Изстрелване, кацане, повторение: Как многократните ракети революционизират космическите пътувания

През декември 2015 г. Falcon 9 на SpaceX постигна първото кацане на бустер от орбитален клас.
През 2016 г. SpaceX постигна първото кацане на дрон-кораб в морето.
През март 2017 г. SpaceX повторно изстреля вече кацнал бустер Falcon 9, отбелязвайки първата повторна употреба на орбитална ракетна степен.
В началото на 2020-те първите степени на Falcon 9 рутинно летяха по 10+ мисии, а до 2023 г. SpaceX имаше над 170 кацания на бустери, като някои бустери летяха 15–16 пъти.
SpaceX започна да използва повторно обтекателите на полезния товар, спестявайки около 6 милиона долара на изстрелване.
На 6 юни 2024 г. Starship завърши първия си орбитален полет и кацна в Индийския океан след контролиран спуск.
NASA избра Starship за кацане на астронавти на Луната като част от програмата Artemis.
Blue Origin започна полети с пътници на суборбиталния апарат New Shepard през 2021 г., а след преработка на дюзата на двигателя през 2022 г., възобнови полетите през декември 2023 г.
New Glenn на Blue Origin ще има повторно използваема първа степен със седем метанови двигателя BE-4, проектирана за поне 25 цикъла на повторна употреба и до 100 полета на бустер, с 16-дневен интервал между полетите.
Electron на Rocket Lab е единствената повторно използваема малка ракета от орбитален клас в експлоатация, с прихващане с хеликоптер през юли 2022 г. и мисия на 23 август 2023 г. с възстановен двигател Rutherford.

Ракетните изстрелвания някога означаваха сбогуване със скъп хардуер след еднократна употреба. В продължение на десетилетия ракетите се третираха като консумативи – всяка мисия изхвърляше изразходваните бустери и степени в океаните или ги изгаряше в атмосферата. Днес се случва радикална промяна. Повторно използваемите ракети – ракети-носители, проектирани да летят, да кацат и да летят отново – променят икономиката и възможностите на космическите пътувания. Като възстановяват и ремонтират основни ракетни компоненти вместо да ги изхвърлят, компаниите намаляват разходите за изстрелване и увеличават честотата на полетите. Този доклад разглежда какво представляват повторно използваемите ракети, как са се появили, кой води в тази област и защо са важни за икономиката, околната среда, военните и бъдещето на космическите изследвания.

Какво представляват повторно използваемите ракети?

Повторно използваемите ракети са ракети-носители, създадени така, че значителни части от тях да могат да бъдат възстановени и използвани многократно, за разлика от еднократните ракети, които се използват веднъж и след това се изхвърлят. При повторно използваема система за изстрелване ключови компоненти – често първите степени, двигателите или дори обтекателите – се връщат на Земята след изстрелване за ремонт и повторна употреба. Чрез елиминиране на необходимостта от производство на изцяло нови ракетни степени за всяка мисия, повторната употреба може да намали значително разходите за изстрелване. SpaceX описва Falcon 9 като „първата в света ракета от орбитален клас, която може да се използва повторно“, като отбелязва, че повторната употреба на „най-скъпите части на ракетата… намалява цената на достъпа до космоса“.

Контрастът с еднократните ракети е рязък. Еднократната ракета е система за еднократна употреба – традиционно всеки ракетен етап или се унищожава при повторно влизане в атмосферата, или остава като отломки след изразходване на горивото си. На практика изстрелването на класическа еднократна ракета често се сравнява с построяването на чисто нов пътнически самолет за всеки полет – очевидно неустойчив подход, ако се приложи в авиацията. Многократните ракети целят да решат този проблем чрез кацане или възстановяване на своите етапи, така че да могат да летят отново, подобно на самолетите. Това често изисква допълнителен хардуер и конструктивни особености: многократните ускорители носят допълнително гориво, кацащи крака или управляващи перки, както и топлинна защита (като топлинни щитове), за да оцелеят при огнения си път обратно към Земята. Тези добавки правят многократните етапи по-тежки и леко намаляват ефективността им при единичен полет, но предимството е възможността да „изстреляш, приземиш и повториш“, вместо да изхвърлиш ракетата.

На практика компаниите прилагат многократната употреба по различни начини. Някои ускорители се връщат обратно със собствена тяга за вертикално кацане на ракетата (характерният метод на SpaceX), докато други разгръщат парашути и или се приводняват внимателно за възстановяване (както правят малките ускорители на Rocket Lab), или дори се улавят във въздуха от хеликоптери чрез експериментални техники. Някои системи използват крилати орбитери или космически самолети (както правеше космическата совалка на НАСА), които се плъзгат обратно до писта. Независимо от метода, основната идея е една и съща: да се възстанови хардуерът, така че скъпите двигатели, конструкции и електроника на ракетата да могат да бъдат ремонтирани и използвани за множество мисии, вместо да се губят след една. Многократните ракети елиминират нуждата тези части да се изграждат от нулата за всяко изстрелване, заменяйки по-голямата сложност на дизайна в началото с по-ниска пределна цена при много полети. Както ще видим, този подход променя индустрията на изстрелванията.

Кратка история на многократната ракетна техника

Концепцията за многократни космически апарати съществува от десетилетия, но превръщането на тази визия в реалност се оказа предизвикателство. Първите ракети през 50-те и 60-те години са били изцяло еднократни. Визионери като Вернер фон Браун са скицирали идеи за многократни крилати ускорители по времето на Аполо, но тогавашната технология не е била готова. Първият голям пробив в многократната употреба идва с космическата совалка на НАСА през 70-те години. Дебютирала през 1981 г., совалката е първият в света многократен космически апарат, проектиран да излита като ракета и да се връща на Земята като самолет. Орбитърът (с основните си двигатели) и двата твърдогоривни ускорителя са били възстановявани и ремонтирани след всеки полет – само външният резервоар за гориво се е изразходвал при всяко изстрелване impulso.space. Това е било революционно постижение: за разлика от по-ранните ракети за еднократна употреба, совалката е можела да бъде изстрелвана отново и отново.

Въпреки това, програмата на космическата совалка също изтъкна предизвикателствата на повторната употреба. Оказа се много по-скъпо и трудоемко да се ремонтира совалката между мисиите, отколкото се очакваше. Всеки орбитален апарат изискваше щателна инспекция, ремонти на топлинно-защитните плочки и основен ремонт на двигателите и системите. Времето за подготовка беше месеци, а разходите на полет останаха много високи – от порядъка на 1,5 милиарда долара на изстрелване според някои оценки, което означава, че совалката не успя да постигне очакваната икономичност, подобна на авиолиниите. Както отбелязва президентът на CNES Жан-Ив Льо Гал: „повторно използваеми ракети вече съществуват, като совалките са един пример. Но когато трябва да бъдат подготвени отново за полет, разходите са значителни“. Ранният скептицизъм относно повторната употреба произтичаше от тази реалност: совалката доказа, че повторното използване на хардуер е възможно, но не и че е икономически изгодно.

След пенсионирането на совалката през 2011 г. повторно използваемата ракетна техника премина през застой. През 90-те години имаше експериментални програми като DC-X „Delta Clipper“, тестова ракета с вертикално излитане и кацане с една степен, и различни концептуални изследвания, но не се появи оперативна повторно използваема ракета. През 2000-те обаче се наблюдава възраждане на интереса, водено от частния сектор. Пионерски усилия включват SpaceShipOne на Scaled Composites (повторно използваем суборбитален космоплан, спечелил X Prize през 2004 г.) и ранните тестове на New Shepard на Blue Origin, както и експериментални ракети като тези на Armadillo Aerospace. Това подготви почвата за революция.

Появата на SpaceX наистина промени играта. Основана през 2002 г., SpaceX направи повторната употреба на ракетите основна цел. Главният изпълнителен директор на компанията, Илон Мъск, често твърдеше, че ракетите трябва да са повторно използваеми, за да се намалят радикално разходите за космически полети, като шеговито казваше, че ракета за еднократна употреба е толкова абсурдна, колкото и самолет за еднократна употреба. SpaceX започна с малката еднократна Falcon 1, но скоро разработи Falcon 9 с мисъл за повторна употреба. След години на постепенни тестове (започвайки с нисковисочинни „Grasshopper“ полети през 2012–2013 г.), SpaceX постигна историческо кацане на първата степен през декември 2015 г., успешно приземявайки бустер Falcon 9 на площадка в Кейп Канаверал impulso.space. Това историческо първо кацане – описано като „технологичен подвиг“ дори от скептични конкуренти – доказа, че бустер от орбитален клас може да се върне невредим. Само няколко месеца по-късно, през 2016 г., SpaceX постигна първото кацане на дрон-кораб в морето, а през март 2017 г. преизстреля вече кацнал бустер, отбелязвайки първата в света повторна употреба на орбитална ракетна степен impulso.space.

Оттогава насам напредъкът е бърз. SpaceX бързо увеличи мащаба на повторната употреба, създавайки флотилия от доказани в полет бустери. В началото на 2020-те години първите степени на Falcon 9 рутинно летяха по 10 или повече мисии всяка, с умерена инспекция и поддръжка между тях. Към 2023 г. SpaceX беше постигнала над 170 успешни кацания на бустери и имаше поне два отделни бустера, които всеки е летял по 15 мисии impulso.space. (Всъщност, рекордът оттогава е дори по-висок – SpaceX е използвала някои бустери Falcon 9 за 16 полета и броят им продължава да расте, докато тестват границите на живота на хардуера.) Тази степен на повторна употреба беше безпрецедентна в ракетостроенето. Компанията започна също да използва повторно обтекателите (носовите конуси), спестявайки около 6 милиона долара на изстрелване, като ги изважда от океана и ги ремонтира. Като възстановява приблизително 75% от хардуера за изстрелване (първа степен и обтекатели), моделът на SpaceX драстично намали цената за извеждане на товари в орбита. Президентът на SpaceX Гуин Шотуел обобщи постижението: „Доказахме, че ракетата може да лети многократно с минимална реновация. Това е монументално постижение… Започва да изглежда съвсем нормално да се използва ракета повторно“ (цитирано в интервю от 2022 г.).

И други играчи последваха примера в тази нова ера на „изстреляй, приземи, повтори“. Blue Origin, основана от Джеф Безос от Amazon, демонстрира своята суборбитална ракета New Shepard през 2015–2016 г., като случайно осъществи първото си кацане на повторно използваем бустер само месец преди кацането на Falcon 9 на SpaceX през 2015 г. Оттогава New Shepard е летяла десетки пъти, като многократно издига капсула до ръба на космоса (~100 км височина) и каца бустера си обратно на площадка с помощта на двигатели. Макар че New Shepard е суборбитален апарат за туризъм и изследвания (превозващ хора на кратки космически полети), той доказа технологията и операциите по повторна употреба (бързо обръщане, множество полети на бустер) паралелно с орбиталните постижения на SpaceX. Мотото на Blue Origin, „Gradatim Ferociter“ („Стъпка по стъпка, яростно“), отразява методичния им подход към развитието на повторната употреба.

До края на 2010-те години парадигмата ясно се беше променила. Повторната употреба вече не беше маргинален експеримент; тя започваше да се очаква. Вълна от нови ракети, разработвани по света, бяха проектирани с повторна употреба още от самото начало. Както отбелязва един летопис на космическите полети: „Много ракети сега се очаква да дебютират с повторна употреба през 2020-те“, включително Starship на SpaceX, New Glenn на Blue Origin, Neutron на Rocket Lab, планирания Vulcan на United Launch Alliance (с повторна употреба на двигатели), както и чуждестранни проекти като руската Soyuz-7, европейската Ariane Next, китайските варианти Long March 8/9 и стартъпи като Terran R на Relativity Space. С две думи, 2020-те ushering in a new normal: ако ракетата ти не е повторно използваема (или поне частично), изоставаш от тенденцията.

Основни играчи в революцията на повторно използваемите ракети

SpaceX: Пионер в повторно използваемите орбитални ракети

SpaceX е безспорният пионер на съвременната технология за многократна употреба на ракети. Ракетата Falcon 9 на компанията стана първият бустер от орбитален клас, който каца и се използва повторно. SpaceX постигна първото успешно повторно използване на бустер през 2017 г. и оттогава насам постоянно усъвършенства процедурите си, за да направи повторната употреба рутинна. Днес бустерите на Falcon 9 кацат след почти всяка мисия – връщайки се или на наземна площадка, или на плаваща платформа – и често се подготвят за нов полет в рамките на седмици. Според Програмата за изстрелвания на НАСА, възможността за повторна употреба на Falcon 9 „позволява на SpaceX да използва повторно най-скъпите части на ракетата, което от своя страна намалява цената на достъпа до космоса“. Тази стратегия се изплати драматично: SpaceX рекламира изстрелване на Falcon 9 за около 67 милиона долара – част от цената на предишни ракети от този клас, най-вече благодарение на повторната употреба на хардуера. Към средата на 2025 г. SpaceX е регистрирала стотици успешни възстановявания на бустери (близо 500) и е използвала повторно десетки бустери за множество полети – един бустер дори е изпълнил 16 мисии преди да бъде пенсиониран.

