Конгрес підтримує економічний варіант верхнього ступеня SLS для NASA
Оновлено у серпні 2025 року – У міру того, як NASA готується до наступних місій Artemis, законодавці в Палаті представників та Сенаті закликають агентство знайти менш витратний та швидший у розробці верхній ступінь для Ракети космічного запуску (SLS). Компромісний текст у законопроєктах фінансування на 2026 рік зберігає програму SLS до Artemis V, але зобов’язує NASA провести шестимісячне дослідження альтернативних архітектур та системи двигунів. Нижче ми розглянемо технічні, бюджетні та промислові наслідки цієї важливої оцінки.
1. Передумови: SLS, Artemis та контроль з боку Конгресу
Ракета космічного запуску – це надважка ракета NASA, призначена для виведення екіпажів та вантажів на орбіту Місяця. Після успішного безпілотного тестування Artemis I у 2022 році, Artemis II заплановано на початок 2026 року, а Artemis III – на пілотовану висадку на південний полюс Місяця у 2028 році. Адміністрація Трампа спочатку пропонувала припинити програму SLS та капсулу Orion після Artemis III, переходячи на комерційні рішення для доступу до Місяця.
Конгрес відхилив цей план, виділивши понад 4 мільярди доларів на ракети SLS IV та V, запасні частини для космічного корабля Orion та продовження розробки Gateway. Однак проект звіту Комітету з асигнувань Палати представників містить чітку директиву:
“NASA має оцінити альтернативи до поточного дизайну Exploration Upper Stage (EUS) для SLS з метою зниження витрат на розробку та виробництво, скорочення термінів і збереження можливостей підйому.”
2. Exploration Upper Stage (EUS): Характеристики, витрати та виклики
2.1 Продуктивність та архітектура EUS
EUS, розроблений компанією Boeing, є кріогенним ступенем на водневому та кисневому паливі, який має:
- Чотири двигуни RL10C-3 (кожен забезпечує близько 110 кН тяги в вакуумі)
- 14 пропеллентних баків діаметром 5 м для LH2/LOX
- Суха маса приблизно 26 тон; маса пального приблизно 250 тонн
- Delta-V близько 3.8 км/с у парі з основним ступенем SLS
У порівнянні з Тимчасовим кріогенним пропульсивним ступенем (ICPS), який використовувався на блоках 1–1A, EUS забезпечує 40-відсоткове підвищення продуктивності, що дозволяє розміщувати спільні корисні вантажі, такі як модулі Gateway поряд з Orion.
2.2 Перевитрати та затримки графіку
За даними Офісу генерального інспектора NASA, витрати на розробку EUS зросли з 962 мільйонів до 2.8 мільярдів доларів, а його перший політ перенесено з кінця 2024 року на 2028 рік. Загальна вартість модернізації блоку 1B – основний ступінь + EUS + модифікації стартового комплексу – тепер прогнозується на рівні 5.7 мільярдів доларів. Відмова від розробки EUS сьогодні може заощадити NASA приблизно 500 мільйонів доларів на рік.
3. Законодавчі вимоги: Що міститься в асигнуваннях на 2026 рік?
Проект звіту Палати представників зобов’язує NASA:
- Завершити шестимісячне дослідження альтернативних верхніх ступенів.
- Оцінити варіанти пропульсії (гідрогеноксид, метаноксид, електричний).
- Вивчити конфігурації ступенів і сумісність інфраструктури на KSC.
- Дослідити можливості комерційної та міжнародної співпраці.
- Надати аналіз витрат, графіків та продуктивності для кожної концепції.
Сенатський законопроєкт, хоча й не містить конкретних згадок про EUS, також фінансує SLS до Artemis V і вимагає закупівлі запасних частин до сертифікації комерційної ракети, що має людську екіпаж.
