8. Космический интернет, Hyperloop и транспорт на Марс

Ещё один из наиболее масштабных и обсуждаемых проектов Маска – так называемый космический интернет. У истоков этого проекта, как и у истоков Tesla, стоял, однако, совсем не Илон Маск, а предприниматель и инженер Грег Уайлер.

Известно, что свою деятельность в сфере развития коммуникаций Уайлер начал в Руанде, где с нуля создал телекоммуникационную компанию, опутавшую всю страну оптоволоконными кабелями и развернувшую первую на африканском континенте сеть сотовой связи поколения 3G. Затем в 2007 году он основал компанию O3b Networks, название которой расшифровывается как Other 3 billion – «еще 3 миллиарда» жителей планеты, получивших доступ к мобильной связи и интернету. Эта же компания придумала хитрое решение: выводить спутники связи на более низкую околоземную орбиту, что позволило ускорить обмен данными между пользовательскими устройствами и сетью по сравнению с традиционными высокоорбитальными спутниками связи. На постройку системы ушли годы, но в итоге она стала огромным подарком для стран, где отсутствуют волоконно-оптические сети, впервые открыв их жителям доступ к интернету. Особенно хороша спутниковая связь для островных стран и территорий, таких как Папуа – Новая Гвинея и Восточное Самоа, которым просто не по средствам прокладка подводных оптических кабелей с материка по океаническому дну. Крайне полезной оказалась эта сеть и для государств с обширными труднодоступными территориями, таких как Чад и Конго. Интернет в буквальном смысле пролился на них небесными лучами – и с достаточной для работы современного программного обеспечения скоростью. Эти страны больше не отрезаны от остального мира, а их граждане – от возможностей дистанционного обучения, работы и связи.

Осмысливая результаты проекта O3b, Уайлер возмечтал о большем. Сервис O3b задействовал всего дюжину спутников и требовал от стран закупки громоздких и дорогих антенн для обмена сигналами с орбитальной группировкой. Плюс ему были необходимы вложения в инфраструктуру распределённой сети. И Уайлер решил отойти от участия в O3b и заняться разработкой нового и куда более революционного сервиса. Согласно составленному им плану, на низкие околоземные орбиты должны быть выведены сотни или, возможно, даже больше тысячи миниатюрных спутников связи с компактными и недорогими приёмо-передающими наземными антеннами на солнечных батареях. То есть любой желающий, купив трансивер со спутниковой антенной, может установить его у себя на крыше и наслаждаться высокоскоростным интернетом. Уайлер видел в этом наилучшее средство обеспечить доступ к интернету для отдалённых деревень, школ, больниц и госучреждений. Это помогло бы ускорить модернизацию экономики многих развивающихся стран мира. Этими планами он и поделился с Илоном Маском в 2014 году. Но у Маска уже были свои мысли на этот счёт.

Маск занялся согласованием выделения для собственной компании другого радиочастотного диапазона, в котором разработки Уайлера ему не потребовались бы. Он открыл новое отделение SpaceX в Сиэтле, которое занялось проектированием и подготовкой запуска в производство на одном из местных предприятий ВПК малых спутников связи. Немаловажно и то, что, разрабатывая свою систему «космического интернета», Маск заручился миллиардной инвестиционной поддержкой со стороны Google и Fidelity. Обо всём этом Маск разом объявил в январе 2015 года – как всегда, ошарашив публику необычайностью своих амбициозных планов. Он убедительно рассказал, что окружит Землю сетью спутников, благодаря которым каждый житель Земли получит доступ к высокоскоростному интернету.

Итак, идея Маска по развёртыванию интернета космического базирования находится сегодня на стадии проектных разработок. Тем не менее, по мнению специалистов, конкурирующий проект Уайлера OneWeb уже сейчас по всем параметрам опережает проект SpaceX в гонке по постройке и запуску малых спутников связи. В июне 2015 года OneWeb подписала с самарским РКЦ «Прогресс» контракт, предусматривающий вывод на орбиту всех 672 аппаратов базовой спутниковой группировки OneWeb посредством 21 запуска ракет-носителей «Союз 2.1б» с космодромов Байконур и Восточный в 2017–2019 годах. Сумма контракта оценивается в 1,2 миллиарда долларов США. А недавно ещё и компания Samsung объявила о начале собственной программы спутникового интернета.