Освен Falcon 9, SpaceX използва повторно и тежкотоварната Falcon Heavy (чийто странични бустери са модифицирани ядра на Falcon 9, които също кацат обратно на Земята), както и възстановява космическите кораби Dragon за повторна употреба при мисии с екипаж и товари. Но най-голямото усилие на компанията за многократна употреба е програмата Starship. Starship е напълно многократна двустепенна свръхтежка ракета в процес на разработка, състояща се от гигантски бустер (Super Heavy) и 50-метров космически кораб (Starship) отгоре. Цялата система е проектирана да излети в орбита и след това и двете степени да се върнат за повторна употреба – амбициозен скок към пълна многократна употреба. През 2023 и 2024 г. SpaceX проведе първите интегрирани тестови полети на Starship. След няколко експлозивни опита, SpaceX постигна пробив през юни 2024 г., когато Starship завърши първия си пълен тестов полет, почти обикаляйки Земята и приводнявайки се меко под контрол при четвъртия си опит. Илон Мъск ликуваше за този успех, пишейки: „Въпреки загубата на много плочки и повреден клап, Starship стигна чак до меко кацане в океана!“. Това показа, че топлинният щит и управлението на Starship могат да оцелеят при повторно влизане – ключова пречка към пълната повторна употреба. SpaceX има за цел Starship в крайна сметка да каца бустера си обратно на площадка (улавян от кула) и горната степен да каца с двигатели обратно на Земята (а дори и на Марс или Луната). След като стане оперативен, напълно многократният дизайн на Starship е замислен да бъде по-евтин и много по-мощен от Falcon 9, като ще бъде гръбнакът на бъдещия бизнес на SpaceX. НАСА вече избра Starship за кацане на астронавти на Луната по програмата Artemis, което показва колко уверена е индустрията в системите за многократна употреба.

Blue Origin: Gradatim Ferociter – Стъпка по стъпка към повторната употреба

Blue Origin, основана от Джеф Безос през 2000 г., е основен играч в насърчаването на повторната употреба, макар и с по-постепенни темпове. New Shepard ракетата на Blue Origin е малък суборбитален носител, но тя демонстрира повторна употреба може би по-чисто от всяка орбитална система. Бустерът и капсулата на New Shepard са летели многократно (бустерът – в някои случаи над шест пъти) с минимална поддръжка. Превозното средство излита право нагоре до ръба на космоса (~105 км), след което капсулата за екипажа се отделя и по-късно се спуска с парашут, докато бустерът извършва задвижено вертикално кацане. През 2021 г. Blue Origin започна да превозва пътници с New Shepard, включително самия Безос, демонстрирайки напълно повторяема космическа туризъм. С изключение на неуспешен старт през 2022 г. (безпилотна мисия, при която системата за аварийно спасяване на капсулата се активира поради проблем с двигателя на бустера), New Shepard се оказа надежден. След тази аномалия, Blue Origin преработи дюзата на двигателя и успешно върна New Shepard в полет през декември 2023 г., като изведе набор от изследователски товари на НАСА в космоса и отново приземи бустера безопасно на площадката. Това завръщане в експлоатация демонстрира инженерната прецизност на Blue Origin в осигуряването на надеждни повторяеми полети.

По-голямата амбиция на Blue Origin е орбиталната ракета New Glenn. New Glenn е тежкотоварен носител (сравним по мощност със SpaceX Falcon Heavy), който се изгражда с повторно използваема първа степен. Гигантският бустер на New Glenn, с диаметър над 7 метра и задвижван от седем метанови двигателя BE-4, е проектиран да се връща и каца на плаваща платформа в океана, след като изведе втората си степен към орбита. Джеф Безос е заявил, че бустерът на New Glenn е проектиран за поне 25 повторни употреби първоначално, с цел до 100 полета на бустер през експлоатационния му живот. Бустерът ще има здрави приземяващи крака и издръжливо топлинно покритие, за да се минимизира необходимостта от ремонт, с цел 16-дневен интервал между полетите. Към 2025 г. Blue Origin е построила няколко бустера New Glenn във фабриката си във Флорида и се подготвя за първия старт на ракетата. (Първият полет се очаква през 2024 или 2025 г. след няколко години забавяне.) Успехът на New Glenn би издигнал Blue Origin в орбиталната надпревара за повторна употреба редом със SpaceX.

По-специално, Blue Origin и Безос наблягат на обмислен, дългосрочен подход. Безос често подчертава, че повторната употреба е средство към цел: истинската цел е драстично по-ниска цена за достъп до космоса, за да се позволи мащабно използване на космическите ресурси. „Космическите пътувания са решен проблем… Нерешеният проблем е цената. Трябва да можем да го правим сто пъти по-евтино“, обясни Безос в интервю, добавяйки, че постигането на това ще „отвори небесата за човечеството“, като отприщи предприемачески иновации в космоса payloadspace.com. Инженерната философия на Blue Origin понякога включва балансиране на повторната употреба с други фактори. Например, Безос разкри, че за втората степен на New Glenn компанията вътрешно тества напълно използваема горна степен (Project Jarvis), но също така е отворена към използване на еднократна горна степен, ако това се окаже по-икономично. „Целта за еднократната степен е да стане толкова евтина за производство, че повторната употреба никога да няма смисъл. Целта за използваемата степен е да стане толкова лесна за експлоатация, че еднократната употреба никога да няма смисъл“, каза Безос, признавайки компромиса и развивайки двата подхода паралелно. Този прагматичен начин на мислене подчертава, че Blue Origin вижда повторната употреба като инструмент, а не догма – но такъв, който очакват да бъде фундаментален в дългосрочен план. С New Glenn и множество други проекти (като лунен модул и планирана космическа станция) на хоризонта, Blue Origin се очертава като ключов конкурент на пазара за използваеми ракети-носители.

Rocket Lab: Малка ракета, големи стъпки към повторна употреба

Rocket Lab е по-малка компания в сравнение с гореспоменатите гиганти, но постигна впечатляващ напредък в създаването на повторна употреба за малки ракети-носители. Базираната в Калифорния/Нова Зеландия компания Electron е много по-малка от Falcon 9 или New Glenn – тя е проектирана да изведе само около 300 кг в орбита. Първоначално Electron беше напълно еднократна, но през последните няколко години Rocket Lab разработва план за възстановяване и повторна употреба на първата степен на Electron. Предизвикателството е, че Electron е твърде малка, за да носи допълнително гориво за задвижвано кацане, затова Rocket Lab избра новаторски подход: след изгаряне първата степен оцелява при повторно влизане пасивно и разгръща парашут, след което е или уловена във въздуха от хеликоптер, или извадена от океана. До края на 2022 г. Rocket Lab успешно извърши меко приводняване с парашут на няколко бустера Electron и дори опита улавяне с хеликоптер (едно улавяне беше успешно, макар че хеликоптерът пусна бустера по съображения за безопасност малко след това).

През 2023 г. компанията постигна нов етап, като преизползва основен компонент: тя взе двигател Rutherford от възстановена първа степен, ремонтира го и го използва в нова мисия на Electron – отбелязвайки първия път, когато двигател на орбитална малка ракета е бил използван повторно. „Тази мисия е голяма стъпка към повторно използваеми ракети Electron“, каза тогава основателят и изпълнителен директор на Rocket Lab Питър Бек, отбелязвайки, че възстановените им двигатели се представят „изключително добре“ при тестове и че повторното изстрелване на цяла първа степен е следващата цел. Наистина, Rocket Lab постепенно напредва към повторно изстрелване на цяла първа степен. Според компанията и програмата за изстрелвания на НАСА, Electron сега се счита за единствената повторно използваема малка ракета от орбитален клас в експлоатация, а Rocket Lab очаква, че улавянето и повторното изстрелване на първи степени ще позволи по-висока честота на изстрелвания без необходимост от производство на толкова много нови ракети, като по този начин се намаляват разходите за клиентите със сателити с малки размери nasa.gov. Ракетата от следващо поколение на Rocket Lab, среднотоварната Neutron, се проектира от нулата за повторна употреба – тя ще бъде по-голям апарат (около 8 тона до орбита), който може да каца с първата си степен по задвижващ начин на океанска платформа, по-близо до подхода на Falcon 9 impulso.space. Дори и в най-малкия сегмент на пазара, повторната употреба доказва своята стойност, а Rocket Lab е отличен пример за това колко бързо концепцията се разпространи в индустрията.

Други участници и глобални усилия

Революцията на повторно използваемите ракети е световен феномен. Традиционните доставчици на изстрелвания и нови стартъпи бяха подтикнати да реагират, след като SpaceX и други демонстрираха ползите от намалените разходи. В САЩ United Launch Alliance (ULA) – дълго време защитник на еднократните ракети – първоначално проучи план за повторна употреба само на двигателите на предстоящата си ракета Vulcan (като ги отделя с топлинен щит и ги улавя във въздуха). Въпреки че ULA отложи този конкретен план, конкурентният натиск от SpaceX принуди ULA и други да намалят драстично разходите и да обмислят повторната употреба в бъдещите си проекти. Друг американски стартъп, Relativity Space, разработва Terran R, напълно повторно използваема средна ракета, изградена основно чрез 3D-печат, която се очаква да дебютира по-късно през 2020-те. Още един, Stoke Space, тества напълно повторно използваема втора степен за малки ракети, с цел създаване на апарат с изключително бърз цикъл на повторно изстрелване (техният концептуален етап има топлинен щит и нов двигател, за да се връща от орбита и да каца вертикално).

Европа, която дълго време доминираше на пазара за търговски изстрелвания с еднократните ракети Ariane, също промени курса си. Европейската космическа агенция и ArianeGroup работят по проекти като Themis (демонстратор на многократно използваща се първа степен) и Prometheus (евтин многократно използваем двигател), които имат за цел да проправят пътя към частично многократно използваема ракета Ariane Next през 2030-те години impulso.space. През 2023 г. ESA проведе първоначални тестове на Themis на космодрум в Швеция, а агенцията изрично заяви, че бъдещите европейски ракети вероятно ще трябва да имат многократно използваеми степени, за да останат конкурентоспособни. Има и множество европейски стартъпи (в Германия, Франция, Испания и Великобритания), които работят по малки многократно използваеми ракети, което показва, че тенденцията е наистина глобална.

Китай също агресивно преследва развитието на многократно използваеми ракетни системи. Китайската аерокосмическа научно-технологична корпорация (CASC), основният държавен производител на ракети в страната, обяви планове да тества два нови големи многократно използваеми ракети до 2025 и 2026 г. Смята се, че това включва нова средна ракета (може би многократно използваема версия на Long March 8 или ускорител с диаметър 4 метра в разработка) и Long March 10, голяма ракета, предназначена за пилотирани лунни мисии, която се очаква да има многократно използваема първа степен. Успоредно с това множество китайски частни компании – имена като LandSpace, Space Pioneer, Galactic Energy и iSpace – провеждат тестове с кратки скокове и прототипни изстрелвания на многократно използваеми ракети. LandSpace, например, привлече внимание, като изстреля ракета на метаново гориво в орбита през 2023 г. и тества вертикално кацане на прототип на степен. Deep Blue Aerospace извърши вертикално излитане и кацане на 100 метра, напомняйки ранните тестове на SpaceX Grasshopper. Ясно е, че Китай вижда многократната употреба като стратегически важна; правителството има национална стратегия за увеличаване на достъпа до космоса и намаляване на разходите, отчасти за да се конкурира със способностите на SpaceX и да подкрепи очаквания бум в изстрелването на сателити (включително мегаконстелации за широколентов интернет).

Дори по-малки национални програми се включват в движението: индийската ISRO е тествала демонстратор на технология за многократно използваема ракета (малък прототип на космически самолет/планер) и проучва многократно използваема ускорителна степен за бъдещето. Русия възобнови концепциите за многократно използваеми ускорители „Байкал“ с връщане и показа макети на многократно използваема метаново-кислородна ракета, наречена Amur (макар че времевата рамка е несигурна). Япония и други са финансирали изследвания на многократно използваеми двигатели и малки демонстрации на кацане. С две думи, ставаме свидетели на истинска промяна. Докато SpaceX и Blue Origin дадоха началото на съвременната ера на многократната употреба, практически всяка голяма космическа нация и много стартъпи вече разработват или планират многократно използваеми ракети. Консенсусът е, че многократната употреба е ключът към по-евтин, по-чест и по-гъвкав достъп до космоса.

