Previous Entry Share Next Entry
Финишная кривая Роскосмоса
smoliarm
. ...Наплевать, что кривобока,
Криворука, кривоока, –
Только вывези...
(В.С. Высоцкий, Песенка про Две Судьбы)
RosCosmos.jpg
В начале года я писал о назревающем кризисе российской космической индустрии.  Сейчас многое многое прояснилось и оформилось, и уже можно считать первых цыплят. Собственно, выяснилось, что некоторые неприятности я недооценил. Однако, прежде чем заниматься этими цыплятами, следует отметить вот что: в последние месяцы я отчётливо наблюдаю усилившуюся поддержку Роскосмоса – и в СМИ, и в блогах – по типу «восемьдесят шесть процентов – ЗА».  То есть, «у нас всё в порядке, в космосе мы впереди, потому что мы больше всех запускаем». А много аварий у Роскосмоса – «во-первых, потому что их на самом деле немного, во-вторых, у американцев они тоже есть, а в третьих, мы больше всех запускаем». Эти рассуждения непременно сопровождаются красочными снимками взрыва на старте лёгкой ракеты Антарес в октябре 2014 (обязательно Антарес – других взрывов на старте в Штатах за последние десять лет просто не было). А потом появляются красивые цветные таблицы – с огромным количеством цифр, взятых неизвестно откуда и с такой статистикой, что в кавычки взять её - мало. Надо розгами.
Поэтому ясно, что прежде чем писать на тему «куда катится Роскосмос», надо сначала чётко определить – «где он сейчас находится» – и по количеству, и по качеству. Нужно собрать настоящую статистику – вместо наперсточных фокусов.

Если сваливать ВСЮ мировую космонавтику в кучу – куча получается очень большая, а сводные таблицы становятся непроверяемыми – для простых смертных. Кроме того, ракеты очень разные, и запутать неспециалиста в их ТТХ – очень просто.  Что открывает большие возможности для напёрсточных мошенников. Поэтому здесь, для этого обзора, я использую три основных принципа научной таксономии (не пугайтесь страшного слова таксономия, там всё будет по-русски):

  1. Выделять для сравнения надо главные субъекты.
    Раз мы разбираемся с лидерством в космической отрасли – так и сравнивать надо только лидеров. А то мастера-наперсточники сравнивают процент аварий Протонов с ... «мировым уровнем» аварий, включая туда (нечаянно) все аварийные запуски Южной Кореи, Ирана, и далее – со всеми остановками.
    Нет уж – раз речь идёт о лидерах, так и сравнивайте – с лидерами.
    И не надо никакого Ирана. «Скрипач не нужен»™.

  2. Выделять для сравнения надо главные объекты.
    В данном случае – для космической индустрии – главными объектами являются ракеты-тяжеловозы. Да, по числу запусков – на них приходится НЕ больше половины, но именно ими запускают почти все военные спутники, а военные – до сих пор – являются главными заказчиками космической индустрии любой страны. И в коммерческой космонавтике то же самое – именно тяжеловозы дают 80-85% оборота в бизнесе «запуск спутников». Простой пример: один запуск ракетоносителя Ariane 5 ECA даёт концерну Ariane Space оборот (taxable revenue) примерно равный обороту Роскосмоса от запуска восьми Рокотов и шести Днепров. То есть, ракетоносители легкого класса заметно влияют только на число запусков, но их экономический эффект весьма скромный.
    Вывод: ни Рокоты, ни Днепры, ни Веги с Антаресами и Торесами в данном анализе не нужны. Как и тот скрипач™.

  3. Выбирать для сравнения следует актуальный период по времени.
    Да, друзья-фокусники – не надо нам «времён Очаковских» – они давно прошли. Как часто и хорошо летали Союзы и Молнии полвека назад, как много и почему взрывались американские Титаны и Минотавры в восьмидесятых – это всё уже давно стало историей. А мы сейчас разбираемся – с текущим положением – в современной космической индустрии.

Всё – таксономия кончилась, как и обещал – всё было по-человечески.

