Лекция 6. АРХИТЕКТУРА РАКЕТНО- КОСМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

- Космическая инфраструктура

- Полигоны запуска (космодромы)

- Наземный комплекс управления

- Архитектура РКК

- Концепция транспортной космической операции

Базой для разработки любых компонентов национальных РКК и обеспечения их функционирования является существующая в государстве космической инфраструктуры, включающей в свой состав кроме собственно компонентов РКК всех наземных и космических средств и служб, обеспечивающих разработку, изготовление, испытание, эксплуатацию и управление всеми видами работ от уровня государства до уровня низовых подразделений. Ее аналогом является, например, городская инфраструктура, включающая в свой состав все средства и службы городского хозяйства, обеспечивающие жизнедеятельность и развитие города. Только при наличии в государстве всех компонентов космической инфраструктуры можно говорить о независимом доступе в космос. Интеграция работ в рамках международных космических программ предопределяет и интеграцию компонентов национальных космических структур в международную. Примером такой интеграции является создание международной космической станции (МКС), когда интеграции подверглись не только собственно элементы МКС, разрабатываемые в разных государствах, но также различные наземные и космические средства и службы, обеспечивающие ее функционирование.

Средства космической инфраструктуры можно условно разделить на четыре группы, соответствующие укрупненному представлению жизненного цикла сложной технической системы (Рис. 6.1) В первую группу входят научно-исследовательские институты и конструкторские бюро и другие научные и инженерные организации соответствующего профиля. Во вторую – производственные организации, обеспечивающие изготовление изделий космической техники. В третью группу – испытательные центры и другие организации, связанные с испытаниями, как отдельных составных частей, так и изделий космической техники в целом. В четвертую – организации и средства, обеспечивающие эксплуатацию подготовку к пускам и пуски всех видов летательных аппаратов, а также все операции по сопровождению полетов космических аппаратов в процессе их функционирования в космическом пространстве. Основная часть средств четвертой группы находится на Земле.

Большинство средств космической инфраструктуры четвертой группы размещено на, так называемых, полигонах запуска, под которыми принято понимать комплекс сооружений, оборудования и земельных участков, предназначенных для приема, хранения, сборки, испытаний, подготовки к пуску и пуска РН с КА. В состав полигонов запуска России входят также трассы пуска, вдоль которых расположены измерительные пункты и поля падения отделяющихся частей РН. В настоящее время на территории России расположено три полигона запуска – «Плесецк» (г.Мирный) в Архангельской области, «Капустин Яр» в Волгоградской области и «Свободный» в Амурской области. Кроме того, значительное количество пусков в интересах России осуществляется с полигона запуска «Байконур», находящегося на территории Казахстана, в соответствии с достигнутыми договоренностями, являющегося межгосударственным полигоном стран СНГ. Трассы запусков этого полигона проходят по территории России.

Большинство запусков в течении последних двадцати лет осуществляется с космодрома «Плесецк». В составе космодрома имеется: 6 стартовых комплексов (9 пусковых установок для запуска РН типа «Союз», «Молния», «Циклон-3 и «Рокот»). Здесь же сооружается универсальный стартовый комплекс для создаваемого семейства РН «Ангара».

Второй по интенсивности запусков – космодром «Байконур». Этот космодром состоит из 9 стартовых комплексов с 15 пусковыми установками, 4 пусковых установок для испытания МБР. Отсюда стартуют РН «Протон», «Зенит-2», «Союз-У», «СОЮЗ-У2», «Молния-М», Циклон-2», «Рокот». Пока это единственная база у Росси для реализации пилотируемых программ и для запуска тяжелых полезных нагрузок.

Космодром «Свободный», созданный на базе воинской части ракетных войск стратегического назначения, ориентирован на запуск РН легкого класса. Официальный статус космодрома он получил в 1996 г. Для запуска РН будут использоваться 5 шахтных пусковых установок. Это относится прежде всего к конверсионной РН «Стрела», являющейся модификацией стратегической ракеты РС-18, для которых сооружались эти пусковые установки. Кроме того, с этого полигона уже стартовали РН «Старт».

Космодром «Капустин Яр», являющийся старейшим из российских космодромов (отсюда в 1947 г. стартовала первая в нашей стране ракета дальнего действия) использовался для запуска РН до конца 70-х гг., в настоящее время для запусков РН не используется.

Главными объектами полигонов запуска являются: технические позиции, стартовые комплексы и измерительные пункты, каждый из которых представляет совокупность сооружений с общетехническим и специальным оборудованием, а также с подъездными путями, обеспечивающими прием, хранение и сборку РН и КА, испытание, заправку, наведение, пуск и контроль функционирования РН и КА на активном участке траектории средствами измерительного комплекса. К вспомогательным объектам относятся зоны хранения компонентов топлива, заводы по производству жидких рабочих тел, системы электро-, водоснабжения, связи, телевидения и другие. В отечественной литературе полигоны запуска чаще называются космодромами (этот термин и будет использоваться ниже).

Важное место в космической инфраструктуре занимает наземный комплекс управления (НАКУ), под которым понимается базовый, универсальный для всех типов РН и КА, комплекс стационарных и подвижных систем и средств обмена командно-программной, телеметрической и траекторной информацией с РН и КА, средства связи и автоматизированного сбора и обработки информации с необходимым математическим обеспечением, предназначенный для управления всей совокупностью КА, функционирующих в космическом пространстве. Средства НАКУ размещаются на командно-измерительных пунктах, размещенных на командно-измерительных пунктах, размещенных на территории 9 республик СНГ и в ряде иностранных государств, центральном командном пункте Министерства обороны, центральных пунктах управления различными типами КА и в Центре управления полетом (ЦУП) пилотируемых космических комплексов.

Составной частью космической инфраструктуры являются орбитальные средства как гражданского, так и оборонного назначения, представляющие собой космические объекты самого различного назначения, решающие как самостоятельные задачи, так и задачи поддержки запусков КА и сопровождение их полетов.