По сообщениям прессы, летом 2016 года «Роскосмос» благодаря этому надеялся подписать крупнейший в истории контракт на запуск спутников, в котором было бы задействовано до 40 носителей «Союз» производства самарского РКЦ «Прогресс». О наличии таких планов стало известно после визита в Москву делегации компании OneWeb. К 2020 году она планирует развернуть спутниковую группировку из 640 космических аппаратов на низкой орбите (1,2 тысяч км от поверхности Земли).

Информированный источник в «Роскосмосе» сообщил изданию «Известия», что интерес к дополнительным «Союзам» у OneWeb возник не случайно. «Нет уверенности в том, что компания Ричарда Брэнсона Virgin Galactic (один из акционеров проекта OneWeb, наряду с Hughes, Qualcomm, Airbus Defence and Space, Bharti Enterprises, The Coca-Cola Company, Grupo Salinas и Intelsat) к 2018 году испытает и поставит в серийное производство свою систему LauncherOne, специально предназначенную для пусков малых космических аппаратов», – сказали журналистам.

Уже десятилетиями «Союзы» производятся серийно, а количество космодромов, предназначенных для их пуска, выросло до четырёх: это Плесецк, Восточный, Байконур и Куру. Локальным партнёром OneWeb может стать одна из компаний «Роскосмоса».

Первые 10 спутников для системы OneWeb производятся европейским концерном Airbus Defence and Space на заводе в Тулузе. Далее в планах компании – перенести производство спутников во Флориду, где уже строится завод для их серийного выпуска, с расчётной производственной мощностью 1–2 спутника в сутки.

При весе одного спутника порядка 200 кг и запланированной высоте орбиты один «Союз» сможет вывести 10–12 аппаратов. Получается, что 68 ракет «Союз» смогут в указанные сроки развернуть всю группировку. Глобальный характер «космического интернета» от компании OneWeb подразумевает, что запускать аппараты придётся более или менее одновременно. Нужно будет задействовать все имеющиеся у России космодромы. Если сегодня самарское предприятие РКЦ «Прогресс» выпускает примерно по 15 ракет «Союз» в год, то для выполнения контракта российским ракетостроителям придётся развернуть дополнительные производственные мощности, увеличив объём выпуска в разы. В госкорпорации надеются, что благодаря этому проекту РКЦ «Прогресс» вернётся к советским темпам производства ракетной техники.

Это, так сказать, новости из мира конкурентов. Однако у Уайлера нет такого количества «нужных людей», поэтому именно программа Маска сопровождается всё возрастающим количеством новостей.

По информации издания «Роскомсвобода», в конце февраля – начале марта 2018 года представители компании SpaceX провели две весьма значимые встречи, которые уже сегодня окрестили «административным стартом» программы Илона Маска по созданию группировки спутников для обеспечения Земли «космическим интернетом». Первая из этих встреч была с консультантом FCC по беспроводным сетям, а вот вторая прошла уже ни больше ни меньше как с председателем Федеральной комиссии по связи Аджитом Паем. Документы, оказавшиеся в свободном доступе, рассказывают, что представители компании Илона Маска «обсудили достижения в области технологий запуска, производства космических аппаратов и наземных станций, которые дадут возможность создавать крупные группировки высокоинтеллектуальных спутников, способных обеспечить жителям США и всего мира надёжный доступ к высокоскоростному широкополосному интернету по приемлемым ценам».

Стоит напомнить, что Илон Маск ещё в ноябре 2016 года обратился в FCC со своим грандиозным проектом по запуску на околоземную орбиту более четырёх тысяч спутников. На первой стадии реализации программы Маск обозначил запуск восьмисот спутников, с помощью которых будет создан орбитальный массив цифровых коммуникаций, покрывающий Соединённые Штаты, включая Пуэрто-Рико и Виргинские острова. Впоследствии остальные спутники, выведенные на орбиту, должны обеспечить высокоскоростной интернет в глобальном масштабе. В предложении SpaceX, сделанном правительству США, говорится буквально следующее: «Система предназначена для обеспечения широкого спектра широкополосных и коммуникационных услуг для жилых, коммерческих, институциональных, правительственных и профессиональных нужд по всему миру».

