Jak SpaceX vládne trhu komerčních startů raket, 2. část: Nové konkurenční rakety a nástup megakonstelací

V první části tohoto článku jsme si shrnuli historii a současný stav na komerčním trhu se starty raket. Tentokrát se podíváme na to, co dominance SpaceX na komerčním trhu znamená pro ostatní firmy, které nabízejí své rakety pro vynášení komerčních nákladů na oběžnou dráhu. Většina z nich vyvíjí nové rakety, které mají být levnější a někdy i znovupoužitelné. Dokážou však konkurovat Starship a najde se pro ně dost zákazníků?

Chystané rakety konkurentů SpaceX

Zatím jsme se bavili pouze o současnosti, kdy jasně vede SpaceX jak na trhu vynášení geostacionárních družic, tak na trhu s malými družicemi díky levným sdíleným misím. Je to ale možná trochu nefér, protože trh s raketovými nosiči aktuálně prochází velkou transformací a momentálně se nacházíme na jakési hranici mezi starou érou a novou. Provoz většiny tradiční raket, které byly v provozu desítky let, byl ukončen (nebo bude brzy ukončen) ve prospěch jejich modernějších nástupců. Ty mají být levnější a konkurenceschopnější v novém světě, kterému vládne SpaceX, ale nové rakety zatím nejsou připraveny.

Konkrétně Evropa vyvíjí raketu Ariane 6, která by měla poprvé letět příští rok. Raketa má být o polovinu levnější než její předchůdce Ariane 5, cena se tedy má pohybovat na úrovni zhruba 70 milionů dolarů za lehčí variantu Ariane 62. Avšak i za předpokladu, že se této ceny podaří reálně dosáhnout, stále je to více než u Falconu 9, jehož komerční cena se pohybuje kolem 60 milionů (a SpaceX má díky vysokým maržím prostor cenu ještě snížit, pokud se jí nějaký konkurent přiblíží). Pokud se podíváme na dosud oznámené starty Ariane 6 pro následujících pár let, najdeme mezi nimi jen pár klasických komerčních misí. Výjimkou je velká zakázka pro společnost Amazon a její satelitní konstelaci Kuiper, ale k tomu se dostanu za chvíli. Ariane 6 tedy v dohledné době nejspíš nebude představovat významnou konkurenci pro SpaceX na komerčním trhu.

Umělecká představa rakety Ariane 62 (Zdroj: ESA)

Americká společnost United Launch Alliance vyvíjí novou raketu Vulcan Centaur, která by měla letět poprvé příští rok a postupně zcela nahradit dosluhující rakety Atlas V a Delta IV Heavy. Vulcan by měl být levnější než jeho předchůdci, avšak ULA se nadále soustředí primárně na státní a vojenské mise. Jedinými komerční zakázkami jsou tedy vynesení lunárního landeru Peregrine společnosti Astrobotic během premiérového startu Vulcanu a dále doprava miniraketoplánu Dream Chaser v rámci druhého startu. Raketoplán vyvíjí společnost Sierra Space pro účely zásobování Mezinárodní kosmické stanice. Momentálně se předpokládá, že i další mise Dream Chaseru budou využívat raketu Vulcan, ale raketoplán je kompatibilní i s jinými raketami, takže časem může dojít ke změně. Například jsou už předběžně zvažovány také starty na raketě Ariane 6. Finálním komerčním zákazníkem Vulcanu, o kterém zatím víme, je opět Amazon, který si objednal celou řadu startů družic Kuiper.

Neoficiální vizualizace rakety Vulcan mířící na oběžnou dráhu (Autor: Mack Crawford / NASA SpaceFlight)

Novou raketu vyvíjí také společnost Rocket Lab, jejíž Electron je momentálně jedničkou na trhu lehkých nosičů. Jak jsem ale vysvětlil minule, malé rakety nejsou moc lukrativní a navíc zde panuje velká konkurence, jelikož spousta dalších společností vyvíjí malé nosiče. Firma proto vyvíjí větší raketu Neutron, která bude mít nosnost 8–15 tun na nízkou oběžnou dráhu, takže bude mít blíže Falconu 9 než Electronu. Neutron navíc bude z velké části znovupoužitelný, což by mělo umožnit relativně nízkou cenovku, diky které raketa pravděpodobně najde uplatnění na komerčním trhu. První start je plánován na rok 2024.

Vyvíjená raketa Neutron (Zdroj: Rocket Lab)

Naposledy oznámenou raketou je nová verze Antaresu společnosti Northrop Grumman. Ta vynáší nákladní loď Cygnus na ISS, avšak současný Antares 230+ se vyráběl na Ukrajině s využitím ruských motorů. Dodávky komponentů ale skončily, jakmile vypukla válka na Ukrajině, a tak firma potřebuje rychle vyvinout novou raketu, aby mohla dostát svému kontraktu s NASA na zásobování ISS. Northrop Grumman proto spojil síly s americkou společností Firefly Aerospace, která bude dodávat první stupně a motory pro nový Antares 330. Půjde v podstatě o první stupně vyvíjené středně těžké rakety Firefly Beta. Nový Antares poletí nejdříve v roce 2024 (a to samé asi platí pro Betu), ale až čas ukáže, jak úspěšné budou tyto rakety na komerčním trhu.