На рис. 6.2 представлена в качестве примера схема космодрома «Байконур».

Отдельные фрагменты космической инфраструктуры могут принадлежать разным государственным ведомствам (Министерству обороны, Федеральному космическому агенству, Академии наук и др.)

Средства, обеспечивающие транспортные космические операции, являются элементами космической инфраструктуры и организационно формируются в рамках ракетно-космических комплексов. Архитектура РКК определяется концепцией транспортной космической операции и набором следующих атрибут и средств:

- Полезную нагрузку

- Орбиту (траекторию) назначения и (если это предусмотрено) место посадки.

- Средства выведения и посадки

- Технический комплекс

- Стартовый комплекс

- Измерительный комплекс

- Комплекс управления

- Посадочный комплекс

- Средства внешней связи и синхронизации запусков

- Поисково-спасательный комплекс

Концепция транспортной операции - это описание как будет на практике осуществляться транспортная операция, которое включает в себя схему полета с указание ее характерных особенностей, например наличие промежуточных орбит, пассивных участков, фазирования орбит, коррекции орбит, изменения наклонения и т.д.

Под полезной нагрузкой понимается любой материальный объект искусственного происхождения, предназначенный для доставки в определенную точку пространств или поверхности небесного тела. Это, прежде всего космические аппараты (КА) различного назначения, экипажи орбитальных космических станций, а также материалы и оборудование, доставляемые на ОКС для поддержания их функционирования.

Современные КА в соответствие с назначением могут быть подразделены на следующие группы:

- КА научного назначения, используемые для проведения астрономических, геофизических, технологических исследований и изучения планет Солнечной системы.

- КА хозяйственно – прикладного назначения, которые могут быть подразделены на связные, метеорологические, навигационные, геофизические и исследования природных ресурсов.

- КА оборонного назначения, которые в свою очередь делятся на КА разведки, связи и боевого управления, предупреждения о запусках баллистических ракет, регистрации ядерных взрывов, юстировки радиолокаторов, а также метеорологические, навигационные, геодезические и другие вспомогательные типы КА.

Орбиты (траектории) назначения (Целевые орбиты). В настоящее время наибольшее применение находят следующие типы целевых орбит:

- геостационарная и околостационарные с наклонениями 5 – 7 град. для связных, информационных, ретрансляционных систем, а также для ряда разведывательных КА.

- Высококруговые – высота 20 000 км, наклонение 63 – 65 град. для глобальной навигационной системы.

- Высокоэллиптические – для связи и систем контроля за пусками ракет (с высотой апогея до 36 000 км и наклонением 63 – 72 град) для проведения астрономических и геофизических исследований ( в высотой апогея до 200 000 км и наклонением от 0 до 65 град.

- Околоземные низко- и средневысокие орбиты, среди которых принято выделять полярные, приполярные и солнечно-синхронные орбиты с высотами от 300 до 2000 км и наклонениями от 97 до 110 град. Низкие орбиты используются для ОКС и КА для проведения различных экспериментов. Полярные орбиты активно используются связными, юстировочными и низковысотными навигационными КА, а солнечно-синхронные характерны для метеорологических, геофизических и разведывательных КА.

- Траектории полета к телам Солнечной и других систем. Это, как правило, уникальные траектории для автоматических межпланетных станций и пилотируемых экспедиций ( на Луну, Марс и …)

Средства выведения и посадки. В состав средств выведения принято включать РН и разгонные блоки (РБ). Так как массы выводимых в космическое пространство объектов и их рабочие орбиты изменяются в очень широком диапазоне (от десяток килограмм до десяток и более тонн), то и потребная грузоподъемность средств выведения изменяется соответственно. Принято различать несколько классов РН: легкого класса (до 5 т), среднего класса (от 5 до 15 т), тяжелого класса (от 15 до 50 т ) и сверхтяжелого класса (свыше 50 т).

В настоящее время в состав российских средств выведения входит шесть семейств РН («Циклон», «Молния», «Космос», «Союз», «Зенит» и «Протон»), пять конверсионных РН («Старт», «Старт-1», «Стрела», «Рокот» и «Днепр») и 4 разгонных блока («ДМ», «Фрегат», «Бриз-М», «Бриз-КМ»). В табл. представлены сведения о всех российских РН, находящихся в эксплуатации, включая конверсионные РН, по состоянию на конец 2002 г.

Технический комплекс – составная часть космического комплекса, включающая сооружения, с технологическим оборудованием и общетехническими системами, расположенными на одной или нескольких технических позициях. Технический комплекс предназначен для проведения работ по подготовке КА и РН к вывозу на стартовую позицию. Он обеспечивает прием, хранение, расконсервирование, сборку КА и РН, их испытание, заправку КА компонентами топлива и сжатыми газами.

Стартовый комплекс – составная часть космического комплекса, расположенная на стартовой позиции. Стартовый комплекс обеспечивает доставку РН и КА с технической позиции на стартовую, установку ракеты с КА на пусковое устройство, заправку РН компонентами топлива и газами, испытания, выполнение всех технологических операций по подготовке РН к пуску и пуск РН. Стартовый комплекс имеет одну или несколько пусковых установок. Стартовые комплексы по конструкции, схемному решению и составу наземного оборудования не однотипны. Их различия определяются классом запускаемых с них РН. В табл. представлены сведения о всех существующих пусковых установках расположенных на трех функционирующих космодромах России.

Измерительный комплекс предназначен для проведения телеметрических измерений в ходе различных проверок РН и КА на техническом и стартовом комплексах при подготовке их к пуску; проведение телеметрических и траекторных измерений на активном участке полета РН; привязки измерительной информации к единой шкале времени; автоматизированного сбора. Обработки и отображения информации и документирования измерительной информации. Измерительный комплекс информационно сопрягается со всеми составными частями своего космодрома, а также с наземным комплексом управления полетом, привлекаемыми подвижными средствами и другими организациями.

