Rynek startów
Prawdopodobnie najlepszym wskaźnikiem tego, jak SpaceX wpłynęło na rynek startów rakiet jest to, jak wiele z konkurencyjnych firm rozpoczęło w ostatnim czasie prace nad nowymi rakietami.
Konkurencja w Stanach Zjednoczonych
Firmy z USA mogą rywalizować ze SpaceX o kontrakty rządowe.
United Launch Alliance (ULA)
United Launch Alliance (ULA) jest amerykańską firmą, która projektuje, buduje i wystrzeliwuje rakiety Atlas V, Delta IV, a wcześniej także Delta II, obecnie wycofaną. Powstała w 2006 roku jako wspólne przedsięwzięcie firm Boeing i Lockheed Martin.
Wczesne lata
W latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku istniejące systemy były nieopłacalne w utrzymaniu i trzeba było coś z tym zrobić. Głównym założeniem było to, aby nie wymyślać koła na nowo. Przez „rozwój” obecnych rakiet, koszty utrzymania i ryzyko niedotrzymania terminu byłoby zminimalizowane, podczas gdy zwiększyłoby to niezawodność. Pierwsze finansowanie było zatwierdzone w 1994, a w 1995 pierwszy wniosek o przedstawienie propozycji dla programu Evolved Expendable Launch Vehicle (EELV).
Rząd miał nadzieję, że konkurencja w przemyśle kosmicznym, połączona z solidną podstawą rządowego i komercyjnego biznesu, obniżyłaby koszty. Na początek cztery firmy – Alliant Techsystems, Boeing, Lockheed Martin i McDonnell Douglas – otrzymały po 30 milionów dolarów.
Pod koniec 1996, Lockheed Martin i McDonnell Douglas wygrały następną rundę finansowania. Każda z firm otrzymała po 60 milionów dolarów. Jednak Boeing wykupił firmę McDonnell Douglas w 1997, więc pomimo przegrania EELV, Boeing ostatecznie „wygrał”.
Propozycją Boeinga była rakieta Delta IV – mocno ulepszona wersja istniejącej rakiety Delta II lub Delta III. Pierwszy stopień, zasilany ciekłym wodorem i ciekłym tlenem, potrzebowałby nowego silnika. Lockheed Martin zaproponował rakietę Atlas V, z rosyjskimi silnikami RD-180, działającymi na kerozynę i ciekły tlen. Obie firmy byłyby zobowiązane do zapewnienia transportu dla różnej wielkości ładunków – od średnich (poprzednio obsługiwanych przez rakiety Delta II i Atlas II) do ciężkich (poprzednio obsługiwanych przez rakietę Titan IV).
Pierwotnym planem było wyłonienie jednego zwycięzcy spośród tych dwóch firm. Jednak prognozy pokazywały, że wzrośnie zapotrzebowanie na rakiety wynoszące ładunki w kosmos (30-40 misji na geostacjonarną orbitę transferową na rok). Zamiast więc przyznawać jeden kontrakt, rząd przyznał każdej z firm po 500 milionów dolarów na rozwój. Boeing i Lockheed Martin zgodziły się na pokrycie wszelkich dodatkowych kosztów rozwoju, dochodzących łącznie do ponad 3 miliardów dolarów.
Ostateczne oferty zostały złożone w 1998 roku. Rząd rozłożył 28 lotów pomiędzy Boeinga (19 lotów za 1,4 miliarda dolarów) i Lockheeda (9 lotów za 650 milionów dolarów). Kontrakty zostały przyznane uwzględniając głównie cenę i ocenę ryzyka.
Przemiana we wspólne przedsięwzięcie
Niestety szybko okazało się, dlaczego Boeing był w stanie wygrać cenowo. Menedżer Boeinga zatrudnił byłego pracownika Lockheed Martin, w zamian za niejawne informacje, które pozwoliły zwiększyć konkurencyjność. Na początku twierdzono, że były to tylko niewielkie ilości informacji, ale później okazało się, że były to tysiące prawnie zastrzeżonych dokumentów. Większość z nich bezpośrednio dotyczyła kosztów i proponowanych ofert Lockheeda. Późniejsza analiza Sił Powietrznych pokazała, że było to wystarczające, aby niezwłocznie przerwać proces przetargowy (to jednak nie nastąpiło).