Итак, номер РАЗ – какие страны (космические державы) я выбираю для сравнения:
Про Иран с Кореями уже сказано. Успехи Индии и Японии в космосе гораздо лучше – Япония по некоторым показателям уже обошла РФ, Индия скоро сделает то же самое. Но – на данный момент в коммерческой космонавтике обе страны присутствуют в виде примерно процента на двоих. Есть ещё Китай, и его как раз следовало бы включить в сравнение, если бы не одно «но» – китайцы немного рассказывают о своих космических делах, особенно немного – о неудачах. И посчитать у них процент аварийных запусков – совсем не так просто. Поэтому про Китай – как-нибудь в другой раз.
А сейчас у нас остаются три страны: Россия, США и ЕС.

Номер ДВА – какие ракеты я выбираю для сравнения:
Как и было сказано в принципах – а) современные, б) тяжеловозы
Ещё раз поясню – почему выбраны именно тяжеловозы? – без общих слов, на двух простых примерах:

  • Найдите на сети любой рекламный буклет ГКНЦП им. Хруничева за конец нулевых – и вы обязательно увидите на первой же страничке  абзац про то, что «каждый третий килограмм полезного веса на орбиту выводят их Протоны – во всём мире». Да, это типичный совок – хвастаться валовыми показателями, но в данном случае они хотя бы дают представление о реальных масштабах оборота – и о долях – в космической индустрии.

  • Если взять период «после-Шаттла» в США, т.е., с середины 2011 года – то практически все военные спутники в Штатах запускали только на Atlas V и Delta IV, исключения по пальцам пересчитать. А всего за этот период запусков для Department of Defense, National Reconnaissance Office и US Air Force было десятка три (а то и четыре).

Таблица 1. Сравниваемые ракетоносители.
Name Country (Design) Payload to LEO, t Payload to GTO, t
Proton M Russia (USSR) 22.0 6.7
Zenit-2M Russia/Ukraine (USSR) 12.0 n/a
Zenit-3SL (SLB) n/a 6.1 (3.8)
Ariane 5 ES EU (Ariane Space) 20.0 n/a
Ariane 5 ECA n/a 10.5
Atlas V USA (Lockheed Martin) 9.8 – 18.8 4.8 – 8.9
Delta IV USA (Boeing) 9.4 – 28.8 4.4 – 14.2
Примечания:
Таблица эта – ориентировочная, сведена с единственной целью – показать принадлежность данного ракетоносителя к классу тяжеловозов. Протоны, Зениты и Арианы имеют по 4-6 модификаций – в статистику включены ВСЕ, что летали в выбранный период времени (а не только те, что указаны в таблице). Atlas V и Delta IV – это вообще семейства ракетоносителей, и там вариантов ещё больше, и принцип тот же – всё что летало под этими названиями – включено в статистику.

И номер ТРИ – период времени, выбранный для сравнения:
Я выбрал период с 2002 года по нынешний, 2015, год.
Основная причина: именно с 2002-го начали летать Atlas V и Delta IV, а они – основные конкуренты Протонов и Зенитов. Кроме того, кризисные девяностые – не самый лучший период российской космонавтики.

Источники данных по количеству запусков и аварий:
Данные по запускам и авариям я собираю на форуме Nasaspaceflight
Всё это естественно есть и в вики (ProtonZenitAtlas VDelta IVAriane 5)
и в справочнике Гюнтера (в котором меньше ошибок).
Есть так же огромный справочник запусков Джонотана МакДовела
и база данных на сайте Эдварда Кайла.
В общем, если кто захочет проверить/дополнить мою таблицу – be my guest :) Я буду только рад.
Итак,
Таблица 2. Общее количество запусков и аварий по годам
Stat_Launch_T1.jpg
Примечания:

  • 2015 год взят по состоянию на 1 ноября.

  • Колонки «total» дают все запуски этой ракеты за год, колонки «fail» - общее количество аварийных запусков.

  • И последнее, самое главное примечание – «что считается аварией?» – на этот счет есть разные точки зрения. Здесь я придерживаюсь определения Эда Кайла, поскольку оно строго соответствует позиции страховщиков:
    «Спутник должен быть выведен [1]на расчётную орбиту (в пределах допуска), [2]в расчетное время (в пределах допуска), [3]в полностью исправном состоянии. Нарушение любого из трёх условий делает запуск аварийным, и страховые компании (если пуск застрахован) выплачивают страховку.