Последни постижения и текущи събития при многократно използваемите ракети

Последните няколко години бяха изпълнени със събития в света на многократно използваемите ракети, с бърз напредък и постижения, които привлякоха вниманието на медиите:

Пробиви на Starship на SpaceX (2023–2024): Програмата Starship на SpaceX постигна значителен напредък. Първият пълен тестов полет на интегрирания Starship и ускорителя Super Heavy на 20 април 2023 г. завърши с драматичен взрив във въздуха минути след излитането, а вторият опит през ноември 2023 г. също „се взриви след достигане на космоса“ поради проблеми с отделянето на степените. Тези неуспехи не бяха неочаквани при подхода на SpaceX за бърза итерация. При третия тестов полет през март 2024 г. Starship стигна много по-далеч – почти завърши обиколка около Земята – но се разпадна при повторното влизане в атмосферата над океана. Накрая, на 6 юни 2024 г., SpaceX успя да изведе Starship почти в орбита и да го върне цял, отбелязвайки първия път, когато напълно използваем космически кораб от този мащаб оцелява при космически полет и повторно влизане в атмосферата. Starship излетя от Тексас, достигна около 200 км височина и обиколи Земята, след което извърши контролиран спуск с носа напред обратно в атмосферата. Въпреки че някои топлинни плочки се отлепиха и една от клапите беше повредена, апаратът се забави и успешно се обърна за планирано приводняване. Приводни се меко в Индийския океан 65 минути след изстрелването, постигайки основните цели на този тест. Мъск приветства полета, а SpaceX се подготви за следващите тестове. Тази серия от бързи изстрелвания и крайният успех при четвъртия опит през 2024 г. демонстрираха жизнеспособността на Starship и доближиха SpaceX до оперативна напълно използваема система. Тъй като NASA разчита на Starship за лунната програма Artemis, тези събития бяха внимателно наблюдавани. SpaceX посочи, че планира десетки нови тестови полети и цели да постигне презареждане в орбита и пълна повторна употреба и на двете степени през следващите няколко години. Тестовете на Starship подчертаха философията на SpaceX: да се разширяват границите, да се учи от неуспехите и да се доказва повторната употреба дори в безпрецедентен мащаб.
Завръщането на New Shepard на Blue Origin в полет (2023): Blue Origin беше спряла полетите на суборбиталната си ракета New Shepard след инцидент през септември 2022 г., при който дюзата на двигателя на ускорителя претърпя структурна повреда, което задейства автоматично прекъсване на полета на безпилотната капсула. Бяха необходими над година разследване и поправки – FAA изиска от Blue Origin да приложи 21 коригиращи действия, включително преработка на двигателя. През декември 2023 г. Blue Origin успешно възобнови изстрелванията на New Shepard, изпращайки капсула, пълна с експерименти, до ръба на космоса и успешно приземявайки ускорителя на площадката. Това беше важно потвърждение за повторната употреба и оперативната безопасност на дизайна на Blue Origin. Полетът доказа, че новата дюза и промените работят, и проправи пътя за възобновяване на туристическите полети в космоса. (В теста през декември нямаше пътници, но се очакваха полети с платени клиенти.) Междувременно Blue Origin напредваше с New Glenn – до края на 2024 г. бяха напълно сглобени тестови ракети и се целеше първи полет през 2024/25 г. През 2023 и 2024 г. Blue тестваше и компоненти на Project Jarvis – повторно използваема втора степен (макар и предимно в тайна) и продължи работата по двигателите BE-4 и BE-7, които ще задвижват New Glenn и бъдещ лунен апарат. Голяма новина през май 2023 г. беше, че Blue Origin спечели договор с NASA за разработка на пилотиран лунен апарат (в партньорство с Lockheed Martin), което показва доверието на NASA в технологиите на Blue, които вероятно ще използват ускорителя New Glenn за изстрелване. Като цяло, последните постижения на Blue Origin са по-тихи от тези на SpaceX, но те неотклонно напредват със своята стъпка по стъпка философия.
Постижения на Rocket Lab в повторната употреба (2022–2023): Rocket Lab постигна значителен напредък в доказването на повторната употреба за малки ракети. През юли 2022 г. компанията проведе драматичен тест, при който хеликоптер улови падащия бустер Electron с парашут – каскада, показваща, че възстановяване във въздуха е възможно (въпреки че го изпуснаха секунди по-късно). През 2022 и 2023 г. Rocket Lab изпълни няколко мисии, при които първата степен оцеля при повторно влизане в атмосферата и беше възстановена от океана. До края на 2023 г. те бяха извадили бустери шест пъти, включително три успешни възстановявания само през 2023 г. Големият скок дойде през август 2023 г., когато Rocket Lab преизстреля двигател, който вече е летял. Един от двигателите Rutherford на Electron, използван преди това при полет през май 2023 г., беше преквалифициран и монтиран на нова ракета, която излетя на 23 август 2023 г. с търговски сателит. „Тази мисия е голяма стъпка към ракети Electron за многократна употреба“, каза изпълнителният директор Питър Бек, обяснявайки, че това е една от последните стъпки преди компанията да се опита да изстреля отново цяла първа степен. Повторно използваният двигател се представи безупречно. След това Rocket Lab обяви планове през 2024 г. да се опитат да преизстрелят цял бустер, който е бил възстановен и ремонтиран. Тези постижения показват, че дори малък екип с малка ракета може да разгадае пъзела на повторната употреба, макар и с различен подход от пропулсивното кацане. Всеки успех ги доближава до рутинната повторна употреба. Натрупаните знания също се използват в дизайна на Neutron, тяхната следваща генерация ракета, която се разработва за бърза повторна употреба от самото начало.
Нови играчи и тестове: Екосистемата на повторно използваемите изстрелвания се разшири. Relativity Space проведе първия полет на своята ракета Terran 1 през март 2023 г. – първата 3D-принтирана ракета – която, макар и само частично успешна (достигна космоса, но не и орбита), предостави данни за Terran R, напълно повторно използваема ракета, която Relativity разработва. Arianespace/ESA в Европа проведе първоначални огневи тестове на Prometheus – повторно използваем двигател, и малък „скок“ тест на прототип на повторно използваема степен през 2023 г. в Есранге, Швеция, по програмата Themis. В Индия ISRO през април 2023 г. проведе тест, при който прототип на крилат апарат RLV беше пуснат от хеликоптер и самостоятелно кацна на писта, демонстрирайки ключови елементи на бъдещ космически самолет за многократна употреба. Китайските стартъпи постигнаха няколко постижения: през юли 2023 г. Zhuque-2 на LandSpace стана първата в света ракета на метан, достигнала орбита (макар че при този полет беше за еднократна употреба), а през януари 2024 г. китайска фирма (Space Pioneer) извърши вертикален тест за кацане на малка ракетна степен. До края на 2024 г. китайската компания Deep Blue Aerospace се подготвяше за опит за възстановяване на първа степен от орбитален полет. В Япония JAXA започна разработката на повторно използваема сондажна ракета (за суборбитални полети) като тестова платформа за технологии. Междувременно американската компания SpaceX продължи да подобрява рекордите за повторна употреба при рутинни мисии – до 2025 г. те бяха извършили над 70 мисии Falcon 9 за една година (2022 и отново през 2023 г.), като огромното мнозинство са с повторно използвани бустери, и поставиха рекорд за преизстрелване на бустер (16 мисии с един и същ бустер). Те също така отпразнуваха 500-ата мисия на семейството Falcon през 2023 г., подчертавайки как повторната употреба позволява толкова висока честота на изстрелвания.

Като цяло, последните новини показват, че многократната употреба на ракети преминава от новост към норма. Провали все още се случват (ракетната наука е трудна, в крайна сметка), но фактът, че ракета толкова голяма като Starship може да оцелее в орбита и при повторно влизане в атмосферата, или че малка компания като Rocket Lab може да възстановява ускорители от океана и да използва повторно двигатели, би звучал като научна фантастика допреди малко време. Тенденцията се ускорява: всеки успех насърчава следващия, а дори и неуспехите (като повредата на двигателя на Blue Origin или ранните експлозии на Starship) бързо се анализират и преодоляват. Най-важното е, че политиките и нагласите също са се променили. NASA и американската армия, които някога бяха предпазливи, вече напълно са възприели многократната употреба на ракети. През 2022 г. Космическите сили на САЩ за първи път позволиха на SpaceX да изстреля скъп GPS сателит с използван ускорител Falcon 9, като изразиха увереност след щателна сертификация, че доказан в полет ускорител не е „по-рисков“ от нов. Това би било немислимо преди десетилетие. Регулатори като FAA също са се адаптирали и сега рутинно издават лицензи за кацане и повторни полети на ускорители. На пазара операторите на сателити вече са свикнали (и дори предпочитат) по-ниските цени и честите възможности за изстрелване, които предлагат използваните ракети.

В обобщение, настоящото състояние (около 2024–2025 г.) е, че многократната употреба на ракети е тук, за да остане и бързо се превръща в стандартен начин на работа за много доставчици на изстрелвания.

Икономически и екологични въздействия: плюсове и минуси на многократната употреба

Икономически предимства и предизвикателства

Икономическата логика за многократната употреба на ракети е проста: като използвате хардуера многократно, разпределяте огромните разходи за строителство на ракета върху няколко полета, вместо да изхвърлите тази инвестиция в океана след еднократна употреба. Разходите за изстрелване исторически са били основна бариера за космическите дейности – единични изстрелвания често струват десетки до стотици милиони долари. Многократната употреба обещава да премахне тази бариера. Всъщност, използването на многократно използваем ускорител и капсула, вместо еднократни системи, може да намали цената на изстрелване с голяма разлика. Някои анализи показват, че многократно използваема ракета може да бъде до 65% по-евтина от еквивалентна еднократна ракета за същата мисия. Драматичното намаляване на цените от SpaceX с Falcon 9 потвърждава това: при ~$67M, Falcon 9 може да изведе 20+ тона в орбита, докато предишните еднократни ракети са стрували два до три пъти повече за подобен товар. Rocket Lab също очаква разходите за малки изстрелвания да спаднат, след като напълно въведе многократната употреба на Electron. Както се пошегува неотдавна статия от космическата индустрия: ако всеки полет на авиокомпания изискваше построяването на чисто нов Boeing 747, въздушният транспорт щеше да е безумно скъп – за щастие, самолетите се използват многократно, и същият принцип може да се приложи и за ракетите.

Повторната употреба също така позволява по-висока честота на изстрелвания. Когато един бустер може да лети, да каца и отново да лети с кратко време за подготовка, доставчикът не трябва да произвежда изцяло нова ракета за всяка мисия. Това означава, че пропускателната способност на изстрелванията може да се увеличи без линейно увеличение на производствените разходи или размера на фабриката nasa.gov. SpaceX е основен пример: чрез повторна употреба на бустери, компанията успя да поддържа вълна от изстрелвания на сателити Starlink (често изстрелвайки бустери по 5-10 пъти годишно всеки), нещо, което би било прекалено скъпо, ако всяка мисия изискваше чисто нова ракета. По същество, разпределянето на фиксираните производствени разходи върху много полети намалява средната цена на полет значително. Това отваря вратата за мисии, които преди това биха били икономически неизгодни. По-малки компании, университетски товари и стартиращи фирми могат да си позволят изстрелвания; амбициозни проекти като мега-съзвездия или мисии в дълбокия космос стават по-финансово осъществими.

Въпреки това, повторната употреба не е безплатна икономически. Разработването на ракета за многократна употреба струва много пари за НИРД предварително, а ремонтът между полетите не е без разходи. Има точка на равновесие: трябва да използвате бустер определен брой пъти, за да надхвърлят спестяванията допълнителните разходи за разработка и обработка. Ако една ракета се използва повторно само няколко пъти, ползите може да са минимални или дори отрицателни. Както отбелязва един анализ: „Ракета за многократна употреба, която лети само три или четири пъти годишно, е далеч от това да бъде по-устойчива [икономически] от еднократна“, когато се вземат предвид поддръжката и режийните разходи. Повторната употреба наистина блести, когато имате висока честота на изстрелвания и можете бързо да подготвяте апаратите за нов полет. SpaceX постигна това, като създаде собствено търсене (изстрелвания на Starlink), за да използва често бустерите. На пазари с по-ниска честота на изстрелвания (например държава с едва няколко правителствени изстрелвания годишно), скъпа система за многократна употреба може да се окаже нерентабилна. Европейските служители се сблъскват с този въпрос: без търсене като Starlink, може ли Европа да оправдае напълно многократна ракета, или тя ще стои твърде често неизползвана? Това е нюансирано уравнение.

