Программа Commercial Orbital Transportation Services

Commercial Orbital Transportation Services (COTS, с англ. — «Коммерческие орбитальные транспортные услуги») — программа НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США), реализованная в 2006–2013 годах, направленная на стимулирование развития частных коммерческих систем доставки грузов на Международную космическую станцию (МКС). В рамках программы НАСА предоставляло частичное финансирование и техническую поддержку частным компаниям для разработки и демонстрации транспортных кораблей и ракет-носителей, способных доставлять грузы на МКС и возвращать их на Землю. Программа стала первым крупным проектом НАСА по передаче функций по снабжению МКС частному сектору, что позволило снизить зависимость от российских кораблей «Союз» и «Прогресс» после завершения программы Space Shuttle.

История

Предпосылки

После катастрофы шаттла «Колумбия» в 2003 году и решения о прекращении программы Space Shuttle к 2011 году, НАСА столкнулось с необходимостью обеспечить доставку грузов на МКС. Основным средством снабжения станции на тот момент были российские грузовые корабли «Прогресс», а также европейский ATV и японский HTV. Однако НАСА стремилось снизить зависимость от иностранных партнёров и создать конкурентную среду в космической отрасли США.

В 2005 году администратор НАСА Майкл Гриффин выдвинул концепцию «коммерческого космоса», предполагающую передачу части функций по доставке грузов и экипажа на МКС частным компаниям. Идея заключалась в том, чтобы НАСА выступало в роли заказчика, а не разработчика и оператора транспортных систем.

Запуск программы

В январе 2006 года НАСА объявило о начале программы COTS. На первом этапе (COTS Phase 1) было выделено 500 миллионов долларов на разработку и демонстрацию технологий. Заявки на участие подали более 20 компаний, включая SpaceX, Rocketplane Kistler, Orbital Sciences Corporation, Lockheed Martin и Boeing. В августе 2006 года НАСА выбрало двух победителей: SpaceX (с кораблём Dragon и ракетой Falcon 9) и Rocketplane Kistler (с кораблём K-1). Однако Rocketplane Kistler не смог выполнить условия контракта и в 2007 году был лишён финансирования.

В феврале 2008 года НАСА провело второй раунд отбора (COTS Phase 2), в котором победила Orbital Sciences Corporation (с кораблём Cygnus и ракетой Antares). Компания получила контракт на сумму 170 миллионов долларов.

Демонстрационные полёты

В рамках программы COTS были проведены два ключевых демонстрационных полёта:

• SpaceX COTS Demo Flight 1 (8 декабря 2010 года): корабль Dragon совершил первый в истории частный орбитальный полёт, успешно выведен на орбиту, выполнил манёвры и приводнился в Тихом океане.
• SpaceX COTS Demo Flight 2 (22–25 мая 2012 года): Dragon стал первым частным космическим кораблём, пристыковавшимся к МКС. Корабль доставил 460 кг груза и вернул на Землю 660 кг.

• Orbital COTS Demonstration Flight (18 сентября 2013 года): корабль Cygnus успешно пристыковался к МКС, доставив 700 кг груза.

Завершение

Программа COTS официально завершилась в 2013 году после успешной демонстрации обеих систем. На её основе были заключены контракты на коммерческие полёты по программе Commercial Resupply Services (CRS), предусматривающие регулярные грузовые миссии на МКС.

Цели и задачи

Основные цели программы COTS:

• Создание коммерческой инфраструктуры для доставки грузов на МКС и обратно.
• Снижение стоимости доступа в космос за счёт конкуренции частных компаний.
• Стимулирование развития частной космической отрасли в США.
• Обеспечение независимости от российских кораблей «Прогресс» и «Союз».
• Создание технологической базы для будущих пилотируемых полётов (программа Commercial Crew Development — CCDev).

Участники программы

SpaceX

Компания SpaceX (Space Exploration Technologies Corp.), основанная Илоном Маском в 2002 году, разработала грузовой корабль Dragon и ракету-носитель Falcon 9. В рамках COTS SpaceX получила 396 миллионов долларов (из них 278 миллионов — на разработку, 118 миллионов — на демонстрационные полёты). Ключевые достижения:

• Первый частный орбитальный полёт (2010).
• Первая стыковка частного корабля с МКС (2012).
• Возвращаемый грузовой отсек, способный доставлять грузы на Землю.

