”) выйдет на проектную мощность Starlink и будет генерить значимую прибыль, а может, и еще какой-нибудь коммерческий проект запустится, действительно может так оказаться, что поток выручки через “космическую” составляющую масковского конгломерата — с учетом госконтрактов и коммерческой выручки со всех сегментов, где они будут присутствовать — в какой-то момент окажется по порядку величин сопоставимым с бюджетом того или иного государственного агентства. Но это сопоставление коварное, поскольку госконтракты-то идут из того же сравниваемого бюджета NASA…
Михаил Шеховцов: Источники денег у госбюджета и IPO — одни. Это общественные деньги граждан — от обычных граждан и среднего класса до высокого обеспеченных граждан и миллиардеров. Система распределения и принятия решений просто разная. Неизвестно какая в данном конкретного случая более эффективная. Все зависит от конкретных менеджеров, системы общественного контроля, уровня ответственности, конкуренции … это не все. А госбюджет в выручке Starlink может быть задачей промежуточной, временно вынужденной … а дальше могут быть разные варианты.
Дмитрий Пайсон: “Общественные деньги граждан” — это что за категория такая интересная?
Михаил Шеховцов: По сути — мы (россияне и американцы) свои деньги отдаём через налоги на Роскосмос или NASA, а могли бы отдать напрямую в Starlink или RussianSuperLink.
Дмитрий Пайсон: В целом модель не такая. Экономика знает два вида конечных потребителей: государства и домохозяйства (ну, с маргинальным добавлением НКО — “третьего сектора”). Деньги домохозяйств прямо (условный космический туризм или услуги Stralink) или косвенно (через цепочки переделов, операторов и все это) тратятся на коммерческие прикладные программы. Деньги государств (собираемые через налоги и как дивиденды с деятельности промышленности в госсобственности) идут на генерацию общественного блага (оборона, наука, сложные штуки типа освоения космоса). Факторы общественного блага, как правило, заказываются у той же промышленности, но это разные экономические модели и разные цели (в “чистой” модели не замутненной, например, госкапитализмом). Поэтому “в NASA или напрямую в Starlink” — это ложное противопоставление, деньги идут под принципиально разные цели и эффекты.
Михаил Шеховцов: Это старая система и пока вполне рабочая, за некоторыми допущениями. Но не идеальная как минимум. Все течёт все меняется. Это так устроена система управления в мире на уровне процессов эволюции частного и госуправления в истории и общественного консенсуса. Но так не будет всегда. Можно посмотреть на это иначе: краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные общественные задачи. А как ими эффективнее управлять — это уже отдельные вопросы. Не факт, что мы не увидим кардинальные изменения уже при нашей жизни.
Дмитрий Пайсон: Ничего не будет: ни кино, ни театра, ни книг, ни газет — одно сплошное телевидение… Нет, если серьезно — интересно, конечно. На существующую систему с разных сторон покушаются, кому-то идея общественного блага не нравится, кому-то — частного. Очень может быть, что это приведет к становлению каких-то принципиально новых институтов, например, и в сфере космической деятельности. Не очень пока понятно, что бы это могло быть, но в целом интересно посмотреть.
Вот, кстати: «Основные тезисы этой книги: (1) свободное предпринимательство, и только оно является последней надеждой для космических полетов, колонизации [космоса] и отправки существенно большего количество людей за пределы нашей родной планеты, и (2) рассчитывать на правительство в части достижения этой цели — это ловушка и заблуждение. … Мы убедились, что доктрина общественного блага является дурацкой [dead from the neck up]» (Nelson, P.L. Space Capitalism: How Humans will Colonize Planets, Moons, and Asteroids. Palgrave Studies in Classical Liberalism/ Nelson, P.L., Block, W.E.//Palgrave Macmillan, 2018. 317 pp.)
Михаил Шеховцов: Будет и кино и радио и театр — они стали просто маржинальными нишевыми бизнесами
Дмитрий Пайсон: Это же цитата…
Михаил Шеховцов: Так ее постоянно неправильно интерпретируют… Книгу эту пока не читал. Государство, корпорации, стартапы, IPO, … кооперативы, международные организации … это все только институты.