W 2003 urzędnicy federalni wnieśli zarzuty przeciw dwóm pracowników Boeinga. Niedługo potem, trzem jednostkom Boeinga zabroniono prowadzenia interesów z rządem, co było praktycznie niespotykane w tamtym czasie. Następnie Siły Powietrzne zmieniły kontrakt, przekazując osiem startów Boeinga Lockheedowi. W tym czasie, przemysł komercyjnych lotów zapadł się, zmniejszając liczbę startów na świecie o prawie 25%.
Do 2005 roku Boeing został przywrócony do konkurencji o starty. Niestety, program EELV był niepewny. Ze względu na niskie zapotrzebowanie na starty i wciąż pozostający niesmak po aferze z kradzieżą dokumentów, Boeing i Lockheed zapowiedziały połączenie swoich działów rakietowych. SpaceX początkowo pozwało ich za to wspólne przedsięwzięcie, jednak sprawa została oddalona ze względu na brak wystarczającej szkodliwości.
Powstanie ULA
Po rozpoczęciu działalności w 2006 roku, ULA została jedynym dostawcą startów wojskowych i cywilnych dla rządu Stanów Zjednoczonych. Klientami byli między innymi Departament Obrony, Narodowe Biuro Rozpoznania i NASA. Komercyjne starty, które dominowały wczesne listy planowanych startów rakiet Atlas V i Delta IV, stawały się niezwykle rzadkie.
W tym okresie, rząd zaprezentował kontrakt w ramach EELV Launch Capability (ELC) zgodnie z National Space Transportation Policy Statement. W praktyce oznaczało to, że rząd zdecydował o podzieleniu nowych kontraktów na dwie części: EELV Launch Capability i EELV Launch Services. Część „launch capability” była kontraktem zawierającym koszta i stałe opłaty (czyli gwarantowany profit), aby pokryć koszta infrastruktury, takiej jak platformy startowe. Z kolei część „launch services” była kontraktem opartym o stałe ceny (czyli bez gwarantowanego profitu), z przeznaczeniem na pokrycie kosztów konstrukcji i integracji rakiety dla każdej misji. Dzielona struktura kontraktu działa w tej samej formie od czasu wdrożenia.
„Zakup pakietowy”
Po latach kupowania pojedynczych rakiet, Departament Obrony przyjął nową strategię od roku 2011. Do 50 rakiet byłoby zamówionych jako „pakiet”, aby zapewnić stabilność dostaw i oszczędności rządowi.
SpaceX protestowało wtedy, wskazując na raport Rządowego Biura Odpowiedzialności, krytykującego długość i zakres proponowanego kontraktu. SpaceX było jednak hamowane tym, że Falcon 9 nie miał odpowiednich możliwości i historii niezawodności, wymaganej do startu w przetargach na większość z misji „zakupu pakietowego”.
„Zakup pakietowy” przekształcił się w zamówienie 36 rakiet i wystawienie 14 startów do konkurencji. Te 14 startów zostało później zmniejszone do siedmiu, ze względu na niskie zapotrzebowanie.
W 2014 roku SpaceX wniosło pozew związany z „zakupem pakietowym” twierdząc, że jest to niesprawiedliwe tłumienie konkurencji. ULA odpowiadała, że jest jedynym dostawcą, certyfikowanym do przeprowadzania misji o znaczeniu dla bezpieczeństwa narodowego.
Po długiej bitwie prawniczej, rząd i SpaceX doszli do porozumienia. „Zakup pakietowy” pozostanie w tej formie, w jakiej jest, jednak Siły Powietrzne zwiększą liczbę startów, o które będzie mogła starać się konkurencja.
Rozwój
W odpowiedzi na przejście na rynek konkurencyjny, ULA ogłosiła restrukturyzację firmy. Delta IV, z wyjątkiem wariantu Heavy, zaczęła wychodzić z użytku od roku 2018.
ULA pracuje również nad częściowo odzyskiwalną rakietą Vulcan, której pierwszy lot planowany jest na rok 2019. Vulcan to dwustopniowa rakieta, która łączy w sobie elementy rakiet Atlas V i Delta IV. Pierwszy stopień będzie bazował na tym z Delty IV i będzie zasilany silnikiem BE-4, produkowanym przez firmę Blue Origin. Drugi stopień, nazywany Centaur, będzie pochodził z rakiety Atlas V. Wykorzystuje on silniki RL-10, produkowane przez firmę Aerojet Rocketdyne.
Dlaczego ULA używa zagranicznego silnika RD-180?