Наземный комплекс управления полетом предназначен для управления всей совокупностью ЛА, функционирующих в космическом пространстве. Наземный комплекс управления включает в себя комплекс стационарных и подвижных систем и средств обмена командно-программной, телеметрической и траекторной информацией с КА, средств связи и автоматизированного сбора и обработки информации с необходимым математическим обеспечением. Средства наземного комплекса правления размещаются на командно-измерительных пунктах, центральном командном пункте, центральных пунктах управления различными КА.

Поисково-спасательный комплекс предназначен для поиска, обнаружения места посадки возвращаемых КА, его послеполетного обслуживания, а также для доставки возвращаемых КА в места, где с ними производятся дальнейшие работы. Поисково-спасательный комплекс включает в себя авиационные, наземные и морские поисково-спасательные средства.

Каждая из компонент архитектуры является многовариантной и ее решение зависит от ряда факторов и в первую очередь от концепции транспортной операции и схемного решения средств выведения – ключевого элемента архитектуры. Кроме того, при определенных условиях вышеприведенный набор будет или полным (например, в случае системы «Энергия» - «Буран»), или предельно лаконичным (например, в случае РКК «Старт»).

Литература

1. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы) В.П.Мишин и др.: - М.: Машиностроение, 1985. – 360 с., ил.

2. Уманский С.П. Ракеты-носители. Космодромы. –М., Изд-во Рестар+. 2001 – 216 с.

3. Космодром. Под общ. ред. А.П. Вольского. М., Воениздат. 1977.

311 с.

4. Space Transportation: A Systems Approach to Analysis and Design/Walter E/ Hammond - (AIAA education series), 1999, 711 p.

Лекция 7. Мировой космический рынок

- космический рынок

- заказчики и потребители товаров и услуг

- производители и поставщики товаров и услуг

- товары и услуги космического рынка

- специфика космических систем как рыночного товара

- специфика космического рынка

Исторически сложилось так, что космическая деятельность пионеров в этой области - ССР и США – возникла и развивалась в целях решения крупных национальных задач ( в первую очередь оборонных ), в основном в условиях полной финансовой, организационной и административной ответственности и поддержки государства. Именно вовлеченность космической техники в решение задач национальной обороны долгое время препятствовала открытости космической деятельности.

В процессе эволюции космической техники постоянно возрастала актуальность таких задач, как снижение уровня затрат на космические программы, использование космических систем для решения прикладных гражданских задач, перенос технологий космической промышленности в другие отрасли, обеспечение доступа к космическим технологиям для всех заинтересованных организаций и лиц. Кроме того, геополитические изменения последних лет привели к ослаблению государственного регулирования и развитию частной инициативы в сфере космической деятельности.

С середины 60-х годов в начале в США, а затем и в других странах стал развиваться процесс коммерциализации космической деятельности сначала в области спутниковой связи и метеорологии, который в конце 70-х годов дополнился услугами по выведению в космос полезных нагрузок, а в 90-х годах охватил практически все остальные области космической техники. К этому времени количество вовлеченных в космическую деятельность стран, т.е стран, которые имели собственные космические программы превысило 50. Только в течение 1998 г. 30 ведущих стран мира истратили на космические программы 34,2 млрд. долл. В 2000 г. Величина мирового рынка составила 100 млрд. долл.

В перспективе ближайших 10 лет коммерческая космическая деятельность будет бурно развиваться и превратится в одну из наиболее перспективных областей бизнеса и приложения капитала. По прогнозам экспертных организаций за период 2000 – 2010 гг. размер рынка мировой космической деятельности оценивается в сумму около 1,5 триллионов долларов.

Из выше изложенного следует, что в мировой экономической системе сформировался новый интенсивно развивающийся сектор – мировой космический рынок. Космической деятельности в настоящее время свойственны все атрибуты рыночных отношений с определенными особенностями, свойственными «космическим» товарам и услугам, которые рассмотрены ниже.

Космический рынок можно определить как совокупность организационных, административных, юридических, финансовых, научно-исследовательских и производственных и процедур, обеспечивающих создание и реализацию «космических» товаров и услуг в интересах всех его участников при соблюдении действующих законов, международных договоренностей, правил, а также общепринятых норм морали и деловой этики.

К числу участников космического рынка относятся:

1. Заказчики и потребители товаров и услуг:

- юридические лица – правительственные органы, космические агенства, международные и иностранные коммерческие и некоммерческие организации, отечественные предприятия и организации всех форм собственности;

- физические лица – предприниматели, ученые, исследователи, специалисты в различных областях и другие граждане.

2. Производители и поставщики товаров и услуг:

- сектор НИОКР и управления – научно-исследовательские, проектные и опытно-конструкторские организации и подразделения, испытательные центры, космические агенства и другие органы, осуществляющие функции административного управления в области космической деятельности;

- производственный сектор – предприятия космической промышленности космической промышленности, создающие изделия (товары) промышленного назначения, используемые для создания космических систем;

- сервисный сектор – совокупность фирм и организаций, осуществляющих техническое управление и эксплуатацию космических систем;

- маркетинговый сектор – сообщество компаний, фирм и организаций, осуществляющих коммерческую эксплуатацию космических систем непосредственно в интересах потребителей, занимающихся продажей «космических» услуг и товаров.

3. Товарами и услугами космического рынка считаются:

- Услуги, оказываемые потребителям в процессе целевой эксплуатации космических систем; товары, производимые на борту космических аппаратов, а также товары, необходимые для пользования такими услугами (например, каналы спутниковой связи, кристаллы, выращиваемые на орбите и т.д.). Рынок, на который выносятся такие товары и услуги, называется первичным рынком или рынком конечных пользователей.