Дмитрий Пайсон: … которые matter
Михаил Шеховцов: everything matters … важно как, когда, и зачем
Владислав Клочков: Про бюджеты и источники финансирования можно и короче ответить. Да, и там, и там, теоретически — деньги граждан, налогоплательщиков. Только в каком случае вероятнее, что эти деньги в достаточном количестве будут отданы именно на Луну и Марс? Если это частники сами несут? Или если государство решило? Вопрос, увы, риторический. Прибыли от таких “инвестиций” ещё дооооолго не видать. По крайней мере, большинство частников её не видит. Разве что, государство может как диктатор (ага! Загоняя в светлое будущее железной рукой:-)) решить — нет, блин, летим на Марс, ибо надо! До сих пор так и делалось. А смелые частные стартапы в расчете на будущие щедрые госконтракты — это верно подмечено.
Михаил Шеховцов: Прибыли и в частном бизнесе часто долго не видно, иногда более 10 лет — и это не частный случай, а множество примеров в технологическом бизнесе. Это называется долгосрочная инвестиция
Дмитрий Пайсон: Продолжая тему государства и не-государства. Тут, на мой взгляд, модели несколько разные. Мнение граждан учитывается с разной опосредованностью. Если речь идет о госфинансировании — это длинный процесс, основанный на идее представительства: то есть граждане, в ходе тех или иных демократических процессов повлияв на, условно говоря, формирование и базовую политику правительства, имплицитно повлияли и на космическую политику и планы освоения Марса в том числе. У нас же нет практики “целенаправленных” налогов, когда налогоплательщик ставит галочки, на какие проекты считает целесообразным тратить свой какой-нибудь НДФЛ. А в случае с IPO решение частного лица о поддержке проекта реализуется менее опосредованно.
В случае освоения Марса — вопрос, мне кажется, качественный, а не количественный. Дело не в том, через 5, 10 или 15 лет “отобьются” частные инвестиции. Дело в том, предъявлена ли в целом модель возврата инвестиций с условными P&L, пусть предельно вероятностными и с рисками в режиме плюс-минус лапоть. Пока я такой модели ни в изложении Маска и других визионеров не вижу, ни сам придумать не могу. Не, ну то есть придумать могу, конечно, но я много чего в воскресенье утром придумать могу…
Владислав Клочков: Одно дело — более 10 лет (да хоть 20), но хоть понятен механизм возврата инвестиций. Мне по родной отрасли (авиастроение) это хорошо знакомо. И то, вопреки пропаганде либертарианцев, такая “долгосрочная” отрасль даже в США не выживает без господпорок. Почему — это долгую лекцию надо читать, с формулами и примерами, а мне её бесплатно читать не велят святая Айн Рэнд и фон Мизес праведный. Так вот, а где конкретный механизм возврата денег с Луны, тем более, Марса? Если мы говорим о долгосрочных инвестициях — это инвестиции во что?
Я как гражданин — вполне не против, чтобы часть моих налогов шла на Марс. Потому что будущее человечества, потому что “полагаю, что всё это следует шить” (С). Но я как инвестор вложу деньги в Марс?! С чего бы?)))
Дмитрий Пайсон: И да, кстати, еще комментарий по поводу того, что “все идет”. Оставаясь в домене более или менее наукообразных экономических размышлений (здесь стоит смайл), я чем дальше, тем больше потенциала ощущаю в моделях типа клубных благ. Когда некоторое подмножество потенциальных бенефициаров решают, что благо, по остальным признакам общественное, для них интересно, полезно и заслуживает генерации. Пусть в интересах обеспечения космического будущего человечества, не так важно в данном случае. Вопрос, как соотносится условный “инвестиционный” (поставил бы двое кавычек вокруг слова “инвестиционный”, да не принято…) ресурс такого рода подмножеств с потребными расходами на проекты типа освоения Марса. Если две соответствующие кривые будут со временем сближаться (или прогнозно сближаться) — штош … Но это заниматься надо более пристально.
Владислав Клочков: О чем и я. Механизм возврата денег — где?))) И кстати, важный аспект — разница в психологических механизмах принятия решений. Одно дело, мне как налогоплательщику говорят: сдай налоги, это на социалку, армию, полицию и т. п. Кстати, там ещё полпроцента — на Марс. И другое дело — когда ко мне приходят как к инвестору: дай денег на Марс! Даже если фактически речь идет об одной и той же сумме, итог разговора будет предсказуемо разный, и так — у большинства.
Михаил Шеховцов: Во что инвестиции — простой ответ: во все хорошее. Сложный ответ: ничего принципиально радикального против Айн Ранд сказать не могу, как, впрочем, и про Карла Маркса — это все части большой системы сложного экономического знания.
Дмитрий Пайсон: Мы тут, мне кажется, уже нагенерили на неплохую дискуссионную статью…