Po pierwsze, warto zastanowić się dlaczego USA zdecydowało się pozwolić na użycie zagranicznego silnika w rakiecie, która obsługuje większość lotów dotyczących bezpieczeństwa narodowego. RD-180 był początkowo badany przez General Dynamics (zanim zostali częścią Lockheed Martin), i po raz pierwszy poleciał z Atlasem III (znany również jako IIAR). Ogólnie Rosja posiadała wielu mądrych naukowców, którzy po upadku ZSRR byli nagle bezrobotnymi. Rząd USA stwierdził, że nie byłoby dobrze, gdyby ci inżynierowie mieli się spakować i wyjechać do wrogiego państwa, więc chciał zachęcić ich do pracy nad czymś pozytywnym. Świetna cena za najlepszy silnik węglowodorowy na świecie (dosłownie, Amerykanie nie wierzyli Rosjanom, dopóki nie zobaczyli testu) tylko osłodziła porozumienie.
Ale oczywiście potrzebny był plan zapasowy. Oryginalny plan z 1995 zakładał zdolność do produkcji na terenie USA w ciągu 4 lat. Jednakże, to było tak wcześnie, że Amerykanie podchodzili do Rosjan ze sceptyzmem. Plany zapasowe są jednak drogie. Utrzymanie zdolności do produkcji, nawet mając 4 lata na jej uruchomienie, wymaga dużej ilości siły roboczej. Między innymi, trzeba płacić za utrzymanie szkiców, inżynierowie muszą utrzymać biegłość, wyszkolić nowych pracowników i mieć części pod ręką. I wszystko to za coś, co nie przyniesie twojej firmie pieniędzy. Rząd zauważył ten problem i wkrótce wydłużył czas na uruchomienie produkcji do więcej niż 4 lat.
Z biegiem lat relacje z Rosją ociepliły się, a przemysł komercyjnych lotów zapadł się. Koszty utrzymania produkcji wzrosły tak bardzo, że rząd zdecydował się całkowicie znieść to wymaganie. W 2008 "została podjęta decyzja zakończenia programu [zdolności do produkcji w USA], częściowo z powodu zapaści rynku komercyjnego. Wynikająca z niej niższa częstotliwość lotów nie zapewniała wystarczającego uzasadnienia do utrzymania produkcji w Stanach Zjednoczonych." Założenie było takie, że Delta IV, połączona z zapasem silników RD-180 byłaby wystarczająca, żeby wytrzymać przeszkody w dostawach.
Po 2008 jasne stało się, czemu ULA nie utrzymała natychmiastowej zdolności do zbudowania RD-180. Dopływ silników nigdy nie był pod znakiem zapytania (nawet po komentarzach Rogozina (wicepremier Rosji ds. przemysłu obronnego i kosmicznego), każdy silnik przybył na czas) aż do 2015, gdy uchwalono National Defense Authorization Act.
Dalsza lektura:
Blue Origin
We wrześniu 2016 firma Blue Origin zaprezentowała projekt ciężkiej rakiety New Glenn, której pierwszy stopień ma być wielokrotnego użytku. Blue Origin planuje rozpoczęcie lotów nową rakietą przed końcem dekady. Na razie nie ma zbyt wielu informacji na jej temat, wiadomo jednak, że firma będzie starała się konkurować ze SpaceX na rynku komercyjnych lotów kosmicznych. W październiku 2017 na profilu BO na Twitterze pojawiło się krótkie nagranie z testu silnika BE-4, który zostanie użyty w nowej rakiecie. Jest on, podobnie jak Raptor od SpaceX, zasilany metanem i ciekłym tlenem.
Northrop Grumman Innovation Systems (dawniej Orbital ATK)
W 2008 firma Orbital ATK (wcześniej Orbital Sciences Corporation) otrzymała kontrakt na przeprowadzenie 8 misji zaopatrzeniowych na Międzynarodową Stację Kosmiczną w ramach programu CRS1. W tym samym czasie SpaceX otrzymało kontrakt na przeprowadzenie 12 takich misji. W późniejszym czasie, kiedy NASA rozszerzyła kontrakt SpaceX do 20 misji, firma Orbital ATK otrzymała dodatkowe 3. Orbital rozpoczął dostarczania ładunków na ISS przy pomocy statków transportowych Cygnus, które startowały na szczycie rakiety Antares. Po wybuchu Antaresa podczas startu w październiku 2014, firma zdecydowała się na wykupienie lotów mocniejszą rakietą Atlas V od firmy United Launch Alliance (ULA). W związku z użyciem rakiety, która mogła wynieść w kosmos większy ładunek, pierwotne zobowiązania wobec NASA udało się wykonać w ciągu siedmiu misji, zamiast ośmiu. To spowodowało, że łącznie Orbital ATK przeprowadzi 10, a nie 11 misji w ramach programu CRS1. Na początku 2016 roku NASA poinformowała, że w ramach programu CRS2 przyznano po 6 misji firmom SpaceX, Orbital ATK oraz Sierra Nevada Corporation. W 2018 roku Orbital ATK zostało przejęte przez firmę Northrop Grumman i od tej jej pełna nazwa brzmi Northrop Grumman Innovation Systems.