4. Технічні альтернативи: Плюси та мінуси
4.1 Centaur V від ULA
Центрифужний пропульсивний ступінь для ракети Vulcan від United Launch Alliance:
Характеристики:
- Один двигун RL10 (тяга в вакуумі ~110 кН)
- Бак LOX діаметром 7.5 м, бак LH2 діаметром 5 м
- Суха маса ~10 т; паливо ~75 т
- Delta-V ~2.5 км/с на основному ступені SLS
Плюси: активна виробнича лінія; нижчі одноразові витрати. Мінуси: ~35% менша продуктивність, ніж у EUS; не відповідає вимогам для спільних корисних вантажів без модернізації ракети.
4.2 Другий ступінь New Glenn від Blue Origin
Працює на двох двигунах BE-3U (по ~68 кН кожен), діаметр 7 м:
- Суха маса ~9 т; паливо ~82 т
- Delta-V ~2.8 км/с на основному ступені SLS
Плюси: потенціал повторного використання; існуюча дорожня карта розробки. Мінуси: невідповідність діаметра 7 м з електронікою SLS та умбілічними вежами; потребує нових інструментів для інтеграції.
4.3 Нові метанові та кисневі ступені
Кілька стартапів (наприклад, Relativity, Firefly) розробляють концепції рідкого метан/LOX з 3–5 двигунами (по 100–200 кН тяги кожен). Переваги включають більш щільні пального, простішу наземну інфраструктуру та менші втрати. Однак системи, що довели свою ефективність, на масштабі залишаються на 2–3 роки від реального використання.
5. Вплив на ланцюг постачання, промислову базу та робочу силу
Закриття EUS або перехід на комерційний ступінь може:
- Вплинути на робочу силу підрозділу Glenn компанії Boeing у Хантсвіллі, Алабама (близько 1200 робочих місць).
- Перемістити виробничі та випробувальні обов’язки до ULA, Blue Origin або нових учасників.
- Вимагати схвалення Конгресу для перерозподілу коштів у бюджеті NASA для досліджень.
Доктор Олена Мартінез, експерт з закупівель у сфері аерокосмічних технологій в Sierra Space, попереджає:
“Швидкі зміни постачальників обладнання можуть призвести до затримок у графіку, якщо NASA не забезпечить чітке управління документацією інтерфейсів і безперервність випробувальних стендів.”
6. Аналіз витрат та вигод і компромісів у продуктивності
Попередня матриця дослідження NASA повинна порівняти:
- Розробку NRE проти вартості виробництва одиниці
- Спроможність підйому (кг до TLI) проти вимог до частоти запусків
- Витрати на модифікацію інфраструктури на KSC (наприклад, вежа, умбілічні системи)
- Довгострокову підтримуваність та експлуатацію протягом життєвого циклу
Попередні оцінки свідчать, що заміна на Centaur V може знизити річні витрати на 15–20%, але вимагатиме двох запусків для спільних місій, що ускладнює завдання.
7. Можливості співпраці в промисловості та міжнародному рівні
Законодавці спеціально попросили NASA оцінити комерційні та міжнародні партнерства. Потенційні напрямки включають:
- Група Ariane від ESA, що надає гідрогеноксидні ступені в рамках бартерної угоди.
- Японська компанія Mitsubishi Heavy Industries, що бере участь у виробництві кріобаків.
- Комерційні фірми, які пропонують послуги з передачі кріогенних рідин за запитом на KSC.
8. Наступні кроки та графік
NASA зобов’язане представити дослідження до березня 2026 року. Після цього агентство повинно проінформувати комітети з асигнувань про результати та рекомендований шлях вперед. Остаточне рішення може бути включене в бюджетний запит на 2027 рік, термін подачі якого – лютий 2026 року.
9. Висновок
Оскільки мова йде про сотні мільйонів доларів і графіки польотів Artemis® залежать від продуктивності верхнього ступеня, оцінка NASA повинна бути ретельною. Балансування витрат, продуктивності та здоров’я промислової бази буде критично важливим для підтримки місячної експлорації та прокладання шляху до Марса.
Категорії: Технічні новини, Гаджети та обладнання