Кажется, проект Маска постепенно начинает получать реальное развитие, что немаловажно (учитывая объём инвестиций), уже на административном уровне. В США получение поддержки столь серьёзного государственного ведомства, как FCC, говорит о многом. Это означает, что и к этому проекту Маска власть относится со всей серьёзностью.

Аджит Пай, назначенный президентом Трампом на должность председателя FCC в январе текущего года, «является активным сторонником политики свободных и открытых рынков, способствующей развитию конкуренции», – так говорится в его биографии на сайте FCC. На своём выступлении в Питтсбурге Пай подчеркнул необходимость свободного доступа в интернет для всех американцев. Что ж, в очередной раз это именно то, что предлагает правительству генеральный директор SpaceX. Пай также известен как ярый противник ненужных ограничений, тормозящих либерализацию системы лицензирования в сфере спутниковых технологий.

Результат этих встреч не заставил себя ждать. Стало известно, что Федеральная комиссия по связи в США выдала SpaceX лицензию на создание глобальной широкополосной сети с использованием спутников.

Это было сделано, несмотря на опасения, что спутники SpaceX будут создавать помехи конкурирующим сетям. Система с официальным названием Starlink запланирована к запуску в 2019 году, а её тестирование должно начаться уже в 2018 году.

Согласно полученной лицензии, компании позволяется вывести на низкую околоземную орбиту 4425 спутников связи до 2024 года. А всего для реализации проекта Starlink необходимо вывести в космос порядка 12 тысяч спутников.

Daily Mail сообщает, что технология собирается обеспечить интернетом американцев, которые живут в сельской местности или других труднодоступных местах, где невозможно применить оптоволоконные кабели и отсутствуют сотовые вышки. SpaceX собирается сделать абонентами сети Starlink свыше 40 миллионов человек к 2025 году: это должно принести ей свыше 30 миллиардов долларов дохода.

По мнению Илона Маска, даже сеть, состоящая из 4425 спутников, уже позволяет обеспечить «полное и непрерывное глобальное покрытие» интернетом. Больше того, он видит свою цель в создании универсальной службы беспроводного доступа к интернету не только для пользователей по всему миру, но и, потенциально, в космосе и на Марсе. Как и другие свои проекты, Илон Маск связывает этот со своей давней мечтой о колонизации Красной планеты. В самом деле: как же на Марсе – и без интернета? Никак.

Спутники, согласно предложенному SpaceX проекту, должны располагаться на различных высотах и с разными углами наклона. Это должно обеспечить поддержку «космического интернета» на разных широтах. В проекте также предусматривается возвращение на Землю спутников, отслуживших свой 5–7-летний срок эксплуатации. Компания Маска уже начала приводить расчёты характеристик спутников, которые выйдут на орбиту в 2019 году и потребуют замены к 2024-му.

С развитием 5G-технологий проекты по созданию спутниковой сети, охватывающей весь мир, становится всё более близкими к реализации. Это неумолимо должно подстегнуть спрос на новые устройства, рассчитанные на новый способ передачи данных. Как мы уже говорили, несмотря на всю фантастичность подобной идеи (в том числе и в области финансовых затрат), реализация проекта по «раздаче космического интернета» уже подтолкнула многие компании к созданию похожих программ. Этим заинтересовался аэрокосмический конкурент SpaceX «Боинг», не говоря уже об OneWeb. Очевидно, что риск вложений в создание подобной спутниковой сети более чем серьёзен: по подсчётам специалистов, он может составить не менее 6 миллиардов долларов плюс неизбежное увеличение затрат по мере расширения масштабов проекта. Но победитель этой конкурентной гонки, как говорится, получает всё. Потому что хозяин «мирового интернета» получает не только сотни миллиардов долларов прибыли, но и – не будем забывать интересы правительств США (SpaceX, «Боинг»), Великобритании (OneWeb) или Южной Кореи (Samsung) – контроль над «глобальной паутиной». Впрочем, столь же легко реализация этого проекта может завершиться банкротством, если в итоге он «не выстрелит».

А сомнения в технической осуществимости такого проекта более чем серьёзны. Уже не раз цитированный нами Руслан Карманов не остался равнодушен и к идее «космического интернета».