Освен това, повторната употреба може да включва компромиси в производителността, които влияят на икономиката. Бустер за многократна употреба обикновено запазва гориво за маневри при кацане или носи допълнителна маса (крака за кацане, топлинна защита), което означава, че издига по-малък полезен товар, отколкото ако бъде изразходван еднократно. Например, Falcon 9 на SpaceX може да изведе около 23 тона в ниска околоземна орбита при еднократна употреба, но само ~18 тона, когато първата степен каца, защото запазва част от горивото и носи оборудване за възстановяване. За повечето мисии това е приемлива загуба, но за много тежки или енергийно интензивни мисии понякога повторната употреба не е практична. SpaceX понякога избира да изразходва бустер (да не го възстановява) за особено тежък полезен товар, за да получи малко повече производителност. Това показва, че стойността на повторната употреба трябва да се претегли спрямо изискванията на мисията. За цели като геостационарна орбита или междупланетни траектории, частично многократна ракета може да се наложи да лети в еднократен режим или да използва повече степени. В икономически план, повторната употреба в момента е най-изгодна за голям брой, по-нискоенергийни изстрелвания (като изстрелване на сателити към LEO), където може да се използва често. За редки, свръхтежки мисии (марсиански сонди и др.), еднократните тежки бустери все още могат да имат роля – поне докато напълно многократни супер-ракети като Starship не влязат в експлоатация и не променят тази сметка.

В обобщение, икономическите предимства на повторната употреба на ракети са убедителни: драстично по-ниска пределна цена на полет, възможност за увеличаване на честотата на изстрелванията и отваряне на нови пазари (като космически туризъм или големи съзвездия) чрез по-достъпни изстрелвания. Недостатъците или предизвикателствата са, че това изисква значителни първоначални инвестиции и се изплаща напълно само при достатъчно висока честота на полети и оперативна ефективност. С напредването на технологията обаче, ценовият модел безспорно се променя. Достъпът до космоса става по-евтин, а повторната употреба е основна причина за това. Показателно е, че дори скептиците промениха мнението си – до средата на 2020-те години както европейски, така и американски официални лица признаха, че успехът на модела на SpaceX „преобрази индустрията“ и че игнорирането на повторната употреба не е жизнеспособно в дългосрочен план. По думите на Илон Мъск, ракетите за многократна употреба са „критичният пробив, необходим за превръщането на живота в мултипланетарен“ – и макар това да е амбициозна гледна точка, има консенсус, че те със сигурност са пробив за правенето на космическите полети по-бизнес-жизнеспособни.

Екологични съображения

Изстрелванията на ракети имат екологични въздействия, а повторната употреба ги променя по различни начини – някои положителни, други изискващи внимателен анализ. От положителната страна, повторната употреба на ракети означава, че по-малко ракети трябва да се произвеждат и изхвърлят, което може да намали отпадъците и замърсяването от производствените и процесите по изхвърляне. Всеки ракетен етап, който е възстановен и използван повторно, е един по-малко корпус, който потъва на дъното на океана или изгаря в атмосферата (с потенциално падане на отломки). Това води до по-малко потребление на материали (метални сплави, въглеродни влакна и др.) и по-малко индустриално производство на нови ракети, което е от полза от гледна точка на използването на ресурси. Както отбелязва една статия на космически консорциум, „намаляването на броя на изхвърлените ракетни компоненти намалява космическите отпадъци… и има екологичен ефект, съответстващ на нарастващия акцент върху устойчивите практики.“ Вместо да се третират ракетните етапи като еднократен боклук, повторната употреба ги държи в обращение. Това също помага за смекчаване на нарастващия проблем с космическите отпадъци в орбиталните режими – например, ако горните етапи в крайна сметка могат да се използват повторно или да се деорбитират отговорно, това би означавало по-малко мъртви обекти, оставени да се носят в космоса.

Друга често цитирана полза за околната среда: горивна ефективност. Многократно използваемата ракета е проектирана за оптимално използване на горивото, тъй като всеки неизползван резерв идеално се връща обратно (макар че, парадоксално, при многократните се носи допълнително гориво за кацане). Някои поддръжници твърдят, че като цяло многократната система може да използва по-малко общо гориво на изведен полезен товар в сравнение с производството и изстрелването на няколко еднократни ракети за издигане на същия кумулативен полезен товар. Логиката е, че изграждането на нова ракета за всеки полет изисква много енергия и материали, докато рефурбишмънтът на съществуваща е по-малко ресурсно интензивен. Един източник дори твърди, че многократните ракети „използват по-малко гориво от еднократните, което ги прави сравнително по-добри за околната среда“. Това твърдение може да изглежда изненадващо, тъй като дадено многократно изстрелване използва повече гориво по време на мисията (трябва да се задели гориво за кацане), но ако това позволява използването на същото превозно средство вместо изграждането, да речем, на пет отделни ракети, общите разходи на гориво (и енергия) през жизнения цикъл наистина могат да са по-ниски. Анализите на жизнения цикъл са сложни, но интуицията е, че рециклирането на ракета е като рециклирането на всичко – може да спести енергия и емисии спрямо изработването на нова всеки път. Освен това много нови многократни ракети преминават към по-чисти горива: Starship на SpaceX и New Glenn на Blue Origin използват и двете течен метан (CH4) и течен кислород, които горят по-пълно и произвеждат по-малко сажди (черен въглерод) в сравнение с керосина (RP-1), използван в по-старите ракети. Метановите ракети имат около 20–40% по-ниски въглеродни емисии и значително по-малко сажди и прахови частици в горните слоеве на атмосферата в сравнение с керосиновите ракети, според SpaceX. New Shepard на Blue Origin и някои степени на New Glenn използват течен водород и кислород, чийто изгорели газове са само водна пара, практически нула CO₂ емисии (макар че производството на водород само по себе си има екологични разходи, освен ако не се прави по зелени методи). Накратко, многократните ракети често са в челните редици на по-зелените ракетни технологии, използвайки горива и двигатели, които целят да минимизират вредните емисии като CO₂, CO и прахови частици.

Въпреки това, многократната употреба не е екологичен панацея. Ракетите все още изпускат газове от горенето директно в горните слоеве на атмосферата, а увеличената честота на изстрелвания – която многократната употреба прави икономически възможна – означава повече изстрелвания и потенциално повече емисии като цяло. Макар че настоящите глобални темпове на изстрелвания са сравнително ниски (може би 150 орбитални изстрелвания в световен мащаб през 2023 г.) и така общият въглероден отпечатък е нищожен в сравнение с авиацията (изгарянето на ракетно гориво е <1% от това на авиацията, исторически), опасението е, че ако космическите полети се увеличат с порядъци (както някои предвиждат с космическия туризъм, съзвездия и др.), кумулативните ефекти върху атмосферата могат да станат значими. Например, ракетите изпускат черен въглерод (сажди) и алуминиеви частици в стратосферата, където тези замърсители могат да се задържат и да влияят на атмосферната химия и климата. Твърдогоривните ракетни двигатели (като тези на космическата совалка и някои настоящи ракети) изпускат солна киселина и алуминиев оксид, които могат да разрушават озона в непосредствения си шлейф – макар че при малко изстрелвания ефектът е бил много локализиран и краткотраен. Ако честотата на изстрелванията се увеличи драстично, тези ефекти могат да се натрупат. Многократните ракети помагат тук, като преминават към течни горива (напр. минимизират използването на твърди горива) и като намаляват нуждата да се произвеждат много ракети (индустриални емисии) за даден брой полети.

Един от екологичните аспекти е процесът на повторно влизане и възстановяване. Когато една ракетна степен се връща през атмосферата, ако не бъде контролирана правилно, тя може да се разпадне и да разпръсне отломки на големи площи (страшният проблем с повторното влизане на „космическия боклук“). Многократните ракети избягват неконтролирани повторни влизания – по дизайн те се връщат или на площадка за кацане, или на планирано приводняване в океана. Това подобрява безопасността и екологичната чистота в сравнение с изхвърлените степени, които могат да разпръснат отломки. Все пак, контролираното повторно влизане все още има звуков отпечатък (sonic boom), а операциите по кацане (особено при задвижвано кацане) изискват създаване на зони за изключване, кораби и др., което има малък екологичен и логистичен отпечатък. Площадките за кацане и съоръженията за рефурбишмънт имат свои собствени нужди от екологично управление (например за обработка на остатъчно гориво и др.). Така че, макар това да са сравнително малки проблеми, те показват, че повторната употреба измества някои въздействия от производствените обекти към оперативните обекти.

Още един положителен аспект: Намалени орбитални отпадъци. Напълно многократна система като Starship би означавала, че никакви степени не остават в орбита. Настоящите еднократни горни степени често остават в орбита като отпадъци или в крайна сметка влизат неконтролирано обратно. Като връща и двете степени, Starship практически би елиминирал създаването на нов космически боклук от изстрелвания. Дори частично многократните системи (като Falcon 9) намаляват отпадъците – SpaceX понякога извършва контролиран деорбитален маньовър на втората си степен (въпреки че не се използва повторно), за да гарантира, че тя ще влезе обратно и няма да остане в космоса. Този подход „не оставяй боклук в космоса“ е по-лесен за възприемане, когато повторната употреба е част от дизайнерската философия.

В обобщение на екологичния баланс: Многократните ракети се вписват добре в целите за устойчивост, но изискват внимателно прилагане. От една страна, те намаляват отпадъците, пестят материали и могат да използват по-чисти горива – правейки всяко изстрелване по-ресурсоефективно. От друга страна, като позволяват много повече изстрелвания (и по-големи превозни средства), те могат да увеличат общите емисии и замърсяването на голяма височина, ако не се компенсира с по-зелени горива и практики. Индустрията е наясно с това и вече изследва решения (като въглеродно неутрални горива или дори бъдещи концепции за първи степени, работещи с въздух и др.). Един космически еколог, Мартин Рос от The Aerospace Corporation, го формулира така: текущите въглеродни емисии на космическата индустрия са нищожни (<1% от авиацията), но трябва да изучаваме и предвиждаме ефектите с увеличаването на мащаба. Обнадеждаващо е, че новото поколение ракети прави избори с мисъл за околната среда: напр. двигателите BE-3 и BE-7 на Blue Origin работят с водород/кислород (чисти изгорели газове), SpaceX премина от саждист керосин към по-чист метан, а Rocket Lab използва силно рафиниран керосин, но планира да компенсира или минимизира своя отпечатък.

В заключение, екологичното въздействие на повторната употреба е нетно положително в много отношения – особено чрез намаляване на индустриалното производство и космическите отпадъци – но не елиминира всички притеснения. Както многократните ракети правят космоса по-достъпен, ще бъде важно да се гарантира, че увеличеният достъп няма да доведе до непредвидени екологични щети. С внимателно управление и продължаващи иновации (може би рециклиране на горива, използване на по-зелени горива и др.), целта е наистина устойчив цикъл на космически изстрелвания, при който ракетите могат да излитат и кацат рутинно с минимално въздействие върху нашата планета.