- Товары и услуги промышленного назначения, которые необходимы для создания, развертывания, эксплуатации и утилизации космических систем, являющихся источниками (средствами производства) услуг для первичного рынка. Созданием такого вида товаров и оказанием подобных услуг заняты научно-исследовательские центры и производственные предприятия космической промышленности. Примерами таких товаров и услуг являются проектные работы, компоненты космических систем – ракеты-носители, космические аппараты, стартовые комплексы, наземные станции слежения и т.д. Данный участок космического рынка называется вторичным рынком, т.е. рынком, который находится вне поля зрения конечных пользователей.

Если рассматривать связь и отношения космических систем с вышеупомянутыми участками рынка, то ее орбитальная часть (орбитальная космическая система) примыкает непосредственно к первичному рынку, а транспортные системы (космические ракетные комплексы, аэрокосмические комплексы и т.п.) действуют на вторичном рынке.

С точки зрения прав собствен­ности и источников финансирова­ния космические системы можно классифицировать следующим об­разом:

• Полностью государственные. В этом случае государство в лице своих ведомств выступает в каче­стве заказчика, инвестора и вла­дельца системы, а, кроме того, га­ранта закупки оказываемых с ее помощью услуг и необходимых для этого товаров. Исторически первый и до сих пор широко рас­пространенный тип космических систем. Источником всех необхо­димых финансовых средств в дан­ном случае является государствен­ный бюджет.

• Полностью коммерческие. Инициатива создания и инвестиро­вания проекта создания и исполь­зования космической системы ис­ходит от коммерческого сектора. Он же является владельцем и по договоренности с государством осуществляет коммерческую экс­плуатацию системы. Услуги, ока­зываемые в процессе функциони­рования, и сопутствующие им то­вары предлагаются на свободном рынке на общих основаниях наряду с конкурирующими услугами и то­варами, ориентированными на удовлетворение тех же самых по­требностей клиентов. Этот тип систем и соответствующий сектор пока не является доминирующим, однако, развивается более быстры­ми темпами, чем государственный сектор. Услуги данного вида, как правило, доступны всем желаю­щим юридическим и физическим лицам. Несомненное достоинство систем данного типа — полная не­зависимость от госбюджетного финансирования.

• Промежуточные. К их числу относятся частично коммерческие системы (например, когда государ­ство является заказчиком, владель­цем и гарантом поддержки, а ком­мерческий сектор занимается мар­кетингом товаров и услуг), ведом­ственные, корпоративные системы и т.д. Промежуточные формы су­ществуют на начальном периоде коммерциализации космических систем, когда государство в рамках принятой политики целенаправ­ленно снижает уровень коммерче­ского риска, а также смягчает дей­ствие других негативных для биз­неса факторов с целью привлече­ния частного капитала.

Космические системы как рыночный товар имеет свою специфику. Исходными факторами, определяющими специфику коммерческих космических систем как товара про­мышленного назначения, произво­дящего конечные услуги, являются:

- функционирование только в конкретной области физического, пространства (определяется высотой, наклонением орбиты и т.д.);

- как правило, отсутствие возможности непосредственного доступа к орбитальному сегменту;

- ремонт орбитального сегмента возможен лишь путем замены вышедших из строя аппаратов новыми;

- длительность создания (8—12 лет);

- длительные сроки эксплуатации ( 10-30 лет);

- сложность управления;

- большая концентрация высоких технологий в одном объекте.

Космические системы невозможно произвольно перемещать в космическом пространстве. Поэтому, несмотря на от­сутствие механической связи с Зем­лей и движение с большими скоро­стями, космические системы имеют значительное сходство с объектами недвижимости — зданиями, соору­жениями, лесами и т.д. Во всяком случае, Граждански Кодекс Россий­ской Федерации (Статья 130 п. 1) от­носит космические объекты, подле­жащие государственной регистра­ции, к категории недвижимости, что означает подпадание их под дейст­вие законодательных актов, касаю­щихся недвижимого имущества.

В условиях рыночной экономи­ки из этого вытекают следующие особенности космических систем как объектов недвижимости:

- оборот недвижимости (космических систем) осуществляется через оборот прав на нее;

- высокий уровень издержек на посреднические услуги, что типично при сделках с недвижимостью;

- очень низкая, по сравнению с другими товарами и объектами, ликвидность (т.е. возможность быстрой продажи функционирующей космической системы в случае необходимости);

- ограниченная возможность саморегулирования рынка посредством ценового механизма;

- формирование цен в результате взаимодействия ограниченно­ го количества продавцов и покупателей

- арена взаимодействия спроса и предложения — не только на­циональный, но весь мировой рынок.

На основании этих особенно­стей можно сделать вывод о том, что рынок космических систем яв­ляется менее совершенным по сравнению с другими рынками.

Космического рынка среди других сегментов мирового рынка имеет свою специфику. По критериям, принятым в эко­номической теории, рынок являет­ся совершенным, если на нем вы­полняются следующие условия:

- спрос и предложение близки к равновесию или могут быть легко приведены к равновесию посредством ценового механизма;

- присутствует много независимых друг от друга продавцов и покупателей;

- покупатели и продавцы хорошо информированы о состоянии и тенденциях рынка;

- спрос и предложение эластичны по цене;

- издержки, связанные с осуществлением сделок, низки по сравнению с ценой товаров и услуг;

- рынок легко доступен для вхождения в него новых участников;

- товары обладают высокой ли­квидностью.

В отличие от этого на космическом рынке:

- спрос и предложение, как правило, не сбалансированы и возможности приведения их в равновесие посредством цен ограничены;

- присутствует ограниченное число покупателей и продавцов;

- информация о рынке не столь открыта и доступна, как, например, на рынке ценных бумаг или потребительских товаров. Издержки сделок необходимость решения множества проблем налаживания сотрудничества, таможенные пошлины и сборы, финансовое и юридическое обслуживание, лицензирование, регистрация и т.п.) весьма высоки;

- предложение и спрос менее эластичны, чем на других рынках;

- вхождение на рынок новых участников затруднено;

- для объектов купли и продажи характерна низкая ликвидность.