По его расчётам, «при заявленном сроке жизни в 5 лет необходимо выводить в год 4425 / 5 = 885 спутников просто для поддержки работы группировки, то есть примерно 3 спутника в сутки, без перерывов». А на этапе формирования группировки запусков их должно быть ещё больше, потому что «износ спутников начнётся не с начала „официальной работы“, а с момента фактического вывода их на орбиту».

Комментатор утверждает, что никто сегодня не способен осуществлять такое количество запусков (и параллельное производство спутников, не будем об этом забывать) хотя бы потому, что сами спутники для такой группировки физически очень большие, по габаритам каждый спутник сопоставим с легковым автомобилем, а то и превышает его. «В документации чётко указаны габариты „тела“ спутника – 4 x 1,8 x 1,2 метра, и это только сам спутник, не считая двух солнечных батарей размерностью 6 x 2 метра – они в сложенном состоянии тоже будут занимать место».

Ангар SpaceX на мысе Канаверал

Из чего следует, что невозможно осуществлять вывод на орбиту таких спутников десятками (как в случае, например, со спутниками связи).

О том, что реализация проекта на современном этапе находится под вопросом, сообщают и сами представители SpaceX в интервью Wall Street Journal. На сегодняшний день, утверждают специалисты компании Маска, можно точно сказать, что запуск первой очереди системы (это первые 4400 спутников) переносится на неопределённый срок. Заявленный ранее срок – к 2020 году – уже точно невыполним. Далее: инженерам SpaceX до сих пор не удалось определиться с тем, какая инфраструктура потребуется на земле для приёма сигналов со спутников, нет ясности и с технологиями по созданию «созвездия Starlink». «О договорённостях с субподрядчиками и производственных планах речи пока тоже не идёт».

Плюс ко всему конкуренты в лице «Боинга», OneWeb и Samsung дышат в спину. И хотя SpaceX обогнал «Роскосмос» по количеству пусков в 2017 году, сможет ли команда Маска кратно увеличить производство и запуск ракет? Покажет будущее.

Теперь надо рассказать о Hyperloop, одном из самых громких транспортных проектов Илона Маска.

Hyperloop (с англ. «гиперпетля») – это идея создания вакуумного поезда, озвученная Илоном Маском в 2012 году. Она была заявлена Маском в свободное пользование, что означает возможность её разработки любыми компаниями совершенно бесплатно. На сегодняшний день проект не реализован, а безопасность технологии для пассажирского сообщения по-прежнему обсуждается инженерами и учёными. Среди других энтузиастов этой идеи сегодня наибольший исследовательский интерес проявили компании SpaceX Илона Маска, Virgin Hyperloop One и HTT.

Проект Hyperloop, по словам Маска, возник в ответ на правительственный проект высокоскоростной железной дороги California High-Speed Rail, что к 2029 году должна соединить Лос-Анджелес и Сан Франциско. Илона поразило то, что скорость поездов будущей «высокоскоростной» линии не превышает 322 км (200 миль) в час, что существенно ниже уже существующих в Европе и Азии скоростных магистралей, в то время как бюджет проекта в апреле 2012 года оценивался в 68,4 миллиардов долларов. Известно выражение Маска, что «калифорнийская дорога станет самой медленной среди скоростных железнодорожных магистралей мира и при этом самой дорогой в пересчёте на милю».

Впервые миллиардер рассказал о своей идее Hyperloop в интервью Саре Лэйси, которое дал в июле 2012 года на мероприятии PandoDaily в Санта-Монике. Он сказал, что новое транспортное средство будет в 2 раза быстрее самолёта и в 4 раза быстрее скоростного поезда. По его расчётам, дорога от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (561 км) займёт не более 30 минут. Не менее важно, подчеркнул он, что Hyperloop «окажется в 10 раз дешевле по сравнению с California High-Speed Rail». Предприниматель заверил журналистку, что новый вид транспорта не будет подвержен авариям и будет, разумеется, экологичен, потому что запитываться Hyperloop должна от солнечной энергии. Ну и главное: пассажирам «не придётся подстраиваться к расписанию, ибо транспортные капсулы будут двигаться с короткими интервалами, как в метро». Больше того, то ли в шутку, то ли всерьёз он сказал – как же без этого, – что Hyperloop будет идеальным транспортом на Марсе.