Да, тут можно возразить, что спутник, потерянный бесповоротно – это гораздо хуже, чем спутник, выведенный на «нецелевую орбиту». Особенно если потом его удаётся всё-таки поднять «куда надо» за счёт части его запаса топлива. И вариантов тут много, и спорить можно до морковкина заговенья. Но в данном случае спорить не стоит, и вот почему: даже если вы отспорите у меня из колонки аварий Протонов пару-тройку Экспрессов и Ямал-402 – вам тогда придётся убрать и единственные аварийные пуски из колонок Атласа и Дельты. То есть, в результате смены определения аварии – счёт изменится НЕ в пользу России, причём очень сильно: вы снизите аварийность у американцев – до нуля.
                
Ну а теперь – обсуждение результатов, в научных статьях это называется «Results and Discussion».
Хотя какая ж тут discussion, всё и так ясно: средняя аварийность Протона в три – семь раз хуже, чем аварийность у басурман. Аварийность Зенита немного лучше, чем у Протона, но всё-равно, по сравнению с западными ракетами – хуже в разы.
Не лишена смысла и интегральная картинка.
С одной стороны (с западной), Атласы и Дельты строят разные фирмы (Локхид и Боинг), но запускает их один и тот же альянс (ULA), и поэтому процедуры QC (quality control) и протоколы QA (quality assurance) для обеих ракет – одни и те же. Кроме того, ULA весьма плотно сотрудничает с Ariane Space – именно по части QC/QA, так что и Ариан тоже можно «свалить до кучи».
С другой стороны (с российской), Зениты и Протоны строят очень разные конторы, однако бардак в РКК Энергия и ГКНЦП Хруничева очень похож, и во всяком случае – он имеет одни и те же корни.

Рисунок 1. Интегральная статистика «Россия-Запад» по тяжёлым ракетам.
Stat_Launch_F1a.jpg
Тут тоже всё достаточно наглядно – количество запусков почти одинаково, а вот аварийность западных ракет меньше в ПЯТЬ раз.
И ещё один аспект: поскольку объём данных большой (по полторы сотни с каждой стороны), то можно проследить динамику по запускам и аварийности. То есть, разделить весь массив данных на периоды и проследить – как меняются параметры со временем. Результат представлен на Рисунке 2.

Рисунок 2. Динамика запусков и аварийности – в России и на Западе.
Stat_Launch_F2a.jpg
Примечание: неполные 14 лет не делятся строго по годам на равные интервалы, и возиться с масштабирующими коэффициентами мне было лень. Поэтому я поступил просто – я разделил интервал с 1 янв. 2002 по 1 ноября 2015 на 3 и суммировал запуски по этим периодам (1684 дня). Так что границы периодов на горизонтальных осях соответствуют 12 авг. 2006 и 23 мар. 2011.

Эти рисунки показывают, что:

  • В России – нет динамики по количеству запусков тяжёлых ракет, число запусков по периодам примерно одинаково. А вот аварийность российских ракет в последнее пятилетие – выросла более чем вдвое.

  • На Западе – стабильная положительная динамика по количеству запусков тяжёлых ракет, что соответствует стабильному росту спроса на этот сервис. В тоже время – чёткая положительная динамика по надёжности, за последнее пятилетие – ни одной аварии.

И последнее: обратите внимание на динамику количества запусков: у басурман число растёт, у РФ – нет. Поэтому, разбираясь с лидерством, надо смотреть на текущий период.  Пожалуйста – за период с 1 января 2013 по 1 ноября 2015 ракет тяжёлого класса запущено:

США (Delta IV & Atlas V) .............. 34 (0 аварий)
Россия (Протоны и Зениты) ..... 27 (5 аварий)

И кто лидирует? – Вот-вот.
А десяток-другой запусков Днепров и Рокотов, что сюда не включён – все эти запуски ВМЕСТЕ не дотягивают по экономическому эффекту до одного запуска Delta IV Heavy.