Поэтому можно констатиро­вать, что космический рынок пока не является экономически совер­шенным, однако совершенствуется быстрыми темпами.

В настоящее время в структуре мирового космического рынка традиционно выделяют следующие наиболее значимые сегменты:

- производство космических аппаратов;

- изготовление и запуски ракет-носителей ;

- создание и эксплуатация наземного оборудования;

- предоставление различного вида услуг с использованием космических средств.

Кроме того, следует упомянуть обеспечивающие услуги, в том числе, юридическое обслуживание, финансирование космической деятельности на коммерческой основе, сертификация и лицензирование, страхование космических рисков, консультационное обслуживание.

На рис. 7.1 Представлены элементы космического рынка. При этом верхняя часть относится к первичному рынку, а нижняя – к вторичному рынку.

Выше отмечалось, что общий оборот мирового космического рынка (финансируемого госбюджетами, коммерческими организациями и частными лицами) к концу 90-х годов составил около 100 млрд.долл. / год. Рассматривая распределение этих вложений между государственным и частным секторами, можно легко увидеть совершенно определенную тенденцию – увеличения доли негосударственных организаций и частных лиц. В табл. 7.1, 7.2 и 7.3 приведены данные об объемах мирового космического рынка по производству космических аппаратов, по производству и запускам ракет-носителей и созданию и эксплуатации наземного сегмента соответственно.

Таблица 7.1. Производство космических аппаратов, млн. долл.

Таблица 7.2. Производство и запуски ракет-носителей, млн. долл.

Табл. 7.3. Создание и эксплуатация наземного сегмента, млн. долл.

Услуги спутниковой связи. Телекоммуникационный сегмент космического рынка является наиболее зрелым и развитым. ОН оценивается на период 1996 – 2006 гг. общей стоимостью около 30 млрд.долл. Эта величина получена исходя из оценки количества связных спутников, поступление которых прогнозируется на этот период (около 300 штук). В табл.7. 4 представлены данные о доходах рынка спутниковой связи на период 1995 – 2000 гг.

Таблица 7.4. Доходы рынка спутниковой связи, млн. долл.

По оценкам экспертов доходы на этом рынке вырастут втрое в ближайшее время. Системы связи на низкой и средневысотной орбитах будут дополнять услуги, предоставляемые спутниками на геостационарной орбите, что связывается с общемировым ростом спроса на услуги мобильной связи, особенно в развивающихся странах, которые испытывают нехватку наземных систем связи. Создаваемые связные спутники обеспечат возможность пользоваться услугами телефонии даже для самых отдаленных уголков мира по приемлемым ценам. Снижение порога доступности услуг будет стимулировать развитие многочисленных областей коммерческого применения спутниковой связи, таких как телефония, высокоскоростная передача данных. Подключение к сети «Интернет», телемедицина, дистанционное обучение, дистанционное выполнение банковских операций, связь в чрезвычайных ситуациях, распределение видеосигналов по сетям кабельного телевидения и по обычным эфирным каналам, многочисленные мультимедийные приложения, что приблизит человечество к созданию так называемой «Глобальной информационной супермагистрали»

Навигационные услуги. Начало эксплуатации первых навигационных спутников типа ГЛОНАСС в России и NAVSTAR США относится к концу 76-х годов. С 1993 года, когда американская навигационная система GPS была официально введена в коммерческую эксплуатацию, рынок соответствующего наземного оборудования увеличился с 0.5 млрд. долл. (1993 г.) до 8 млрд. долл. в 2000 г. Ожидается, что в дальнейшем рынок будет расширяться на 25% ежегод­но. За период 1998-2007гг. рынок навигационной приемной аппара­туры только для Европы, по дан­ным Европейской комиссии DG транспорт и телекоммуникации (НТО GNSS — 2 дек. 1998г.) со­ставит более 40 млрд. долл. Виды деятельности, требующие высоких характеристик и высокой степени интеграции, такие как вооружен­ные силы, авиация, морской флот, имеют лишь небольшую долю на этом рынке (от 2% до 5% каждая).

Рынок гражданских сухопутных приложений, составляющий в на­стоящее время около 90% всего рынка оборудования приема сигна­лов системы GPS, будет продол­жать свой рост в будущем.

К числу коммерческих областей применения услуг системы GPS на суше относятся автомобильные системы навигации, поддержка операций в чрезвычайных ситуа­циях, геодезии, ГИС, прецизион­ные инженерные работы и т.д. Бы­строе развитие данного участка космического рынкь стало воз­можным благодаря резкому улуч­шению характеристик системы GPS в результате создания локаль­ных систем внесения корректив в исходный сигнал спутника, а также падения цен на пользовательское оборудование. Таким образом, GPS становится средством, способст­вующим развитию рынка путем предоставления точных данных о местоположении в реальном мас­штабе времени, которые сочетают­ся с информацией из других источ­ников.

Будущее использование услуг, предоставляемых системой, GPS во все большей степени диктуется по­требительским рынком. Фактиче­ски, услуги GPS должны завершить переход из категории автономных (т.е. ориентированных только на один вид услуг) пользовательских устройств в один из источников данных в составе многофункцио­нальных устройств, таких как сред­ства персональной беспроводной связи, которые создают по настоя­щему массовый потребительский рынок при средней розничной цене одного комплекта пользовательской аппаратуры на уровне 100 долл.

Дистанционное зондирование. Вслед за навигационным, од­ним из наиболее перспективных считается рынок коммерческих приложений дистанционного зон­дирования Земли из космоса (ДЗЗ) и географических информацион­ных систем (ГИС).