Маск пообещал, что свои разработки выложит в свободный доступ. Что он и сделал в августе 2013 года, опубликовав 58-страничную «альфа-версию» проекта.

Маск позиционировал своё изобретение в качестве пятого вида транспорта после поезда, самолёта, автомобиля и корабля. Он заявил, что «это нечто среднее между „Конкордом“, рельсотроном и столом для аэрохоккея».

Проект Hyperloop предполагает укладку на внешние опоры надземного трубопровода. Внутри него со скоростью от 480 до 1220 км/ч (в зависимости от ландшафта) с интервалом в 30 секунд в одном направлении должны перемещаться одиночные транспортные капсулы длиной 25–30 м. Пассажирский вариант Hyperloop должен иметь внутренний диаметр трубопровода 2,23 м, сечение капсулы 1,35 м в ширину х 1,1 м в высоту, площадь лобовой проекции 1,4 м². Согласно проекту Маска, в капсуле размещаются 2 ряда сидячих мест по 14 кресел в каждом.

Второй предложенный вариант Hyperloop представляет собой что-то вроде парома, на котором внутри трубопровода пассажиры смогут перемещаться вместе с их легковыми автомобилями: внутренний диаметр трубы 3,3 м, лобовая проекция капсулы 4,0 м².

Одним из самых важных пунктов опубликованной 12 августа 2013 года концепции была дешевизна проекта. Маск основывается на идее вакуумного поезда, преимущество которого – отсутствие трения при движении. Тем не менее предприниматель утверждает, что не имеет смысла стремиться к достижению в трубе полного вакуума. Достаточно состояния форвакуума, то есть давления в 100 Па (это 1/1000 от атмосферного давления). Снижение заявленного давления ведёт к ненужному росту затрат. Между тем для поддержания форвакуума достаточно насосов умеренной мощности, а для трубопровода потребуются трубы из обычной стали толщиной 20–25 мм.

Правда, при этом капсуле всё равно придётся столкнуться с набегающими воздушными массами. Поэтому Маск предлагает использовать их для создания воздушной подушки: расположенные в носу транспортной капсулы специальные направляющие и вентилятор должны перенаправлять встречный поток воздуха под днище. В условиях форвакуума для создания воздушной подушки достаточно будет обеспечить давление в 9,4 кПа, что потребует подачи всего 200 г воздуха в секунду. Таким образом, для Hyperloop становится не нужна магнитная подушка, которая сильно удорожала бы этот проект.

Внутри трубопровода, согласно расчётам Маска, капсула приводится в движение линейным электродвигателем. Статором послужит алюминиевый рельс длиной 15 м на полу трубы, который нужен только через каждые 110 км. Ротор будет находиться в каждой капсуле, при этом требуемая постоянная мощность не должна превышать 100 кВт. Поскольку вся система Hyperloop запитывается электричеством, выработка энергии предусматривается посредством солнечных батарей. Предполагается, что они будут вырабатывать 57 МВт электроэнергии при потребности системы только в 21 МВт. Поскольку статор выполняет не только ускорение, но и торможение, в последнем случае кинетическая энергия капсулы также преобразуется в электрическую. Здесь, как и в случае с Powerwall, Маск рассчитывает даже продавать излишки электроэнергии и выручать 25 миллионов долларов ежегодно. По его подсчётам, билет в один конец должен стоить 20 долларов. При заявленной стоимости проекта в 7,5 миллиардов долларов окупаемость вложений должна быть достигнута за 20 лет.

На случай возникновения аварийных ситуаций предусмотрено следующее:

• в носу капсулы за вентилятором расположен электрический компрессор – он должен накапливать на борту сжатый воздух при разгерметизации (при этом баллоны неизбежно будут нагреваться до 585°C; их планируется охлаждать водой, для поездки в один конец потребуется 400 кг воды);

• в корме размещаются 1,5 т аккумуляторов, заряда которых хватит на 45 минут: этого достаточно, чтобы при перебоях с электропитанием добраться до ближайшей станции.

В сентябре 2013 года работниками Ansys было проведено собственное компьютерное моделирование проекта, которое доказало осуществимость идеи Маска, правда, с некоторыми доработками.

Как и в других своих начинаниях, Илон Маск и в этот раз выступил вдохновителем поиска «новых решений старых проблем».