Технически и инженерни предизвикателства

Построяването на ракета, която не само може да достигне космоса, но и да се върне цяла, е огромно инженерно предизвикателство. Многократно използваемите ракети срещат всички същите препятствия като еднократните (мощни двигатели, намаляване на теглото, управление и др.), плюс цял набор от допълнителни усложнения. Ето някои от основните технически предизвикателства и как инженерите са ги преодолели:

Оцеляване при повторно влизане и топлина: Може би най-очевидното предизвикателство е издържането на интензивната топлина и напрежения при повторно влизане в атмосферата на Земята. Когато ракетна степен пада обратно от ръба на космоса, тя може да се движи с 10 до 25 пъти скоростта на звука, удряйки се в плътния въздух, който може да нагрее повърхностите до хиляди градуси. За многократно използваемите ракети това означава, че топлинната защита е от решаващо значение. Орбиталните кораби на космическата совалка бяха известни с хилядите си топлинни плочки, които им позволяваха да оцелеят при повторно влизане от орбита. Съвременните многократно използваеми ускорители като Falcon 9 подхождат към повторното влизане по различен начин: те натискат спирачките със свръхзвуково ретро-двигателно запалване, за да забавят и избегнат най-лошото нагряване. Въпреки това, те трябва да бъдат здрави – решетъчните крила и други повърхности са направени от топлоустойчиви материали (SpaceX използва титанови решетъчни крила на Falcon 9, защото алуминиевите се изкривяваха от топлината при ранните полети). Горната степен на Starship на SpaceX, която изпитва по-високи скорости при орбитално повторно влизане, е покрита с керамични топлинни плочки по корема си, подобно на совалката. При тестовите повторни влизания на Starship през 2023–24 г. инженерите наблюдаваха как плочки се отлепят и крилата се обгарят – знак колко суров е този режим. При успешния полет на Starship през юни 2024 г. „парчета метал и… топлинно-защитни плочки започнаха да отлитат“ по време на огненото спускане. Ясно е, че усъвършенстването на издръжливи, леки топлинни щитове (и закрепването им!) е голямо предизвикателство. SpaceX експериментира с дизайна на плочките и методите за закрепване, за да гарантира, че Starship може да влиза от орбита многократно без нужда от пълна реновация всеки път. Други подходи, като бустера New Glenn на Blue Origin, ще използват здраво термоустойчиво покритие, нанасяно с боя, и известна активна охладителна система, за да оцелеят при повторното влизане с по-ниска скорост от ~орбитална скорост. Всеки многократно използваем дизайн трябва да намери начин да предотврати топенето или разрушаването на критични структури – задача, която не е за подценяване.
Управление, навигация и контрол (GNC): Кацането на ракетна степен обратно на Земята често се сравнява с „балансиране на метла на ръка“ – това е динамично нестабилен, труден за управление проблем. Бустерът се спуска с опашката напред и трябва да поддържа правилна ориентация (използвайки решетъчни крила или завъртане на двигателя) срещу вятър и смущения, след което да запали двигателите си в точното време, за да забави и да кацне меко. За постигането на това бяха необходими напреднали бордови компютри, сензори (като GPS и инерциални измервателни устройства) и контролни алгоритми. SpaceX имаше няколко почти успешни опита и „твърди кацания“ в ранните опити (2013–2016), докато настройваха софтуера си за кацане. Сега изглежда почти рутинно, но под повърхността системата прави постоянни микро-корекции. Суборбиталната New Shepard на Blue Origin, макар и по-бавна, също трябваше да овладее пропулсивното кацане от голяма височина. Интересно наблюдение от Джеф Безос: физиката всъщност благоприятства по-големите ракети, когато става дума за вертикално кацане. „Вертикалното кацане харесва големи ракети, защото е по-лесно да балансираш метла, отколкото молив на пръста си“, отбелязва Безос – тоест високият, масивен бустер е малко по-стабилен при спускане от малък. Това е добър знак за големи бустери като New Glenn или Starship. Въпреки това, всяка кацаща ракета се нуждае от надежден софтуер за управление на тягата на двигателя, отклоняване при отклонение от курса и корекции в последния момент (както се вижда, когато бустерите Falcon понякога се накланят леко и след това се изправят точно преди кацане). Освен това, кацането на движеща се дрон-платформа в морето (за SpaceX) добавя сложност – системата трябва да се справя с движението на платформата и по-малката целева площ. Досега напредналите GNC системи се справят с тази задача, осъществявайки прецизни кацания, които някога се смятаха за почти невъзможни. През 2022 г. бустер Falcon 9 постигна кацане с точност само метър-два върху дрон-платформата – удивително постижение в управлението.
Структурно износване: Ракетите се строят възможно най-леки, което често означаваше в дните на еднократна употреба, че са доближавани до материалните си граници за един полет. Многократните ракети трябва да издържат не само един, а много полети, така че инженерите трябва да гарантират, че структурите, резервоарите и двигателите могат да преживеят многократни цикли на натоварване. Това включва справяне с умора (малки пукнатини, които растат при многократно натоварване), вибрации и акустика (изстрелването и повторното влизане са шумни и бурни, което може постепенно да разклати нещата), и термични цикли (повтарящото се нагряване и охлаждане може да отслаби материалите). SpaceX преодоля някои от тези проблеми, като подсили определени компоненти на Falcon 9 в следващите итерации (моделът „Block 5“ Falcon 9, въведен през 2018 г., е оптимизиран за бърза повторна употреба, с подобрени топлоустойчиви дюзи на двигателите, защитни покрития и др.). Те също така имат процедури за инспекция за проверка на структурни проблеми между полетите. Един ключов компонент, който понася много стрес, е двигателят – многократното запалване и регулиране на тягата може да причини напрежение. Въпреки това, двигателите Merlin на SpaceX се оказаха изключително издръжливи, като някои летят над 10 пъти. Подходът на Rocket Lab с Electron беше поучителен: техният бустер е от въглероден композит и теоретично е за еднократна употреба, но се оказа, че възстановените степени са в достатъчно добро състояние, за да летят отново с малки ремонти, което показва, че има резерви. Все пак сертифицирането на хардуер за повторна употреба изисква стриктен анализ и понякога тестване до разрушаване на компонентите, за да се разберат границите. Предизвикателството е да се намери правилният баланс: да направиш ракетата достатъчно здрава за повторна употреба, но не толкова свръхздравена, че да загуби твърде много производителност. Съвременните материали (като използването на неръждаема стомана от SpaceX за Starship, която понася по-добре топлина и напрежение от алуминия) помагат в това отношение.
Системи за задвижване и кацане: Извършването на кацащ горивен импулс в точния момент е въпрос на живот и смърт за многократно използващ се ускорител. Това изисква двигатели, които могат да стартират отново надеждно и да регулират тягата в широки граници. Много традиционни ракетни двигатели не са проектирани да спират и стартират отново по време на полет, камо ли няколко пъти. SpaceX трябваше да направи двигателя Merlin способен да стартира отново за обратни импулси, импулси за повторно влизане и кацащи импулси. BE-3 на Blue Origin (на New Shepard) може да намали тягата си до само няколко процента от максималната, което позволява меко кацане – способност, която много двигатели нямат. Проектирането на двигатели за повторна употреба също означава, че те трябва да издържат на многократно запалване. Затова поддръжката между полетите е фактор: например, основните двигатели на космическата совалка (RS-25) бяха за многократна употреба и с изключително високи характеристики, но изискваха обширна инспекция и ремонт след всяка мисия, включително подмяна на части от турбината и др. SpaceX се стремеше към много по-„индустриален“ подход с Merlin: умерена производителност, но лесна повторна употреба с минимална работа (всъщност, тяхната цел беше „инспекцията на Falcon 9 между полетите да е като инспекция на самолет“ – бърз обрат). За да се постигне това, бяха направени опростявания като използване на термично стабилни конструкции, избягване на екзотични материали, които могат да са крехки, и проектиране за по-малко горивни нестабилности (кошмарът на ракетните двигатели). Изборът на гориво също е от значение – например, метанът гори по-чисто от керосина, което означава по-малко натрупване на сажди вътре в двигателя и тръбопроводите, намалявайки нуждата от почистване между полетите. Забележително е, че Rocket Lab трябваше да се справя с потапяне в солена вода при възстановяване на двигателите Electron – корозията от сол може да унищожи двигателите, затова те работят по методи за защита или бързо изплакване на двигателите след възстановяване. В бъдеще може да видим системи за улавяне на двигатели или кацания на суша, за да се избегне морската вода напълно (SpaceX избягва солената вода, като каца на кораби). Всяко от тези неща е решим инженерен проблем, но изисква итерации и креативни решения.
Операции с бърз обратен цикъл: Не става въпрос само за хардуера на ракетата, но и за процесите, които са предизвикателство. За да се постигне истинска икономическа полза, повторната употреба трябва да бъде бърза и евтина. Ако един бустер изисква 3-месечно разглобяване и ремонт между полетите, се губи голяма част от ползата (както показа совалката). Затова предизвикателството е да се проектират операции, при които можете да приземите бустер и в рамките на дни или седмици да го заредите и изстреляте отново с минимална човешка намеса. SpaceX постигна напредък: техният рекорд е повторно изстрелване на бустер за около 21 дни и целят да намалят този срок. Джеф Безос е казал, че целта за обратен цикъл на бустера на New Glenn е 16 дни. За да се постигне това, трябва да се оптимизират инспекциите (може би чрез напреднали неразрушаващи методи като сканиране на структурата за пукнатини или дори вградени сензори, които следят състоянието на ракетата по време на полет), да се автоматизират процесите (като използване на роботи за поставяне или проверка на топлинни щитове и др.) и да се гарантира, че дизайнът на ракетата е „оперативен“ – лесен за обслужване, достъп и сглобяване. По думите на Безос, те искат повторната употреба да е толкова безпроблемна, че „експлоатацията ѝ никога да не прави еднократната употреба логична“ – наистина висока летва. От друга страна, някои експерти предупреждават, че прекалено бързият обратен цикъл може да застраши безопасността или да доведе до натрупване на скрити повреди. Военната концепция за „бърза повторна употреба“ (като изстрелване на една и съща ракета два пъти в рамките на 24 часа) е демонстрирана при суборбитални тестове, но все още не и при орбитални, и предстои да се види дали ултра-бързият обратен цикъл ще бъде икономически изгоден или необходим за повечето клиенти. Въпреки това, създаването на повторно използваема система включва проектиране на всичко – от транспорт (придвижване на приземени бустери обратно до стартовата площадка), хангари за ремонт, съхранение между полетите и т.н. SpaceX изгради цял флот от кораби за изтегляне, кранове и дори роботизирана ръка за улавяне (кула „Mechazilla“ в Бока Чика), за да оптимизира бъдещите операции със Starship. Това е екосистема от инженерни предизвикателства, които надхвърлят самата ракета.

Накратко, за да станат ракетите повторно използваеми, трябва да се преодолеят изключително сложни физични и инженерни проблеми: екстремна топлина, прецизен контрол, повторна употреба на материали под напрежение, надеждни двигатели и ефективни операции. Всяка компания е срещала неуспехи по този път – SpaceX загуби няколко прототипа, преди да усъвършенства приземяването на Falcon, Blue Origin трябваше да преработи част от двигател след повреда, Rocket Lab трябваше да коригира дизайна на парашутите и да се научи да изважда бустери от бурно море. Но едно по едно тези предизвикателства се преодоляват. Всеки тестов полет, дори неуспехите, учи инженерите на ценни уроци. В резултат на това, онова, което някога изглеждаше почти невъзможно – например връщането на 14-етажна ракетна степен, движеща се с хиперзвукова скорост, безопасно обратно на Земята – сега е доказана (макар и все още впечатляваща) рутина. Предстоят още предизвикателства (като правенето на горни степени повторно използваеми, което е още по-трудно поради по-високите скорости при повторно влизане и по-малкия запас от гориво за кацане), но тенденцията е, че инженерите намират иновативни решения. Техническите препятствия от вчера се превръщат в стандартни практики днес в областта на повторно използваемите ракети.

Военни и търговски последици

Появата на повторно използваеми ракети не само трансформира бизнеса и изследванията – тя има и значителни последици за националната сигурност, отбраната и търговския космически сектор като цяло.

От търговската страна, по-евтините и по-чести възможности за изстрелване позволяват появата на нови видове бизнеси и услуги. Може би най-видимият ефект е възходът на мега-съзвездията от сателити. Собственият проект Starlink на SpaceX – с цел хиляди сателити за широколентов интернет – е директен бенефициент на повторната употреба. Чрез многократното използване на бустерите Falcon 9 десетки пъти, SpaceX драстично намали разходите за разгръщане на мрежата Starlink, като рутинно изстрелва партиди от 50-60 сателита. Това просто не би било икономически осъществимо с еднократни ракети на традиционни цени. По подобен начин, други компании, които планират съзвездия (OneWeb, Project Kuiper на Amazon и др.), разчитат на наличието на чести и по-евтини изстрелвания (от доставчици като SpaceX, Blue Origin, бъдещите ракети за многократна употреба на Arianespace и др.), за да направят бизнес плановете си жизнеспособни. В по-широк смисъл, повторната употреба разширява достъпа до космоса за по-малки играчи. По-ниските разходи за изстрелване означават, че университети, малки стартиращи компании и дори космическите агенции на развиващи се страни могат да изстрелват товари, които преди са били недостижими. Ставаме свидетели на бум на стартиращи компании за малки сателити (за наблюдение на Земята, комуникации, метеорология и технологични демонстрации) – много от които изрично посочват достъпните полети с Falcon 9 или Electron като ключови за съществуването си. Както отбелязва един космически икономист, моделът за повторна употреба на SpaceX „драстично намалява разходите за изстрелване и увеличава честотата на полетите“ за мисии до LEO, което е решаващо за търговската жизнеспособност на космическите начинания.