Традиционно основными потребителями данных ДЗЗ являются правительственные структуры и научные учреждения. В последние годы к обычным рупным и немногочисленным потребителям (типа геологических и картографических управлений, нефтедобывающих компаний, организаций вооруженных сил) добавился круг более мелких потребителей строительных и дорожных компаний, городские власти и местные органы землепользования, научные лаборатории и т.п. В свою очередь это существенно расширило круг возможных потребителей данных ДЗЗ и сделало перспективным их распространение на коммерческой основе в виде информационных продуктов и услуг. Кроме того, по оценкам экспертам в ближайшие годы резко возрастет интерес к экологическому мониторингу, что связано с ужесточением соответствующей правовой базы.

Следует отметить и ряд факторов, стимулирующих развитие данного сегмента рынка:

- появление аппаратно-программных средств, позволяющих проводить качественную обработку разнообразных данных ДЗЗ и предназначенных для массового использования;

- существенное (в сотни раз) снижение цен на высокопроизводительные персональные компьютеры;

- юридическое разрешение на распространение на коммерческой основе снимков с разрешением 1 м и более;

- снятие ограничений КОКОМ на профессиональные программные комплексы и рабочие станции;

- переориентация потребителей данных ДЗЗ с получения обработанных снимков на их самостоятельную обработку, что повышает качество тематической отработки за счет привлечения не формализуемых профессиональных знаний широкого круга специалистов из прикладных областей;

- возможность оперативного и независимого доступа к объединенным мировым ресурсам спутниковой видеоинформации через глобальную компьютерную сеть Интернет.

Воздействие деятельности в об­ласти дистанционного зондирова­ния на различные участки глобаль­ного космического рынка оценива­ется следующим образом:

- производство спутников и целевой аппаратуры (ДЗЗ и метеорология) — 580-620 млн. долл./год;

- запуски спутников, оплачиваемые космическими агентствами,— 230-250 млн. долл./год;

- млн. долл./год приносит продажа необработанных изображе­ний, используемых, главным образом, в коммерческих целях (цены на них определяются по-разному, начи­ная со стоимости простого копирования данных и кончая ценами, от­ражающими затраты на эксплуатацию спутниковых систем ДЗЗ, и в более отдаленной перспективе - стоимость их модернизации);

- стоимость наземного обору­дования для приема, хранения и обработки исходных изображений со спутников составляет 280-300 млн. долл./год;

- 830-850 млн. долл./год стоят услуги по распространению дан­ных ДЗЗ, их обработке и интерпре­тации; вторичные услуги и про­дукция (эти работы выполняются частными фирмами, главным обра­зом, для бюджетных и беспри­быльных организаций и коопера­тивных объединений, занимаю­щихся контролем загрязнения сре­ды обитания, сельским хозяйством, коммунальным хозяйством, город­ским планированием и контролем над водными ресурсами).

Географические информацион­ные системы являются инструмен­том для оценки, интеграции и рас­пространения больших простран­ственно распределенных пакетов данных. В составе ГИС сочетаются данные, полученные из разнооб­разных источников: спутников ДЗЗ, цифровых карт, бюро по пе­реписи населения, карт состава почв, растительного покрова, вод­ных ресурсов и т.д., что позволяет дать многоплановое представление о состоянии того или иного участка земной поверхности. Поэтому ГИС стали превращаться в весьма мощ­ный инструмент для проведения работ во многих областях деятель­ности от бизнеса и рыночных ис­следований до планирования работ в области стихийных и техноген­ных катастроф, от экологического мониторинга до градостроительства.

По оценкам, объем продаж на данном рынке, определяемый рос­том спроса на услуги и программ­ное обеспечение ГИС, к 2000г. должен составить 5 млрд. долл. В табл. 7.5 представлены данные о доходах ДДЗ и ГИС

Таблица 7.5. Доходы ДЗЗ и ГИС, млн.долл.

Космическое производство — это использование почти нулевой гравитации и естественного косми­ческого вакуума для производства и обработки материалов в коммер­ческих целях. Это широкое опре­деление подразумевает исследова­тельскую и производственную дея­тельность по получению металли­ческих сплавов, пластических масс и стекол, производству и анализу органических веществ; экспери­менты по физиологии и психоло­гии человека, животных и растений в условиях микрогравитации. Не­смотря на то, что космос открывает целый пласт новых возможностей и огромное поле деятельности для промышленности и коммерческого бизнеса, он все еще воспринимает­ся многими как передний край науки, а не экономически значимый рынок, способный к развитию и расширению.

Литература

1. Авдуевский В.С., Успенский Г.Р. Народно-хозяйственные и научные космические комплексы. М.: Машиностроение, 1985. 416 с.

2. Киселев А.И., Моторный Е.И. Анализ и прогноз развития космического рынка и ракет-носителей. Учеб. Пособие. – М.:МАТИ. 2004. -138 с.

3. Новые наукоемкие технологии в технике: Энциклопедия Т.21. /Под общ. Ред. К.С.Касаева – М.: ЗАО НИИ «ЭНЦИТЕХ»,2002. 554 с.

4. ЗАКОН РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ О КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Лекция 8. Космический рынок пусковых услуг

- Спрос на запуски КА

- Прогноз рынка запусков

- Предложения рынка пусковых услуг

- Модель грузопотока

Рынок пусковых услуг является одним из ключевых сегментов космического рынка. Его формирование в соответствие с классическим определения понятия «рынка» определяется спросом и предложением на запуски космических объектов. История формирования и эволюция этого сегмента мирового космического рынка имеет ряд весьма специфических особенностей.

Прежде всего, эта специфика заключается в том, что появление парка средств выведения в обеих лидирующих в этой области стран (СССР и США) не связано на прямую со спросом на них для выведения КА, а является побочным продуктом программ создания межконтинентальных баллистических ракет (МБР). Классическим примером этому является запуск первого в мире искусственного спутника Земли, открывшем эру освоения космического пространства. Он был выведен на модифицированной для этих целей МБР Р-7. Эта же МБР стала основой многих космических программ, включая пилотируемых.

Этот подход к созданию ракет-носителей космического назначения сохранялся до 80-х годов. Исключением можно считать создание РН «Н-1» в СССР и Saturn 5 в США. Даже созданные в 80-е годы Space Shuttle в США и «Энергия»-«Буран» в определенной степени ориентировались на двойное применение.