Для реализации этого проекта была создана компания Hyperloop Transportation Technologies Inc. (HTT), её возглавили сооснователь JumpStartFund Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл. Весьма интересна бизнес-модель компании. В ней трудятся бесплатно команды волонтёров; в случае успеха при реализации проекта они рассчитывают получить свою долю возможной выручки. НТТ объединила свыше 200 волонтёров из Cisco Systems, «Боинга», Гарвардского университета и Школы архитектуры и дизайна Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Каждая группа добровольных сотрудников сосредотачивается на решении небольших задач, на которые разбит проект. Общаются они с помощью Google Docs, а также в режиме еженедельных групповых видеоконференций.

В феврале 2015 года представители компании сообщили о достижении соглашения с застройщиками экогорода Долина Квэя, возведение которого должно начаться в 2016 году в округе Кингс штата Калифорния. НТТ получила право на возведение там первой 8-километровой трассы.

Затем в марте 2016 года руководитель НТТ Дирк Алборн сообщил, что с правительством Словакии подписан договор о строительстве трассы, соединяющей Братиславу с Веной и Будапештом. По его словам, поездка займёт не более восьми минут.

Он же в июле 2017 года рассказал журналистам, что НТТ уже заказала создание капсулы для полевых испытаний у производителя авиационных фюзеляжей Carbures (Испания) и начинает строительство научно-исследовательского центра в Тулузе (Франция).

Однако проект Маска не единственный в своём роде. Конкурирующую компанию создал Шервин Пишевар (инвестор Uber, основатель венчурного фонда Sherpa Ventures). Спустя всего лишь три месяца после опубликования деталей проекта Hyperloop Пишевар (кроме всего прочего, он является крупным спонсором Демократической партии США) добивается аудиенции лично у президента Обамы. В результате бывший хозяин Белого дома поручает Бюро по научно-технической политике изучить идею Илона Маска.

В компанию, которая получила название Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech), в качестве соучредителей вошли известные венчурные капиталисты и топ-менеджеры, а главное – Пишевару удаётся привлечь к своему проекту инженера и разработчика многих технологических новинок SpaceX Кевина Брогана, взявшего псевдоним Броган Бемброган.

Компания Hyperloop Tech, так же как когда-то SpaceX, начиналась «с гаража» в местечке Лос-Фелис. В планах компании – строительство опытной трассы с бюджетом в 80 миллионов долларов, что вкупе с 8,5 миллионов затрат на инжиниринг и дизайн составляет чуть меньше 90 миллионов долларов. Сообщается, что переговоры об участке под возведение полноценной трассы уже ведёт Энтони Марнелл III, владелец Marnell Corrao Associates – крупнейшего американского строителя казино. В планах Марнелла – соединить Лас-Вегас высокоскоростной трассой с Западным побережьем США.

Среди инвесторов компании есть и представители российского капитала: Виктор Вексельберг и Зиявудин Магомедов. Правда, первый недавно попал под действие антироссийских санкций правительства США, второму же предъявлены обвинения уже на территории РФ. Впрочем, на капитализации Hyperloop Technologies Inc. это вряд ли скажется, а вот амбициозный план по строительству ветки Hyperloop протяжённостью в 65 км от города Хуньчунь (Китай) в порт Зарубино (РФ), заявленный на втором Восточном экономическом форуме во Владивостоке, может оказаться под угрозой срыва.

Тем не менее на сегодняшний день обе конкурирующие в разработке Hyperloop команды не готовы представить удовлетворительного технического решения. Специалисты HTT не доверяют идее воздушной подушки, так как последняя может создать серьёзные проблемы при управлении капсулой. Если же использовать магнитную левитацию, проект значительно дорожает.

В то же время инженеры Hyperloop One предпочли сосредоточиться на разработке «каргопетли» (англ. cargoloop), то есть системы контейнерных перевозок. Под вопросом и энергетическая автономия системы. Проект Hyperloop One, в отличие от первоначальной идеи Маска, подразумевает использование магнитной левитации, только не активной, как у маглева, а пассивной. Такая технология на сегодняшний день уже разработана в Ливерморской национальной лаборатории, и она предполагает движение постоянных магнитов над проводящей поверхностью.

Вот что известно о наиболее громких недавних проектах Илона Маска.