Освен това, повторната употреба отваря нови пазари като космическия туризъм. Blue Origin и Virgin Galactic (втората използва частично многократен самолет за изстрелване в космоса) вече са изпратили частни граждани в космоса. Макар и в начален етап, тази индустрия ще разчита на апарати, които могат да летят често и безопасно – на практика като самолети – което е възможно само с повторна употреба. Ракетите за многократна употреба правят също така концепции като обслужване на орбита и космическа инфраструктура по-реалистични; например, компания може да изстреля модул за космическа станция или горивен депо за сателити, знаейки, че мисии за снабдяване или сглобяване могат да се извършват с повторно използвани бустери на по-ниска цена.

Утвърдените доставчици на изстрелвания и аерокосмическата индустрия трябваше да се адаптират бързо. В продължение на десетилетия компании като ULA или международни агенции се гордееха с изключително надеждни еднократни ракети (Atlas, Delta, Ariane и др.), често с консервативни проектни резерви и съответно високи разходи. Успехът на SpaceX с повторната употреба беше разрушителен – той принуди тези играчи да обмислят нови икономически модели или да рискуват да загубят търговен пазарен дял. Вече видяхме как Arianespace изпитва затруднения: предстоящата Ariane 6 е проектирана преди да бъде доказана повторната употреба на Falcon 9 и не е за многократна употреба; в резултат на това Ariane 6 може да е по-малко конкурентоспособна по цена и някои в Европа настояват повторната употреба да бъде въведена във възможно най-кратък срок в следващите модели. Ракетата Vulcan на ULA ще започне като еднократна, но ULA оставя възможност за частична повторна употреба. Конкурентният натиск от страна на новите играчи с многократна употреба води до по-динамичен и иновативен пазар на изстрелвания, което може да доведе до консолидация или промени – напр. някои предвиждат по-малко доставчици в дългосрочен план, защото ако една компания може да извършва десет пъти повече мисии със същия флот (благодарение на повторната употреба), тя може да завземе по-голям дял от пазара. В икономически план, повторната употреба може да намали общото търсене на нови ракети (тъй като всяка ракета извършва повече полети), което ще затрудни производителите, които разчитат на изработката на много единици. Но тя може също така да стимулира търсенето, като намали цените и даде възможност за повече бизнес в космоса, което евентуално може да увеличи общия брой изстрелвания. На практика сме свидетели на класически сценарий на разрушителна иновация.

За военните и националната сигурност, ракетите за многократна употреба носят както възможности, така и някои стратегически съображения. Основната полза, която военните виждат, е отзивчиво изстрелване. Във военната космическа стратегия все по-голямо значение се отдава на способността бързо да се заменят или допълват сателити в орбита, особено ако някои бъдат унищожени при конфликт (концепция, наречена „тактически отзивчиво пространство“). Ракетите за многократна употреба, с бързото си време за подготовка, могат да позволят на военните да изстрелват при кратко предизвестие, тъй като бустерът може да бъде подготвен и изстрелян отново без да се чака изграждането на нов апарат. Например, Космическите сили на САЩ през 2021 г. използваха повторно използван бустер Falcon 9 за изстрелване на GPS сателит (след първоначално колебание). След като SpaceX доказа надеждност, военните приеха повторната употреба – официални лица заявиха, че след сертифициране не смятат, че използван бустер е по-рисков от нов. Това е значимо: означава, че военните получават и икономии (защо да се харчат $100 млн. за нова ракета за всяка мисия, ако повторно използвана за половината цена върши работа?). Тези спестявания могат да бъдат насочени към други отбранителни нужди или да позволят изстрелването на повече сателити със същия бюджет.

Освен това, с потенциални конфликти, разпростиращи се в космоса (оръжия срещу сателити и др.), наличието на флотилия от ракети за многократна употреба може да се превърне в стратегически актив. Представете си сценарий, в който една държава може да възстанови сателитна групировка за дни след атака, използвайки ракети, които кацат и се изстрелват отново бързо – това може да възпре противниците да атакуват сателити изобщо. Американските военни и DARPA са провеждали учения и предизвикателства, насочени към много бързи изстрелвания; една от концепциите е да има бустери в готовност, които могат да изстрелят малки товари в рамките на 24 часа след повикване. Системите за многократна употреба са естествено подходящи за това, тъй като намаляват разходите и могат да бъдат тествани/усъвършенствани чрез честа употреба в мирно време, което гарантира надеждност при нужда.

От геополитическа гледна точка, многократната употреба също се превръща донякъде в надпревара във въоръжаването. Фактът, че Китай инвестира сериозно в технологии за ракети за многократна употреба, показва, че те осъзнават стратегическото ѝ значение. Доминирането в космоса не е само въпрос на притежание на ракети, а на притежание на евтини, бързо достъпни ракети. Някои коментатори отбелязват, че възможностите на SpaceX са почти като система за бързо глобално разполагане, която други държави все още не могат да достигнат. Всъщност Мъск е размишлявал (и дори е подписал споразумение с американските военни за проучване) върху идеята да се използва Starship за транспорт от точка до точка на Земята, доставяйки товари или дори войски по целия свят за по-малко от час. Макар това все още да е спекулативно, то подчертава как ракетите за многократна употреба могат да имат военни логистични приложения далеч отвъд изстрелването на сателити – на практика действайки като свръхбързи товарни самолети, които могат суборбитално да прескачат континенти.

Въпреки това, военните също отчитат надеждността и контрола. В началото някои военни ръководители бяха скептични към повторната употреба за критични национални мисии, страхувайки се, че използвана ракета може да е по-малко надеждна. Този скептицизъм до голяма степен е намалял след доказани успехи (Космическите сили вече са провели множество мисии с повторно използвани Falcon 9). Друго съображение е индустриалната база и независимостта: ако една частна компания (напр. SpaceX) монополизира пазара със свръхмногократна ракета, не рискува ли правителството да стане твърде зависимо от нея? Това е и една от причините Министерството на отбраната на САЩ да продължава да подкрепя няколко доставчика на изстрелвания (включително нови като Blue Origin и нововъзникващи малки компании) – за да осигури резерв и да избегне единствена точка на провал или монопол.

За търговската сателитна индустрия повторната употреба е благодат по отношение на по-ниските разходи, но също така въвежда нови динамики. Например, производителите на сателити могат да пригодят своите дизайни, за да се възползват от по-честите изстрелвания, може би създавайки сателити с по-кратък живот, но изстрелвайки замени по-редовно (тъй като изстрелването е по-евтино и лесно достъпно – стратегия, която съответства на подходите за мега-съзвездия). Освен това, застрахователните и договорните модели трябваше да се адаптират: първоначално застрахователите се чудеха дали полетът с „използвана“ ракета е по-рисков (което водеше до по-високи премии), но данните показаха, че повторно използваните ускорители са също толкова надеждни до момента. Сега е обичайно клиентите на сателити всъщност да изискват ускорител с доказан полет, знаейки, че вече е преминал през полет и е тестван.

Още едно последствие: ускоряване на иновациите. Като прави изстрелванията чести и достъпни, повторната употреба позволява на компаниите и изследователите по-бързо да правят итерации на сателитните технологии (по-малко чакане за изстрелване, по-ниска цена за опитване на нещо ново). Това е аналогично на начина, по който евтината изчислителна мощност стимулира софтуерните иновации – евтиното изстрелване може да стимулира иновациите в космическия хардуер и приложенията. Виждаме началото на това, например, когато компании обновяват своите сателитни съзвездия на всеки няколко години с нови технологии (защото могат често да изстрелват замени). Военните също могат да се възползват, като тестват нови системи в космоса по-често и без прекомерни разходи.

В голямата картина, ракетите за многократна употреба променят стратегическия пейзаж: достъпът до космоса все повече зависи не от това кой има най-голямата ракета, а от това кой има най-умната, най-рентабилната система за изстрелване. Държавите, които инвестират в повторна употреба (САЩ, Китай, вероятно Индия и др.), могат да изпреварят тези, които не го правят, по отношение на оперативната гъвкавост в космоса. Търговските субекти, които овладеят повторната употреба, могат да надминат тези, които се придържат към еднократните модели – вече видяхме няколко малки стартъпа за изстрелване да променят курса и да обмислят повторната употреба, след като първоначално са я отхвърлили (Rocket Lab е основен пример; дори ArianeGroup в Европа първоначално твърдеше, че повторната употреба няма да спести много, само за да промени мнението си след като SpaceX доказа обратното). Тази промяна не е различна от прехода от витлови самолети към реактивни или от ветроходи към парни кораби – тези, които се адаптират, просперират, а тези, които не го правят, рискуват да станат остарели.

В заключение, последиците от повторната употреба на ракети са многостранни: икономически тя намалява разходите и премахва бариерите за навлизане; търговски позволява нови услуги и принуждава утвърдените играчи да иновират; военно осигурява стратегическа устойчивост и възможности за бърза реакция. Може спокойно да се каже, че навлизаме в нова ера, в която космическата мощ ще се измерва не само по това колко ракети можеш да изстреляш, а по това колко бързо, достъпно и често можеш да го правиш – и това е наследството на революцията на ракетите за многократна употреба.

Експертни мнения за ракетите за многократна употреба

Възходът на ракетите за многократна употреба се следи отблизо от експерти в индустрията, учени и лидери на мнение, много от които са изразили мнението си за тяхното значение. Тук подчертаваме няколко прозрения и цитати от видни личности и експерти:

Илон Мъск (основател/главен изпълнителен директор на SpaceX): Мъск е един от най-ярките защитници на повторната употреба още от самото начало. Той прочуто сравни еднократните ракети с това да изхвърлиш нов Боинг 747 след един полет, наричайки го лудост. Според Мъск, „напълно използваема орбитална ракета е критичният пробив, необходим, за да направим живота мултипланетарен.“ Той твърди, че без драстично намаляване на разходите чрез повторна употреба, заселването на Марс или провеждането на наистина мащабни космически операции ще остане непрактично. След като Starship на SpaceX постигна първото си меко приводняване през 2024 г., Мъск написа в Twitter: „Starship стигна чак до меко кацане в океана!“ изразявайки вълнение, че дори с известни повреди по топлинния щит, апаратът е оцелял. Мъск вижда това като потвърждение на инженерните решения – че здравината и повторната употреба са постижими дори в мащаба на Starship. Стратегията на компанията му въплъщава неговата философия: итеративното тестване и бързата повторна употреба на бустери от SpaceX демонстрират вярата му в ученето чрез действие и бързото развитие на технологиите.
Гуин Шотуел (президент/главен оперативен директор на SpaceX): Шотуел е дала практически прозрения за това как повторната употреба е променила операциите на SpaceX. Тя отбелязва, че чрез повторна употреба на бустери, SpaceX може драстично да увеличи честотата на изстрелванията, като казва пред медиите, че вместо да строят 40 нови бустера годишно, могат да построят, например, 10 и да летят с всеки по 4 пъти, спестявайки огромни ресурси. Тя също така прочуто каза през 2018 г.: „Ако не кацаме ракетите си, излизаме от бизнеса.“ Това подчертава колко централна е повторната употреба за конкурентната стратегия на SpaceX на пазара на изстрелвания.
Джеф Безос (основател на Blue Origin): Безос, който често говори с дългосрочна визия, свързва повторната употреба с по-широката си цел да даде възможност на милиони хора да живеят и работят в космоса. През 2016 г., след първата повторна употреба на бустер New Shepard от Blue Origin, Безос каза, че това е „един от най-великите моменти в живота ми… да видя този ракетен бустер да каца нежно на площадката, готов да лети отново.“ Той подчерта как постъпковият напредък опровергава скептиците. В интервю през 2023 г. Безос даде нюансирана гледна точка за икономиката на повторната употреба, заявявайки: „Целта за еднократната степен е да стане толкова евтина за производство, че повторната употреба никога да не има смисъл. Целта за използваемата степен е да стане толкова лесна за експлоатация, че еднократната употреба никога да не има смисъл.“ С това той подчертава подхода на Blue Origin да подобрява едновременно производството и експлоатационната пригодност, за да намери най-добрия баланс. Безос също каза: „Знаем как да отидем в космоса, правим го от десетилетия. Трябва да го направим на драстично по-ниска цена – например 100 пъти по-евтино – за да отворим наистина границата.“ payloadspace.com, подчертавайки, че намаляването на разходите (чрез повторна употреба) е ключът към всичко – от предприемачеството в космоса до преместването на тежката индустрия извън Земята (мечта, която често споменава).
Питър Бек (главен изпълнителен директор на Rocket Lab): Бек първоначално беше скептичен към повторната употреба на малки ракети (известно е, че преди години е казал, че „няма да използваме Electron повторно“), но промени мнението си след като видя данни и тенденции в индустрията. До 2020 г. Rocket Lab се преориентира към опити за повторна употреба. През 2023 г., когато Rocket Lab изстреля повторно използван двигател, Бек каза: „Двигателите, които връщаме… се представят изключително добре… развълнувани сме да изпратим един на второто му пътуване в космоса като една от последните стъпки преди да изстреляме цяла първа степен повторно.“ Този цитат показва техническата му увереност в възстановения хардуер и поетапния подход към пълната повторна употреба. Той също така илюстрира как дори доставчиците на малки изстрелвания са възприели философията на повторната употреба като промяна на играта. Бек с чувство за хумор признава, че SpaceX са го накарали да „изяде шапката си“ (буквално изяде торта във формата на шапка на бас, защото някога е казал, че ще изяде шапката си, ако се опитат да използват Electron повторно), което показва, че лидерите в индустрията могат да променят мнението си в светлината на нови доказателства.
Жан-Ив Льо Гал (бивш президент на CNES, Френската космическа агенция): Льо Гал изрази предпазлива гледна точка още през 2015 г. след първото кацане на SpaceX. Той похвали технологичното постижение, но предупреди: „Нека видим дали е възможно да се използва отново и колко работа ще е необходима, за да бъде готова за полет… Разликата е голяма между един перфектен свят, в който многократно използваме ракетата както си е, и реалния свят, в който трябва да я ремонтираме и тя работи само веднъж или два пъти.“ По това време той беше скептичен, че SpaceX ще постигне лесното обръщане, на което се надяваха, като посочи високите разходи за ремонт на совалката. Този експертен скептицизъм беше важен като контрапункт. Днес много от тези въпроси вече са получили отговор благодарение на успеха на SpaceX, но гледната точка на Льо Гал подчертава, че индустрията първоначално не беше единодушно убедена – необходимо беше реално доказателство, за да се променят мненията.
Анализатори и икономисти от индустрията: Доклад от 2025 г. в списание Intereconomics анализира дилемата на Европа относно повторната употреба и отбелязва: „повторната употреба революционизира LEO и GEO мисиите, [но] ползите ѝ за изследванията на дълбокия космос остават спорни… технологично е устойчива за LEO и икономически устойчива само при мисии с висока честота.“ Тази по-умерена експертна гледна точка подчертава, че докато SpaceX направи повторната употреба работеща в контекста на многобройни изстрелвания на Starlink сателити към LEO, в други контексти (като единични мисии до Марс или пазар с малко изстрелвания) може да не се види същата полза. Експертите предлагат оценка за всеки случай поотделно: повторната употреба не е универсално решение, но при правилните пазарни условия е трансформираща.
Военни представители: След първата употреба на повторно използван ускорител от Космическите сили, генерал от Военновъздушните сили беше цитиран да казва (парафраза): „Не сме видели нищо в данните, което да ни притеснява относно използването на доказан в полет ускорител. Представянето беше безупречно.“ Одобрението от военните ръководители беше значителен печат на одобрение. Освен това, представители са говорили за това как наличието на множество опции за бързо изстрелване (благодарение на компании като SpaceX и скоро Blue Origin) повишава националната сигурност. Макар и не директни цитати, нагласата в отбранителните среди се е променила към „Как да използваме тази нова способност?“, вместо да я поставят под въпрос.
Екологични учени: Експерти като Мартин Рос (цитиран по-рано) предоставят гледна точка по отношение на околната среда. Рос отбелязва, че макар настоящата дейност по изстрелванията да има малък климатичен ефект, „трябва да разберем какво точно се изпуска, в какви количества и как тези частици влияят на стратосферата… В момента по-скоро гадаем.“ space.com Този призив за повече изследвания показва, че с увеличаването на честотата на изстрелванията учените внимателно изучават емисиите от ракетите. Екологичните експерти по принцип гледат положително на ракетите за многократна употреба поради намаленото производство и отпадъци, но подчертават необходимостта от разработване на по-чисти горива и внимание към въздействието върху атмосферата.

В същността си, експертните мнения варират от ентусиазирани до предпазливо оптимистични. Предприемачите, които въведоха повторната употреба (Мъск, Безос, Бек), са, разбира се, най-големите ѝ поддръжници, като дават визионерски изказвания за отварянето на космоса и фундаменталната промяна в икономиката. Представителите на утвърдените космически агенции и анализаторите първоначално изразиха здравословен скептицизъм, напомняйки, че „многократната употреба“ не означава автоматично „ниска цена“, освен ако не се усъвършенстват операциите. Сега, когато повторната употреба е доказана в много отношения, повечето експерти я признават като „промяна на играта“ – макар и с ограничения и области за подобрение (като пълна повторна употреба на вторите степени, наистина бързо обръщане и др.). Съществува и консенсус сред експертите, че повторната употреба е тук, за да остане. Както бившият администратор на НАСА Джим Брайдънстайн каза през 2019 г.: „Мисля, че повторната употреба е бъдещето. Не е въпрос дали, а кога за всички.“ Днешните експерти вероятно биха се съгласили, че въпросът вече е решен: „кога“ е сега и индустрията не гледа назад.

Бъдещи перспективи

Бъдещето на ракетите за многократна употреба изглежда изключително вълнуващо. Намираме се на прага на нова ера, в която напълно и бързо използваеми отново ракети-носители могат да станат норма, доближавайки космическите пътувания до ефективността на въздушния транспорт. Ето някои развития и сценарии, които можем да очакваме през следващите години:

Оперативен Starship и ерата на повторната употреба на Super Heavy: Очаква се Starship на SpaceX да стане напълно оперативен вероятно в следващите няколко години. Ако развитието му е успешно, Starship може да превозва над 100 тона до орбита и да бъде презареждан в космоса, като всичко това ще бъде напълно за многократна употреба. Това би драстично намалило цената на килограм до орбита – Мъск е споменавал потенциални разходи от само няколко десетки долара на кг (срещу хиляди днес) в дългосрочен план. Дори и реалността да е с порядък по-скъпа, пак ще засенчи сегашните ракети. Оперативен флот от Starship-и, които изстрелват и кацат често (SpaceX са говорили за евентуални ежедневни изстрелвания и използване на производство на гориво на място за бързо презареждане на Starship), може да позволи мисии, които досега са били немислими. Това включва: изграждане на огромни космически станции или лунни бази с редовни доставки, изстрелване на флотилии от роботизирани изследователи към външните планети, осъществяване на туризъм в Слънчевата система и, да, опит за дългосрочната цел да се изпратят хора на Марс в значителен брой. NASA вече разчита на ранна версия на Starship за кацане на астронавти на Луната (мисия Artemis III, планирана за средата на 2020-те). До 2026 или 2027 г. може да видим Starship да усъвършенства повторната си употреба до степен на бързо обръщане – може би изстрелване, кацане и ново изстрелване в рамките на дни или седмици. Ако Starship постигне дори част от рекламираните си възможности, вероятно ще накара всички останали играчи да ускорят собствените си проекти за следващо поколение ракети за многократна употреба.
New Glenn на Blue Origin и бъдещето: Очаква се New Glenn на Blue Origin да полети скоро (целта е 2024/2025 за първи полет). След като стане оперативен, той ще осигури тежкотоварна опция с първа степен за многократна употреба, конкурирайки се с Falcon Heavy на SpaceX и в някои отношения ще бъде преход към класа на Starship. Blue Origin планира висок темп на полети за New Glenn, ако пазарното търсене го позволи – споменавали са изграждане на няколко бустера годишно с цел 12 полета годишно в бъдеще. В по-дългосрочен план Blue Origin намеква за бъдеща ракета „New Armstrong“ (условно име, което циркулира в космическите среди), която вероятно ще бъде още по-напреднала, възможно напълно за многократна употреба и може би предназначена за лунни мисии или много тежки товари. Визията на Blue включва мащабна инфраструктура: работят по концепции за орбитални космически хабитати (Orbital Reef) и лунни спускаеми апарати, които всички ще се възползват от икономичен транспорт за многократна употреба до орбита. Често заявяваната цел на Джеф Безос е да премести тежката индустрия извън Земята; макар това да е далеч, междинната стъпка е чест и евтин достъп до космоса, а Blue Origin се позиционира да го осигури. Очаквайте Blue да продължи да подобрява повторната употреба – например, техният секретен Project Jarvis (повторно използваема втора степен) може да се появи публично, ако се окаже осъществим. До края на това десетилетие Blue Origin може да има напълно за многократна употреба двустепенна система, ако Jarvis успее, или поне силно използвана първа степен и изхвърляема горна степен, която е достатъчно евтина, за да бъде почти консуматив (според икономическата философия на Безос за компромисите).
Бъдещи планове на други компании за изстрелване: Rocket Lab вероятно ще дебютира своята ракета Neutron около 2024–2025 г. Neutron е проектирана да приземява първата си степен (всъщност, Rocket Lab с намигване планира да я улови с приземяващи крака върху океанска платформа, вместо да използва отделен дрон-кораб). Ако Neutron успее, това ще бъде многократно използваема ракета от среден клас (8 тона до LEO), предназначена за разгръщане на сателитни съзвездия и евентуално за пилотирани космически полети (споменавали са, че я проектират да бъде сертифицирана за хора). United Launch Alliance може да преразгледа повторната използваемост, ако първите полети на Vulcan минат добре – може би ще възродят план за възстановяване на двигатели или ще разработят следваща версия на Vulcan, която може да използва повторно ускорителя чрез крилца или парашути. Arianespace/ESA: Европейската Ariane Next се предвижда за началото на 2030-те, но преди това ESA може да се опита да включи повторна използваемост в подобренията на Ariane 6 (стартирали са проект, наречен SALTO, за възстановяване на горна степен, а демонстрационните полети на Themis ще дадат информация за ускорител). Може да видим европейски прототип на многократно използваема първа степен (като Themis, който прави пълен тестов полет нагоре-надолу) до края на 2020-те, което ще ги задържи в надпреварата.

Новодошли: Relativity Space възнамерява тяхната Terran R (възможно изстрелване около 2026 г.) да бъде напълно многократно използваема и 3D-принтирана за бързо производство. Те целят повторна използваемост от първия ден, учейки се от пътя на SpaceX, но използвайки нови производствени методи. Stoke Space работи върху напълно многократно използваема малка ракета (включително уникална горна степен с топлинен щит); планират скокови тестове на прототип на втора степен може би през 2024 г., което може да доведе до орбитална демонстрация няколко години по-късно, ако има финансиране. Китай вероятно ще демонстрира вертикално кацане на орбитален ускорител през следващата година или две – може би първо с ракета на частна компания (няколко са близо) или с новата Long March 8R на CASC, която се тества с решетъчни перки. До 2030 г. Китай планира да има Long March 9 свръхтежка ракета за лунни мисии, и наскоро я преработиха да бъде поне частично многократно използваема (първата степен да каца). Те също имат проекти за космически самолети (като концепцията Tengyun), които могат да бъдат многократно използваеми. Така че очаквайте Китай бързо да навакса в повторната използваемост, като потенциално дори опита напълно многократно използваема система като Starship до началото на 2030-те, предвид заявените им цели да се конкурират в лунните изследвания и евентуално пилотирани мисии до Марс.