Спрос на запуски КА. Появление спроса на средства выведения появилось в результате демонстрации возможностей космических технологий, продемонстрированных в рамках исключительно государственных программ как прикладного, так и научного назначения. Осознание исключительных возможностей космических технологий привело к бурному развитию космической индустрии производства и эксплуатации КА, в первую очередь связных, а в последствии дистанционного зондировании Земли, навигационных и др.

Увеличение числа таких КА инициировало переход к коммерческим отношениям между организациями-заказчиками, организациями, изготавливающими космические объекты и организациями, обеспечивающими их запуск. Развитие этих отношений способствует вовлечение частных фирм в создание ИСЗ различного назначения. Эти обстоятельства повлекли за собой появление быстро развивающегося коммерческого рынка полезных нагрузок, т.е. разработки, испытаний и изготовления различных КА, а также рынка космических услуг, т.е. выведения КА на орбиты

На последующем этапе эволюции мирового космического рынка на смену одиночным КА прикладного назначения пришли, так называемые, группировки КА, которые в совокупности со связанными с ними наземными сегментами, объединенными единой целевой задачей, образуют прикладные космические системы. В состав таких систем входят, как правило, несколько ИСЗ, наземные станции приема информации и пунктов обработки информации.

К настоящему времени определился следующий перечень систем:

- научно-исследовательские

- связные (телекоммуникационные)

- координатно-временного обеспечения (навигация, геодезия, картография)

- дистанционного зондирования Земли

- космической технологии

- оборонные.

В табл. 8..1 представлено распределение орбитального сегмента вышеупомянутых систем по рабочим орбитам.

Таблица 8.1 Распределение спутниковых систем различного назначения по

рабочим орбитам

Примечание: ++ часто используются

+ используются

Следует иметь в виду, что для выведения КА на высокоэнергетические рабочие орбиты могут использоваться три принципиально различных схемы выведения.

В соответствии с первой схемой выведения КА доставляется на рабочую орбиту полностью за счет энергетики РН и разгонного блока. В этой схеме разгонный блок используется как для схода с опорной (низко - высотной) орбиты, так и для перехода на рабочую орбиту. При этом минимальное число активных маневров (импульсов), обеспечиваемых энергетикой РБ, составляет два. Классическим примером этому является выведение КА на геостационарную орбиту с помощью РН «Протон» в сочетании с РБ «ДМ» или «Бриз –М» отечественных КА.

В соответствии со второй схемой КА выводится на некоторую промежуточную орбиту с высотой апогея, соответствующей высоте рабочей орбиты за счет энергетики РН, с последующим маневром (импульсом) в апогее за счет энергетики, так называемого, апогейного разгонного блока. Таким образом, разгонный блок включается только один раз. Классическим примером этому является выведение на геостационарную орбиту КА с помощью РН Ariane 5. Ее энергетика используется на размещение КА на, так называемую, переходную к геостационарной (геопереходную) орбиту. Подавляющее число зарубежных коммерческих геостационарных КА, ориентированно именно на такую схему выведения.

В соответствии с третьей схемой КА выводится на некоторую промежуточную орбиту с высотой апогея, соответствующей высоте рабочей орбиты за счет энергетики РН, с последующим маневром (импульсом) в апогее за счет энергетики самого КА.

Прогноз рынка запусков формируется в виде модели спроса на пуски создаваемых КА. На заданном интервале прогноза модель спрос на пуски должна содержать следующие составляющие:

- номенклатуру запускаемых космических аппаратов;

- технические характеристики КА;

- программу запросов на пуски в виде распределения моментов запусков отдельных образцов КА внутри интервала прогнозирования;

- сценарии развертывания и восполнения космических систем.

Известно, что цикл разработки, производства и запуска КА составляет обычно 3…5 лет, а замена выслуживших КА происходит по известному заранее графику. Поэтому, зная фирмы-изготовители, а также времена жизни отдельных КА и орбитальных систем, можно с достаточной достоверностью прогнозировать спрос на выведение КА. Замечено, что более высокой точностью прогноза отличается модель спроса на запуски коммерческих КА. Это позволяет осуществлять достаточно точный прогноз запусков таких КА на срок до пяти лет. Точность прогноза на увеличенном интервале до 15…20 лет невысокая как для запусков государственных, так и коммерческих КА.

В качестве примера в табл. 8.2 и 8.3 приведены прогнозы запусков КА на геопереходную и низко-высотную орбиты коммерческих КА.

Табл. 8.2. Прогноз запусков на геопереходные орбиты в 2005…2015 гг.

Табл. 8.3. Прогноз запусков на низко-высотные орбиты в 2005…2015 гг.

Следует иметь в виду, прогнозируемое количество КА, всегда будет отличаться от прогнозируемого количества запусков РН, так как по ряду причин в практике как отечественной, так и зарубежных технологий все шире используются групповые запуски, а иногда и попутные. В качестве примера в табл. 8.4 приведено количество пусков РН для обеспечения грузопотока, представленного в табл.8.3. с учетом возможностей групповых запусков.

К основным причинами наметившейся тенденции можно отнести:

- невозможность создания РКК под каждый типоразмер КА и орбит назначения (очень высокие финансовые и временные затраты);

- существенное снижение массово-габаритных параметров КА (при сохранении или даже улучшении их целевых функций).

Табл. 8.4. Прогноз количества пусков РН на низко-высотные

орбиты в период 2005…2015 гг.

Реализация групповых запусков возможна для выведения на любые орбиты. Много лет в интересах Министерства обороны периодически с помощью РН «Космос» запускаются маленькие ИСЗ (до восьми одновременно). Уже продолжительное время РН Ariane выводит на геопереходную орбиту два или три КА одновременно. На низко-высотную орбиту РН «Протон» вывела семь ИСЗ «Iridium»

Групповые запуски особенно эффективны при развертывании орбитальных систем, включающих десятки, а иногда и сотни КА относительно небольшой массы, что характерно для низко-высотных телекоммуникационных систем.