Oficiální vizualizace vyvíjené rakety Antares 330 s prvním stupněm od Firefly (Zdroj: Northrop Grumman / Firefly Aerospace)

Další vyvíjenou raketou, která má potenciál uspět na komerčním trhu, je New Glenn od společnosti Blue Origin. Tento těžký nosič bude už od začátku částečně znovupoužitelný podobně jako Falcon 9, takže by mohl nabídnout konkurenceschopnou cenu. Blue Origin už má řadu komerčních kontraktů pro New Glenn, ale otázka je, kdy se podaří raketu uvést do provozu, jak bude spolehlivá a jak často dokáže startovat. První mise měla proběhnout už v roce 2020, ale nakonec to bude nejdříve v roce 2023 (reálně možná ještě o něco později).

Vizualizace rakety New Glenn během letu (Zdroj: Blue Origin)

Všechny tyto nové rakety vypadají slibně, jenže vývoj nových nosičů není jednoduchý a čelí mnoha překážkám a odkladům. To znamená, že momentálně jsou rakety SpaceX téměř jedinou možností pro komerční zákazníky, kteří potřebují dopravit svůj náklad na oběžnou dráhu během následujících pár let. V podstatě všechny ostatní rakety totiž stále čekají na svůj první start a navíc i když budou brzy mít úspěšnou premiéru, dosažení vyšší frekvence startů u nové rakety obvykle trvá několik roků, během kterých se uskuteční jen pár startů ročně. Oproti tomu Falcon 9 letos odstartuje více než 50krát a příští rok možná až 100krát.

Ostatní poskytovatelé tedy aktuálně nemají kapacitu pro obsloužení většího počtu komerčních startů, protože jejich zbývající rakety už jsou vyprodané a nové ještě nejsou připravené. To bylo možné vidět v praxi, když začala válka na Ukrajině, kvůli které byly náhle zrušeny starty ruských raket Sojuz pro zahraniční zákazníky. Ti najednou potřebovali rychle sehnat alternativní raketu, nebo se smířit s několikaletým zdržením vlastních misí kvůli čekání na připravenost některé z vyvíjených raket. SpaceX díky tomu nedávno získalo tři mise pro společnost OneWeb a také tři starty Falconu 9 s lodí Cygnus, aby společnost Northrop Grumman mohla pokračovat v zásobování ISS, zatímco připravuje novou raketu Antares 330. SpaceX také někdy přebírá zakázky, které už dříve získaly rakety jiných firem. Například letos na podzim se uskuteční tři starty Falconu 9, při kterých budou vyneseny družice společnosti Eutelsat. Minimálně jedna z nich přitom měla původně letět na Ariane 5 a bylo to i oficiálně oznámeno. Stejně tak v roce 2018 si společnost Eutelsat objednala až 5 misí na Ariane 6. Jenže v té době měla tato raketa mít premiéru v červenci 2020. Postupně tedy nabrala skoro 3leté zpoždění a je možné, že jedna či více z družic Eutelsat, které letos vynese Falcon 9, měly původně letět na Ariane 6, ale zdržení ve vývoji donutilo Eutelsat ke změně rakety.

Start Falconu 9 s družicí Eutelsat 117 West B (Foto: SpaceX)

A to se celou dobu bavíme o situaci, kdy by SpaceX stálo na místě a hodlalo do budoucna jen dojit své populární rakety Falcon. Jenže Elon Musk a jeho firmy nemají ve zvyku usínat na vavřínech, a tak SpaceX už řadu let vyvíjí revoluční raketu Starship. Ta má nabídnout obrovskou nosnost a rozměrný nákladní prostor, avšak zároveň má být díky kompletní znovupoužitelnosti velmi levná. Pokud se tato vize naplní, pro ostatní rakety bude velmi obtížné konkurovat SpaceX na komerčním trhu. A to zohledňuji i výše zmíněné nové rakety, které jsou ve vývoji.

Raketa Vulcan by měla časem mít znovupoužitelnou motorovou sekci (Zdroj: ULA)

Většina vyvíjených raket sice už také počítá se znovupoužitelností, ale ve všech případech jde jen o částečnou znovupoužitelnost. Neutron má mít znovupoužitelný první stupeň a aerodynamický kryt, New Glenn zpočátku jen první stupeň (i když Blue Origin zřejmě zvažuje také znovupoužitelný druhý stupeň) a u Vulcanu má být někdy časem zavedena znovupoužitelná motorová sekce schopná přistání na padácích. I za předpokladu, že všechny nové rakety budou úspěšně zprovozněny a jejich znovupoužitelnost bude fungovat, stále se bavíme o několik let vzdálené budoucnosti, než budou schopné více než pár startů ročně. Kompletně znovupoužitelnou raketu Terran R vyvíjí společnost Relativity Space, ale ta zatím neodstartovala ani se svou menší a jednodušší raketou Terran 1, takže je otázka, kdy lze realisticky očekávat uvedení do provozu násobně komplexnější znovupoužitelné rakety. Plány na kompletně znovupoužitelné systémy má i Čína nebo Arianespace, ale jde spíše o vágní koncepty, jejichž realizace se očekává nejdříve v příští dekádě.