Военни и точка-точка приложения: Космическите сили на САЩ и DARPA вероятно ще продължат да настояват за бързи възможности за изстрелване. Може да видим демонстрации на изстрелвания с 24-часов интервал на един и същи ускорител (SpaceX намекна, че в крайна сметка ще опита това със Starship). Също така, концепцията за точка-точка суборбитален транспорт с ракети може да бъде изпробвана. Например, SpaceX подписа договор с DoD за проучване на използването на Starship за доставка на товари по целия свят за по-малко от час. Може би по-късно през 2020-те ще видим Starship да направи дълъг суборбитален полет (например от Тексас до тихоокеански остров) като доказателство за концепцията. Ако това проработи, може да отвори врата за изключително бърза логистика или дори пътнически превози (въпреки че регулаторните и безопасностни пречки за пътнически точка-точка полети са огромни). Все пак, в бъдеще е възможно мрежа от космодруми да позволи на ракетите да превозват високоприоритетни товари или хора международно за минути – идея, звучаща като научна фантастика, която повторната използваемост прави възможна.
Още участници и иновации: Успехът на повторната употреба вдъхновява повече иновации. Индия може да ускори своя космически самолет Avatar или други концепции за RLV, ако забележи световни тенденции. Япония има стартъп (ispace), който е споменал планове за ракети за многократна употреба; също така JAXA обмисля крилат ускорител за следващо поколение. Космическите самолети като цяло може да направят опит за завръщане: напр. Sierra Space работи по Dream Chaser (космически самолет с повдигащо тяло, първоначално ще се изстрелва с конвенционална ракета, но се надяват бъдеща версия да е напълно за многократна употреба и може би да се изстрелва с ускорител за многократна употреба). Хиперзвуковите самолети или едностепенният полет до орбита остават сериозно предизвикателство, но концепции като Skylon на Reaction Engines’ Skylon (с въздушно-дишащи двигатели SABRE) продължават в НИРД; пробив там през 2030-те може да въведе изцяло нов клас напълно за многократна употреба SSTO апарати (макар че много хора са скептични към жизнеспособността на SSTO – двустепенните засега изглеждат по-практични).
Икономическа перспектива: Очаква се разходите за изстрелване да продължат да намаляват с оптимизирането на повторната употреба. Някои анализатори прогнозират, че можем да видим $100 на килограм или по-малко до LEO в рамките на десетилетие (със Starship или негови конкуренти). Ако Starship наистина постигне нещо като <$10M пределна цена на изстрелване, както Мъск се надява в дългосрочен план, това би революционизирало икономиката на всякаква дейност в космоса. Това може да предизвика „камбрийски взрив“ на космически бизнеси: от огромни съзвездия за глобален интернет и мониторинг на Земята, до космически фабрики (ползващи микрогравитацията за производство на уникални материали), до бум на космическия туризъм (орбитални хотели и др.). По-ниската цена и честите полети също подкрепят плановете за изследване: например, ако можете да изстреляте много Starship-и, създаването на база на Марс с редовни доставки става поне технически и финансово възможно. Самата програма Artemis на NASA разчита на революцията в търговската повторна употреба, за да поддържа база на Луната – те очакват не само SpaceX, но и други (лунният апарат на Blue Origin, потенциално за многократна употреба, и компании, доставящи товари) да направят лунната логистика достъпна.
Екологично и регулаторно бъдеще: С увеличаването на броя на изстрелванията на ракети ще има по-голям контрол върху въздействието върху околната среда. Може да видим нови регулации или стандарти за емисиите при изстрелване, ако космическият трафик нарасне драстично. Това може да подтикне компаниите да приемат по-екологични горива и по-чиста двигателна технология. Вече компании проучват биогорива или улавяне на въглерод за създаване на метан, така че изстрелванията да са въглеродно неутрални от гледна точка на горивото. Повторната употреба помага индустрията да стане по-устойчива, но с увеличаване на дейността вероятно ще има някаква форма на екологичен надзор (например, ограничения за емисиите на черен въглерод или избягване на изстрелвания при определени атмосферни условия за защита на озона – спекулативно, но възможно, ако изследванията покажат проблем).
Надграждане на инфраструктурата: Космодрумите се развиват, за да поемат операции с повторна употреба. Районът на Кейп Канаверал и Космическия център Кенеди се превръща в център, подобен на космоплан – през 2024 г. Космическите сили публикуваха 50-годишен план за Кейпа, който включва повече площадки за кацане и съоръжения за ремонт на бустери. Можем да очакваме нови площадки за кацане (може би офшорни платформи, тъй като SpaceX купи нефтени платформи, за да ги превърне в морски платформи за Starship). Възможно е дори да има международни споразумения за кацане – например, може би Starship излита от Тексас и каца в Австралия или обратно за полети от точка до точка, което изисква международна координация. Светът може да се нуждае от „ракетни пристанища“ в няколко държави, което ще повдигне регулаторни и политически въпроси (подобно на това как авиацията изискваше глобални споразумения).

В обобщение, бъдещето вероятно ще донесе по-големи, по-способни ракети за многократна употреба и разширяващ се кръг от участници, които ги използват. Насочваме се към парадигма, в която ракетите вече не са еднократни снаряди, а работни коне, използвани отново и отново, точно както търговските самолети или товарните кораби. Това ще отключи огромни възможности: рутинни посещения на Луната, може би първата човешка мисия до Марс, съзвездия от хиляди сателити, покриващи Земята, високоскоростни товарни полети между континентите, и непредвидени приложения, тъй като достъпът до космоса става все по-лесен. Със сигурност ще възникнат предизвикателства – технически неуспехи, пазарни колебания, може би дори инциденти, които да ни напомнят за рисковете – но посоката е зададена. Както се изрази един наблюдател от индустрията, духът на повторната употреба е изпуснат от бутилката, и няма връщане назад. Следващото десетилетие ще покаже дали смелите обещания на днешните ракети за многократна употреба ще се реализират напълно, но ако сегашната тенденция е показателна, ни очаква ракетен ренесанс, който ще направи космоса по-достъпен от всякога.

Заключение

Пътят на ракетите за многократна употреба от дръзка идея до доминираща реалност е една от най-забележителните глави в историята на авиацията и космонавтиката. Преминахме от епоха, в която всяко изстрелване означаваше загуба на хардуер за милиони долари, към епоха, в която ракетните бустери рутинно се връщат на стартовата площадка или на дрон-кораб и се подготвят за следващата си мисия. Ракетите за многократна употреба преосмислиха възможното в космическите полети, намалявайки разходите и демократизирайки достъпа до космоса. Те се родиха от изобретателност и упоритост – неуморните експерименти на инженери, които отказаха да приемат, че ракетите трябва да бъдат разхитителни.

Днес, когато бустерите Falcon 9 се връщат като по часовник, когато суборбитални полети издигат туристи за кратко в черното небе, и когато гиганти като Starship се подготвят за следващите скокове, сме свидетели на зората на една наистина нова епоха. Това е епоха, в която бариерите пред космоса падат, в която стартъпи и студенти могат да достигнат орбита, в която космическите агенции планират амбициозни мисии не като единични изстрелвания, а като устойчиви кампании. Повторната употреба също така предизвика здрава конкуренция и сътрудничество в световен мащаб – всички трябваше да повишат нивото си, което вещае добре за бъдещите иновации.

Разбира се, предизвикателствата остават и трябва да балансираме оптимизма с усърдие: превръщането на ракетната индустрия в нещо подобно на авиацията по отношение на надеждност и бързина на подготовка е висока цел, която ще изисква постоянен напредък в технологиите, операциите и безопасността. И трябва да гарантираме, че увеличената дейност в космоса се управлява отговорно, както по отношение на космическия трафик, така и на въздействието върху околната среда на Земята. Но това са преодолими проблеми и общността от експерти активно работи по тях, както обсъдихме.

В заключение, не може да се подцени значението на тази „ракетна революция“. Както подсказва и заглавието на този доклад – Изстрелване, кацане, повторение – това се превръща в новото мото на космическите пътувания. Публиката вече може да гледа на живо видеа на бустери, които плавно кацат – образ, който все още изглежда като научна фантастика, дори години след като се случи за първи път. Никога не омръзва да видиш как огромна ракета пада от небето, изправя се с тласък на тягата и се приземява на площадка – и след това да осъзнаеш, че ще лети отново. Многократната употреба на ракети плени въображението, вдъхнови ново поколение космически ентусиасти и разпали надеждите, че разширяването на човечеството в космоса не е просто мечта, а практическа реалност в процес на осъществяване.

Последствията варират от по-евтин интернет за отдалечени общности чрез сателитни мрежи, до по-надеждно наблюдение на времето и климата, до перспективата хората да стъпят на други светове. Не е чудно, че експертите и лидерите в областта говорят за многократната употреба като за нещо трансформиращо – „промяна на играта“, „смяна на парадигмата“, дори „ключът към превръщането на живота в мултипланетарен“.

Гледайки към бъдещето, можем да очакваме, че технологията за многократна употреба на ракети ще продължи да се развива и разпространява. След десет или двадесет години историята може да запише 2020-те като десетилетието, в което космическите пътувания наистина направиха завой – когато изстрелването в орбита премина от монументално, скъпо начинание към нещо почти рутинно, подобно на полет през океана. И както появата на търговската авиация през 20-ти век смали света и ускори глобализацията, така и появата на рутинната многократна употреба на ракети през 21-ви век може много добре да разшири нашия свят – разпростирайки човешкото присъствие до Луната, Марс и отвъд, и интегрирайки космоса в тъканта на ежедневието ни по начини, които тепърва започваме да си представяме.

Революцията на многократната употреба на ракети вече е тук и ни изстрелва в нова космическа ера – едно кацане след друго.

Източници:

NASA – Програма за изстрелване / Ракети: Многократна употреба на Falcon 9; Програма за многократна употреба на Electron nasa.gov.
NASA – Космическата совалка: Първият космически апарат за многократна употреба и сравнение с еднократните ракети.
Reuters – J. Roulette, „Starship на SpaceX оцелява при завръщане на Земята, успешно каца при четвъртия опит“ (6 юни 2024): Орбитален полет и приводняване на Starship; цитат на Мъск за мекото кацане; зависимостта на NASA от Starship.
Reuters – J. Roulette, „FAA на САЩ приключва разследването на инцидента с ракетата на Blue Origin през 2022 г….“ (27 септември 2023): Повреда на дюзата на двигателя на New Shepard и изисквани корекции.
CBS News – У. Харуд, „Blue Origin изстрелва New Shepard… след инцидента през 2022 г.“ (19 дек 2023): Завръщане на Blue Origin към полет, преработена дюза, кацане на бустера.
Space.com – М. Уол, „Rocket Lab изстрелва бустер с вече използван двигател за първи път“ (24 авг 2023): Цитат на Питър Бек за напредъка при повторно използване на Electron.
NSTXL (Space Enterprise Consortium) – „Намаляване на разходите за космически пътувания с ракети за многократна употреба“ (12 фев 2024): Статистика за 65% намаление на разходите; екологични ползи от повторната употреба (по-малко отпадъци, гориво); аналогия със самолетите.
Impulso.space – Г. Гуериери, „Ракети за многократна употреба: история и напредък“ (8 фев 2023): Хронология на кацанията/повторната употреба на SpaceX impulso.space (170+ кацания, бустер използван повторно 15 пъти); спестявания от повторна употреба на обтекатели; предстоящи Ariane Next и други impulso.space.
Intereconomics (2025) – С. Фера и др., „Липсващата ракета: … дилемата на повторната употреба в европейския космически сектор“: анализ на икономиката на повторната употреба, необходим е висок брой полети; SpaceX променя индустрията с търсенето на Starlink; частична загуба на полезен товар при повторна употреба спрямо еднократна; 75% от хардуера на Falcon 9 се използва повторно, което намалява разходите.
Phys.org / AFP – Т. Кеменер, „Кацането на SpaceX е ‘постижение’, но все още не е промяна на играта, казва експерт“ (22 дек 2015): Председателят на CNES Льо Гал предупреждава за разходите по рефърбишмънта и промяната на парадигмата „твърде рано да се каже“.
Payload Space – „Джеф Безос… обсъжда повторната употреба“ (ноември 2024): Цитати на Безос за повторната употреба на New Glenn (25 използвания, цел 100); „вертикалното кацане харесва големи ракети“ (метла срещу молив); цел за 16-дневен оборот на бустера; Project Jarvis и цитат за компромиса между еднократна и многократна употреба; „космическите пътувания са решени, разходите не са – нужно е 100 пъти по-евтино“ payloadspace.com.
Universe Today (чрез Reddit/други) – Информация за рекордите на SpaceX за повторна употреба на бустери: Falcon 9 бустери с 16 полета (Ars Technica, юли 2023).
Universe Magazine (6 март 2024) – „Китай ще получи две ракети за многократна употреба“: Китайски планове за ракети за многократна употреба през 2025/26; китайски частни компании тестват технологии за повторна употреба.
Space.com – Т. Палини, „Екологичното въздействие на ракетните изстрелвания: ‘мръсните’ и ‘зелените’“ (юни 2022): Метановото гориво намалява емисиите с ~40% спрямо керосина; двигателите на Blue Origin с LOX/LH2 произвеждат само вода; ракетите отделят много по-малко CO₂ от авиацията (1% сравнение).
SpaceNews – (цитирано чрез UniverseMag) А. Джоунс, „Китай ще представи големи ракети за многократна употреба през 2025 и 2026“ (5 март 2024), цитирано в SAIS Review: потвърждение на графика на Китай за нови ракети за многократна употреба.
NASA – 50-годишен план на Космическата станция на Космическите сили Кейп Канаверал (2024), цитиран в Wikipedia: очакване за по-висока честота на изстрелвания и нужда от нова инфраструктура за кацания.

I Bought a REAL SpaceX Rocket!

Watch this video on YouTube.