Sierra Nevada Corporation (SNC)
W 2010 roku firma Sierra Nevada Corporation otrzymała 20 milionów dolarów z NASA w ramach pierwszego etapu programu Commercial Crew Development na zaprojektowanie i rozwój samolotu kosmicznego Dream Chaser. We wrześniu 2014 roku firma przegrała w konkurencji ze SpaceX i Boeingiem i nie otrzymała kontraktu w ramacj programu CCtCap. W styczniu 2016 SNC otrzymało kontrakt na przeprowadzenie sześciu misji zaopatrzeniowych dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach programu CRS2. Dream Chaser będzie startował na szczycie rakiety Atlas V firmy United Launch Alliance. Jego dużą zaletą jest to, że może lądować na pasie startowym jak samolot, co z jednej strony zmniejsza przeciążenia działające na ładunek transportowany z ISS na Ziemię, a z drugiej pozwala na szybki dostęp do eksperymentów na jego pokładzie tuż po lądowaniu.
Boeing
Boeing, razem z Lockheed Martin, tworzy firmę United Launch Alliance. Boeing starał się o otrzymanie kontraktu na przeprowadzenie misji zaopatrzeniowych dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach programu CRS2, jednak przegrał ze SpaceX, Orbital ATK oraz Sierra Nevada Corporation. Firma otrzymała jednak kontrakt na transport astronautów na ISS. Posłuży do tego rozwijana przez Boeinga kapsuła CST-100 Starliner.
Lockheed Martin
Jedna z dwóch firm tworzących United Launch Alliance. Lockheed Martin, podobnie jak Boeing, starał się o kontrakt w ramach programu CRS2, jednak przegrał z innymi firmami.
Zagraniczni konkurenci
Zanim SpaceX zaczęło regularne loty z satelitami komercyjnymi, rynek był zdominowany przez Europejczyków i Rosjan. Zmieniło się to w 2013 roku, kiedy SpaceX wystrzeliło rakietę Falcon 9 z misją CASSIOPE. Możliwość zaoferowania znacznie niższych cen lotu niż konkurencja na zawsze zmieniła ten sektor rynku.
Europa
Arianespace jest konsorcjum złożonym z firm z wielu krajów. Jego główna siedziba znajduje się we Francji. W 1984 roku firma stała się pierwszym na świecie komercyjnym dostawcą usług wynoszenia ładunków w kosmos. Do 2004 roku firma odpowiadała za wynoszenie ponad 50% satelitów. Ze względu na SpaceX, firma w 2013 zdecydowała o usprawnieniu produkcji i zmniejszeniu zatrudnienia, aby móc konkurować cenowo na rynku. Nowa rakieta, Ariane 6, której koszt startu szacowany jest na 75 milionów euro, jest bezpośrednią odpowiedzią na działania SpaceX. Jej pierwszy lot ma się odbyć w 2020 roku. W dłuższym terminie planowane jest zbudowanie rakiety Ariane Next, która ma być wielokrotnego użytku.