Следующий раздел за Results & Discussion – это всегда «Conclusions», Выводы:

Что сделала российская космонавтика за четверть века своего существования – в плане разработки новых и надежности старых – ракетоносителей тяжёлого класса?
Краткий ответ – хуже, чем ничего.
Развёрнутый ответ:

По разработке новых ракет – ноль.
И не надо рассказывать мне про Ангару – для индустрии эта ракета до сих про не существует:

  • запуск  пассивного массогабаритного макета на орбиту с не заявленными заранее параметрами – не даёт возможности объективно судить об успешности запуска (по критериям Кайла – см. примечание к Таблице 2);

  • нет даже коротенькой цепочки состоявшихся запусков, и судить о надёжности новой ракеты – нет никакой возможности. Большинство страховщиков откажутся страховать запуск спутника на ракете, у которой ещё нет трёх (5-и, 7-и – в зависимости от цены спутника) успешных запусков подряд;

  • третье, тоже немаловажное для индустрии – её цена неизвестна, и соотношение цена/качество определить нельзя.

И последнее по Ангаре – пробный пуск состоялся в декабре 2014. В этом году её запусков не было, в планах на 2016 год – её тоже не видно...

По надёжности запусков ракет, доставшихся в наследство от СССР – хвастаться совсем нечем. 6.5 – 7.0% аварий в нулевых и почти 15% аварийных пусков в последнее пятилетие – это очень плохо. Это означает, что Роскосмос даже не научился качественно тиражировать и надёжно запускать те ракеты, что достались в подарок от Королёва, Чаломея и Глушко.

Раз уж я весь пост организовал в точности как академический доклад, то и завершать надо – списком рекомендованной литературы, т.е. Advanced Reading:

Parabolic Arc: «Years of Failures Haunt Russian Space Program» by Doug Messier, May 16, 2015
– Собраны практически все аварийные запуски российских ракет (16 из 18) за последние 6 лет с кратким анализом причин и сравнением с авариями западных ракет. Но общих проблем Роскосмоса Doug Messier почти не касается.

Space Flight Now: «Roscosmos: Design flaw brought down Proton rocket» by Stephen Clark, June 1, 2015
Stephen, наоборот, фокусируется на анализе ситуации в Роскосмосе и причинах высокой аварийности. К трём основным причинам – низкая эффективность устаревших технологий, некомпетентный менеджмент и коррупция чиновников – которые он выделил, я бы добавил ещё одну: полное – то есть, тотальное – пренебрежение к подготовке кадров. НАСА выделяет колоссальные деньги на студенческие и аспирантские стипендии, на национальные конкурсы школьных работ, на содержание музеев и библиотек. Когда я первый раз попал в библиотеку Геологического факультета Университета Мэриленда, я был поражён обилием журналов по космохимии и планетологии. А Ричард на моё удивление пожал плечами и сказал: «Майкл, мы на это не тратим ни цента, это всё от НАСА». Попробуйте найти хоть что-нибудь в библиотеке МГУ – оплаченное Роскосмосом. Кстати, University of Maryland – это, конечно, большой университет, но он ни в коем случае не претендует на «Университет Номер Один» в США. Так что правильнее тут было бы поискать покупки Роскосмоса в библиотеках университетов Рязани или Воронежа.

И последнее – экономический анализ, от Business Insider: «Russia's space program has seen better days»
– Но об этом уже в следующий раз :)

Posts from This Journal by “Роскосмос” Tag


Интересно, спасибо.
Рисунок 2, конечно, удручает.

Edited at 2015-11-19 02:09 pm (UTC)

Да, второй - самый грустный...

Спасибо за блестящую лекцию!

Пожалуйста :)

Большое спасибо, очень наглядно прослеживается «православное» влияние господина Рогозина и Ко.

Ну а если серьезно... Буквально вчера спорил со своим давним другом, который неуклонно превращается в апологета теории «американцы — враги, они хотят, чтоб Россия не развивалась». Это меня очень огорчает, ведь человек он неглупый. Но влияние телевизора очень заметно. Но аргументы, которые изложены в вашем материале трудно оправдать зловредным влиянием Америки. Всё сами, с помощью своих скрепок. Дам ему почитать, вдруг ему будет полезно.