Orbital Sciences Corporation (ныне Northrop Grumman)

Компания Orbital Sciences Corporation (с 2018 года — подразделение Northrop Grumman) разработала грузовой корабль Cygnus и ракету-носитель Antares. В рамках COTS компания получила 170 миллионов долларов. Ключевые особенности:

• Модульная конструкция корабля, позволяющая адаптировать его под разные грузы.
• Использование украинского двигателя РД-181 на первой ступени ракеты Antares (с 2014 года — российские двигатели РД-181).
• Возможность доставки крупногабаритных грузов (до 5 тонн).

Rocketplane Kistler (исключён)

Компания Rocketplane Kistler была выбрана на первом этапе, но не смогла выполнить условия контракта. Предполагалось создание многоразового корабля K-1, однако из-за финансовых проблем и технических сложностей контракт был расторгнут в 2007 году.

Финансирование и объём

Общий бюджет программы COTS составил около 800 миллионов долларов, из которых:

• SpaceX — 396 миллионов долларов.
• Orbital Sciences — 170 миллионов долларов.
• Остальные средства — на административные расходы, техническую поддержку и резерв.

Для сравнения, разработка грузового корабля «Прогресс» в СССР обошлась в сопоставимых ценах примерно в 1,5 миллиарда долларов, а европейский ATV — около 2 миллиардов долларов.

Технические характеристики

Корабль Dragon (SpaceX)

Корабль Cygnus (Orbital Sciences)

Критика и оценки

Программа COTS получила как положительные, так и критические отзывы.

Положительные аспекты:

• Снижение стоимости доставки грузов на МКС: по оценкам НАСА, стоимость одного килограмма груза снизилась с 43 000 долларов (на шаттле) до 20 000 долларов (на Dragon).
• Создание конкуренции в космической отрасли, что привело к появлению новых компаний (SpaceX, Blue Origin, Virgin Galactic).
• Быстрое развитие технологий: от начала программы до первого полёта прошло 4 года.

Критические замечания:

• Высокие риски: программа предусматривала частичное финансирование, и если бы компании не справились, НАСА потеряло бы средства.
• Зависимость от частных компаний, которые могут менять условия или обанкротиться.
• Ограниченность грузоподъёмности: корабли Dragon и Cygnus уступают по объёму грузов российскому «Прогрессу» (до 2,5 тонн) и японскому HTV (до 6 тонн).
• Недостаточная прозрачность: некоторые контракты были заключены без открытых конкурсов.

Влияние на космическую отрасль

Программа COTS стала важным этапом в развитии коммерческой космонавтики. Она показала, что частные компании могут успешно выполнять задачи, ранее считавшиеся прерогативой государственных агентств. Успех COTS привёл к запуску программ:

• Commercial Resupply Services (CRS) — регулярные грузовые миссии на МКС (с 2012 года).
• Commercial Crew Development (CCDev) — разработка пилотируемых кораблей (Crew Dragon и Starliner).
• Artemis Accords — коммерческие проекты по доставке грузов на Луну.

В России аналогичные программы (например, «Сфера» и «Коммерческий космос») находятся на стадии разработки. В 2021 году Роскосмос объявил о планах по созданию частных грузовых кораблей, но конкретных проектов пока не реализовано.

Источники

• NASA. «Commercial Orbital Transportation Services (COTS) Program Overview». 2013.
• NASA. «SpaceX COTS Demo Flight 2 Press Kit». 2012.
• NASA. «Orbital Sciences COTS Demonstration Flight Press Kit». 2013.
• NASA Office of Inspector General. «NASA’s Commercial Orbital Transportation Services Program: A Summary of Lessons Learned». 2014.
• SpaceNews. «COTS Program: A Success Story for Commercial Space». 2013.
• Роскосмос. «Программа COTS: опыт и уроки для России». 2015.