Rosja
Poza bezpośrednią konkurencją z rosyjskimi rakietami Proton, SpaceX zagraża Rosji w dwóch innych obszarach. Po pierwsze, ULA używa rosyjskich silników RD-180 w swojej rakiecie Atlas V. Ze względu na działania SpaceX i naciski rządu Stanów Zjednoczonych, firma United Launch Alliance była niejako zmuszona do rozwoju i jest właśnie na etapie wyboru silnika produkcji amerykańskiej do jej nowej rakiety (Vulcan). Po drugie obecnie tylko Rosjanie transportują astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. W momencie, kiedy firmy SpaceX i Boeing rozpoczną regularny transport astronautów na ISS, zmniejszy się zapotrzebowanie na miejsca w rosyjskich Sojuzach. Początkowo Rosja nie była zbytnio dotknięta działaniami SpaceX, ze względu na możliwości rakiety Proton, mogącej wynosić na orbitę cięższe ładunki niż Falcon 9. Jednakże z każdą nową wersją Falcona 9 coraz więcej klientów decydowało się na wybranie usług firmy SpaceX. W 2016 roku Rosjanie uświadomili sobie, że mogą mieć problemy. Pojawiły się informacje o stworzeniu nowej, tańszej rakiety, a także o zmniejszeniu kosztów Protona. Wspomniano także o pomyśle na stworzenie rakiety wielokrotnego użytku. Niezależni eksperci zarówno z Rosji, jak i krajów zachodnich, nie są optymistami, jeśli chodzi o przyszłość rosyjskiego przemysłu kosmicznego. W kwietniu 2018 roku Dmitrij Rogozin, wiceprezydent kraju, przyznał się do porażki. Powiedział, że „udział startów rakiet w całym rynku usług kosmicznych to tylko 4% i nie jest to warte prób wypchnięcia Muska i Chińczyków”. Był to niezwykły obrót wydarzeń, jako że jeszcze 5 lat wcześniej Rosja posiadała 50% rynku startów kosmicznych.
Chiny
SpaceX stwierdziło, że Chiny to obecnie jedyna poważna konkurencja dla nich. Warto zauważyć, że nawet tradycjnie tanie kraje, jak Chiny, mają problem z zaoferowaniem cen startów na poziomie tych od SpaceX. Konieczne było ustalenie ceny startu rakiety Chang Zheng 3B na poziomie 70 milionów dolarów. CZ 3B wypada jednak słabo w porównaniu do Falcona 9, jeśli chodzi o masę ładunku, który może wynieść na orbitę. Bardziej porównywalną rakietą do F9 jest Chang Zheng 5, której dziewiczy lot odbył się w 2016. Jednak cena za jej start nie została na razie podana. Chińczycy planują jednak stworzenie rakiet wielokrotnego użytku. Poza systemem wykorzystującym spadochrony i poduszki powietrzne, trwają też prace nad rakietami lądującymi „na silnikach”. Pierwsza chińska komercyjna firma kosmiczna, Link Space, zaprezentowała we wrześniu 2017 projekt rakiety New Line 1 (Xin Gan Xian 1), która ma lądować w podobny sposób, jak Falcon 9. New Line 1 ma służyć do wynoszenia na heliosynchroniczną orbitę (250 - 550 km) mikrosatelitów, ważących do 200 kg. Dzięki odzyskiwaniu jej pierwszego stopnia, koszt startu szacowany jest na około 2,25 miliona dolarów. Dziewiczy lot New Line 1 planowany jest na 2020 rok.
Rynek satelitów komunikacyjnych
Dostawcy Internetu satelitarnego
Istotną częścią walki o ten rynek jest zdobycie dostępu do części spektrum elektromagnetycznego, które jest ograniczone. Musk wspominał o używaniu laserów, aby ominąć to ograniczenie, jednakże na razie plany te nie zostały rozwinięte.
W styczniu 2015 roku SpaceX ogłosiło, że chce stworzyć system komunikacyjny oparty na satelitach. Otwarto fabrykę w stanie Waszyngton, gdzie produkowane są satelity. Więcej o systemie Starlink można przeczytać na dedykowanej stronie.
OneWeb
Do czerwca 2014 roku firma WorldVu, nazywana obecnie OneWeb, zakupiła część spektrum, która wcześniej należała do firmy SkyBridge, która zbankrutowała w 2000 roku. Planowano umieszczenie 648 satelitów na orbicie 1200 km nad powierzchnią Ziemi. W lutym 2017 roku firma ogłosiła, że znacząca część możliwości konstelacji została już sprzedana, w związku czym rozważano dodanie kolejnych 1972 satelitów. W marcu 2020 roku firma OneWeb ogłosiła upadłość i nie wiadomo, jaka przyszłość czeka projekt. Na orbicie znalazło się już 74 satelitów firmy.
Produkcja satelitów
W styczniu 2015 roku Musk ogłosił plany produkcji i sprzedaży platform satelitarnych przez SpaceX, obecnie jednak firma produkuje satelity jedynie na własne potrzeby.