Проблема в том, что приверженность подобным теориям уже сама по себе настолько полно характеризует когнитивные способности собеседника, что шансы переубедить его используя какую либо аргументацию - ничтожны. Таким не аргументы нужны, а новый телевизор, по которому другую прошивку загрузят.

не могу пройти мимо:-)

Итак, поляна родная, поэтому абстрагируясь от выводов, отмечу 2 (две) главные методологические ошибки

1) Зенит это Россия и Украина . (ЖРД и РБ тамРоссийские), сам носитель и система управления Украинские..
При этом я помню 2 последние аварии с ней, в одном случае проблема было с Энергомашевским двигателем то есть можно отнести на РФ, а во втором это был блок мощности (кажется так), который делали на Южмаше. Так что на одну единичку я считаю аварии России можно уменьшить..

1)б Не помню 2 аварий Протона в 2014 году! Одну помню, а второй нет, советую перепроверить.

2) Почему в таблице нет Союзов??? (а это серьезный просчет с точки зрения методологии) Стартовый вес Союза 307 тонн, стартовый вес Дельты начинается от 249 тонн: то есть это ракеты ОДНОЗНАЧНО одного класса..

3) Собственно с анализом откуда проблемы у Роскосмоса спорить бессмысленно я сам аналогичное писал и говорил.
При этом простой анализ Вашей таблицы позволяет разделить ее на 2 этапа до 2010 когда все еще более менее в Роскосмосе держалось на старом запасе и после , когда все рухнуло.. Кстати и сравнение с Арианом будет при этом сильно не в пользу Роскосмоса..

4) Но самое интересное , а есть ли новые заказы на запуски Протона у Хруничева?? или все ушло на Ариан и Спейс Х??
:-)

Edited at 2015-11-19 03:42 pm (UTC)

Re: не могу пройти мимо:-)

Кстати, соглашусь.
По п.1: авария 1 февраля 2013г была вызвана неисправностью бортового источника мощности (БИМ). БИМ - это по-сути гидромотор, работающий за счет давления в топливной системе (керосин) первой ступени. Необходим для обеспечения работы собственной гидросистемы, используемой, например, для рулевых машин двигателя (обеспечивают качание камер). Проверка работоспособности происходит под давлением газа, подающегося на крыльчатку газовой турбины. Аналогично до выхода ЖРД на режим, питание так же происходит бортовым сжатым азотом. И только после выхода ЖРД на полную мощность происходит переключение на гидротурбину. Её-то и заклинило и ракета потеряла управление в первые же секунды. Аварийные команды, такие как выключение двигателя блокируется первые секунд 15 (точно не помню) но уже тогда было видно что ракета уходит с курса. Потом ЖРД отключился.
По п.3 также (имхо) верно. Союз обеспечивает как пилотируемые, так и грузовые запуски. Пускают грузовики как к МКС, так и ПН коммерческую или в интересах МО. Летняя неудача с Прогрессом по западной методологии будет зачислена в неудачи, современные российские методички конечно разношерстны.

С точки зрения бизнеза услуги по запуску, единственная область, где Россия хоть как-то конкурентоспособна, сотавляют очень небольшой процент космического рынка.

Если быть точным, чуть более 1% http://tass.ru/en/economy/794501

"как много и почему взрывались американские Титаны и Минотавры в восьмидесятых" - а вот зря. причины проблем у Протон М те же самые.

"Основная причина: именно с 2002-го начали летать Atlas V и Delta IV, а они – основные конкуренты Протонов и Зенитов. "
простите, но где именно они конкуренты??? юлашных ракет нет на рынке.

зенит идет лесом, это не российская ракета (жалко что идет, в иной реальности если его допилить и сделать зенит-хэви - закрыли бы все ниши керосином без кошмара Ангары. не зря это любимый РН Маска).

Собственно россияне гордятся
1) тем что они единственные, кто возит людей на МКС
2) то что протоны самые дешевые в своем классе.
3) РД-180 (чтобы мы делали, если бы не жадность локхида)
Оба пункта пока истины, но скоро станут ложными.