Предложения рынка пусковых услуг. Оценка возможностей современного рынка пусковых услуг по запускам КА традиционно начинается с анализа пусковой деятельности за предшествующие годы. Темп запусков космических объектов, если учитывать все запуски, начиная с 1957 г., характеризуется монотонным возрастанием от года к году. За один год с момента запуска первого искусственного спутника Земли на околоземную орбиту было выведено семь КА, за последующие пять лет 130, а за десять более 600, т.е. 60 запусков в год, а в середине 70-х годов - уже более 150 запусков в год. По числу запусков, безусловно, доминировал СССР (в отдельные годы запускалось более ста КА). Активная пусковая деятельность, которую вели космодромы СССР, требовала соответствующих технологий производства, подготовки и проведения пусков РН, которые и были созданы. Это сослужило хорошую службу ракетно-космической промышленности России, когда она начала «прорываться» на мировой рынок пусковых услуг. После завершения в США программы Saturn – Apollo и отказа СССР от пилотируемых полетов на Луну наметилась тенденция к постоянному снижению темпа запусков и только с середины 20-х годов некоторая стабилизация.. При этом на протяжении последнего десятилетия происходило систематическое снижение ежегодно выполняемого числа пусков в РФ при одновременном устойчивом росте числа пусков наиболее “пускающих” стран - США и Франции (Табл.8.5). Существенно увеличил в последние десять лет свой потенциал Китай. Западно - европейские государства создали «на паях» и успешно эксплуатируют семейство носителей Ariane, занимая лидирующую роль на рынке пусковых услуг. Кроме упомянутых стран собственными носителями обладают также Израиль, Индия, Бразилия, Украина и Северная Корея. На рис.8.1 представлена хроника запусков РН в мире с 1986 г., иллюстрирующая вышеупомянутую тенденцию. К началу 2000 г. число пусков, осуществляемое в РФ стабилизировалось на уровне 30 – 40 пусков в год.

Начиная с 70-х годов, наметилось серьезное изменение в структуре запусков. Если до этого времени практически все запуски осуществлялись в рамках национальных правительственных программ, то затем все больше и больше запусков начинает осуществляться на коммерческой основе. Заказчиками таких пусков вначале были исключительно государства, не обладающие собственными средствами выведения, но стремящиеся попасть в так называемый «космический клуб». Кроме того, в качестве заказчиков стали выступать крупные частные компании для создания, например, систем космической связи. С середины 70-х годов мировой парк РН, используемый для запусков КА на коммерческой основе прошел в своем развитии несколько этапов. В начале, СС 1975 по 1986 гг. для коммерческих пусков использовались РН СССР, США и Франции такие как «Космос-3М», «Циклон-3», «Союз», Delta, Atlas, Ariane 1…3. Однако количество пусков РН по государственным программам в эти годы многократно превышало количество коммерческих пусков. При этом коммерческие запуски производились теми же организациями, что выполняли их по государственным заказам.

Второй период начался с 1986 г. И непосредственно связан с катастрофой орбитального корабля Challenger TKC Space Shuttle. После этой потери США переориентировались на создание и использование сбалансированного национального парка одноразовых РН для обеспечения гарантированного доступа в космос. Были разработаны специальные требования к РН Delta 2, Atlas 2, Titan 3, включающие, в том числе, требования к их коммерческому использованию. Основные усилия разработчиков новых вариантов коммерческих РН направлялись на всемерное повышение грузоподъемности носителей при соблюдении определенных требований по надежности функционирования РН и производительности соответствующих наземных комплексов. Началась реальная конкуренция между компаниями-операторами.

Третий период развития мирового парка РН можно начать с 1993…94 гг., когда на нем появились новые «игроки» - сначала китайцы, за ними россияне. С этого времени начался систематический рост количества пусков РН, выполняемых на коммерческой основе (Табл.8.6). При этом в 1987… 99 гг. наблюдался бум коммерческого использования РН, который был вызван развертыванием многоспутниковых низкоорбитальных систем связи. В результате годовое количество коммерческих пусков РН возросло за это время в три с половиной раза. С 11 пусков в 1993 году до 36…37 в 1998…99гг. и достигло 46% от общего количества произведенных запусков РН. Эти процессы протекали на фоне систематического сокращения количества пусков, выполнявшихся в рамках государственных космических программ с 72 пусков в 1993 г. До 42 пусков в 1999 г.

В течение третьего периода во всем мире проводились пуски 17 типов РН среднего и тяжелого классов и 15 типов РН легкого класса (см. табл. 8.8). При этом было произведено 668 пуска РН тяжелого и среднего классов и только 202 РН легкого класса.

Снижение доли пусков РН легкого класса связано, в первую очередь, с «самоликвидацией» сектора рынка крупных низкоорбитальных группировок спутников связи.

Табл. 8.7 Распределение пусков в интересах коммерческих и некоммерческих заказчиков

В целом объем мирового рынка пусковых услуг в течении последних десяти лет имеет тенденцию к устойчивому увеличению и к концу 90-х годов достиг уровня более 2 млрд. долл./ год.

Динамика роста совокупного дохода компаний-операторов РН представлена в табл. 8.9. и на рис. 8.2.

Из вышеизложенного следует, что последние семь лет (до 2000 г.) были периодом, когда на мировом рынке запусков происходили динамичные изменения, которые выразились в следующем.

Во-первых, рынок транспортных услуг по выведению КА стал устойчивым и весьма прибыльным сегментом мирового космического рынка.

Табл.8.8. Состав мирового парка РН в 1997…2000 гг.

Таблиц. 8.9. Объем мирового рынка пусковых услуг в 1993¼2000 гг., млн. долл.

Дата добавления: 2014-05-17; просмотров: 776; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!