Про Ангару - она конечно попил и безумие, на рынке ее не будет от слова совсем, но ее военные заказали, им надо чтоб летало, на рынок им глубоко. Но настоящая тайна заключена в том, что никто не знает сколько на самом деле стоят союзы и протоны, которые обслуживаются солдатами почти бесплатно. Скорее всего они убыточны и горевать по поводу ухода с рынка особо не стоит. так же смотрим на планируемые пуски 2016 года - они не изменились. А вот ULA уже справедливо теряет контракты и жалобно хочет 2 млрд на Вулкан, намекая что уже и спутники для наса выводить нечем. Так что цирк продолжается, хватило бы попкорна

не совсем правы

///которые обслуживаются солдатами почти бесплатно.

это время давно ушло.. Сейчас для гражданских пусков в структуре Роскосмоса есть ЦЭНКИ (погуглите). Более того , цены на сам Протон и отдельно на его запуск известны и их можно вытянуть из Госконтрактов или контрактов на страхование ПН..

а вот у военных да, там все закрыто..

По аварии Антареса конечно забывают сказать, что у нее взорвался российский двигатель.
Правда русские СМИ пишут что двигатель украинский, но это просто не правда, а скорее всего преднамеренная ложь. Или пропаганда. Так что можно и Антарес записать на русских.
Я бы записал.

По-моему вы тоже не правы. Двигатель - это восстановленный НК-33 (НК-15) от лунной Н-1. Но партия сохранившихся двигателей была уже достаточно давно куплена Aerojet и модифицирована (с обязательной сертификацией (с прожигом, конечно)) для продажи. Частная компания орбитал купила их уже как AJ-26 и на очередном коммерческом старте грузовика к МКС он взорвался. Сейчас Орбитал оперативно от них отказался в пользу РД-180, пуск обещают в начале следующего года. За что честь и хвала и нашему Южмашу, которые делают первую ступень для Антареса. Кстати, задержки весной с очередным пуском были вызваны проблемами с тестами AJ-26 на стенде.

Спасибо за отчет, было интересно почитать, сам для одного товарища что-то подобное составлял, но из гораздо менее качественных источников, так что Вашим получится ткнуть гораздо убедительнее.
Только исправьте на ЧЕломея.

По поводу статистики, то прошу еще несколько источников:
С специального старого топика на Авиабазе
То же на Хабре. Там есть такая вот интересная гистограмма:

Это как раз то, чего делать не следует - сваливают в одну кучу все запуски всех ракет, а это бессмысленно.
Но по поводу конкретно этой картинки - со старыми цифрами тут явная фигня, да и с новыми тоже сильное расхождение:
Сейчас
- по моему каталогу Россия делает в среднем 30-35 орбитальных запусков в год, этот темп держится более-менее стабильно последние 15 лет. Значит, период 2005-2014 должен дать порядка 300. А на графике - 190. -- ?
В 70-х
в те годы СССР делал порядка 100 запусков за год, т.е. столбик должен быть раза в три выше, чем сейчас. -- ?
В общем, не знаю - фигня тут какая-то.

Спасибо и за лекцию и за источники. Очень познавательно.

Пожалуйста :)

Спасибо, очень интересный анализ. Я только не уверен, можно ли делать статистически верные выводы из такого незначительного массива данных. Конкорд долгое время был самым безопасным самолетом- ноль аварий. А после единственной катастрофы стал самым опасным- "каждый пятый (или сколько их там было) разбился".

Их было кажется 12 ( а может 10) по пять или шесть для Франции и Англии

Раз уж заговорили про космос, вот интервью первого Сирийского космонавта и его сына: http://www.svoboda.org/content/article/27375320.html?/nocache=1

прекрасный показательный разбор. спасибо!
:-)

Утащил в закрома!А ведь проблема российской космической индустрии - только пример того, что происходит в академической науке,медицине и (страшно сказать)в социальных институтах РФ!ЭТО ЕСТЬ ЛАВИНООБРАЗНОЕ НАРАСТАНИЕ ОШИБОК...

(Deleted comment)
?

Log in

No account? Create an account