Neoficiální představa první orbitální mise Starship (Autor: Tony Bela)

Oproti tomu Starship poprvé odstartuje na oběžnou dráhu už v následujících pár měsících a je poměrně velká pravděpodobnost, že během pár let se SpaceX podaří vychytat většinu much, aby tato megaraketa mohla startovat relativně často a levně. A přitom tou dobou se nové rakety od Blue Originu nebo Rocket Labu budou teprve rozkoukávat. Jak tedy vůbec budou moct konkurovat SpaceX a jejich smrtící kombinaci osvědčených a spolehlivých Falconů a obří Starship, kdy druhá jmenovaná raketa nabídne bezkonkurenční kapacitu a nízkou cenu (minimálně při přepočtu na vynesený kilogram)?

Dopad megakonstelací na komerční trh raket

Budoucnost nově vyvíjených raket, které plánují konkurovat SpaceX, nevypadá zrovna růžově, ale přeci jen je tu nějaká naděje. Dodavatelé raket totiž mají tak trochu štěstí, že budoucnost komerčního trhu jednoznačně směřuje k velkým satelitním konstelacím. Ještě před pár lety bylo na celém světě potřeba dopravit na oběžnou dráhu maximálně pár stovek družic ročně v rámci zhruba stovky startů. Pak ale přišla megakonstelace Starlink od SpaceX, kterou budou po dokončení tvořit desítky tisíc ne zrovna malých družic. Jedná se ale jen o první vlaštovku a v plánu je spousta dalších konstelací, které budou tvořit další tisíce družic. Po SpaceX je nejdál OneWeb, který v následujících měsících dokončí svou konstelaci čítající 648 družic. Dále Amazon chystá konstelaci Kuiper tvořenou 3276 družicemi a společnost Telesat plánuje síť 1600 družic zvanou Lightspeed. V různých fázích příprav jsou ale i další podobné projekty.

Konstelaci společnosti OneWeb bude po dokončení tvořit 648 satelitů ve výšce 1200 km (Zdroj: OneWeb)

A všechny tyto megakonstelace budou potřebovat rakety, které je v následujících letech dopraví na oběžnou dráhu. Jejich družice navíc obvykle mají krátkou životnost v řádu pár let, a tak bude nutné konstelace neustále průběžně obnovovat. Potřeba častých raketových startů tedy nezmizí ani po plném zprovoznění dané konstelace. Díky tomu nejspíš najdou na komerčním trhu uplatnění i rakety, které budou dražší než ty od SpaceX. I když se totiž dočká realizace jen malá část všech plánovaných satelitních konstelací, počet potřebných startů bude tak vysoký, že ani rakety SpaceX nebudou schopné vše obsloužit. Navíc není v zájmu provozovatelů konstelací, aby spoléhali výhradně jen na služby SpaceX, i když jsou nejlevnější.

V první řadě SpaceX představuje konkurenta, jelikož provozuje síť Starlink, a tak není pro majitele podobných konstelací úplně ideální, aby si nechali vynášet své družice raketami SpaceX a tím finančně podporovali svého konkurenta. Navíc SpaceX sice dnes nemá problém sem tam vynést družice pro konkurenční konstelace jako O3b mPOWER nebo OneWeb, ale to nemusí platit vždy. SpaceX buduje vlastní konstelaci Starlink a její rakety budou mít ještě řadu let omezenou kapacitu startů (to možná časem změní až Starship). A lze předpokládat, že Starlink bude mít pro firmu Elona Muska vyšší prioritu než vynášení družic pro konkurenci, a tak by nebylo moudré, aby ostatní operátoři vsadili vše na SpaceX. Další věc je, že i kdyby SpaceX mělo neomezenou startovní kapacitu, nehoda Falconu nebo Starship může danou raketu na pár měsíců uzemnit, a pokud by na trhu nebyla žádná alternativa, protože všichni konkurenti mezitím zkrachovali, zákazníci by měli smůlu, protože by byli odkázani na monopol SpaceX.

Start mise Starlink 4-7 (Foto: SpaceX)

Z těchto důvodů lze očekávat, že komerční zákazníky si výhledově najdou i takové rakety, které nejsou tou nejekonomičtější volbou. Například Peter Beck, ředitel společnosti Rocket Lab, prohlásil, že v roce 2024 nebo 2025, kdy se objeví potřeba vynášet vysoké počty družic pro výše zmíněné konstelace, nastane problém, protože provozovatelé raket nebudou schopni uspokojit natolik zvýšenou poptávku. Některé firmy, které plánují vybudovat vlastní megakonstelace, se proto už dnes připravují na budoucnost, aby se vyhnuly situaci, že na ně nezbydou žádné volné rakety.

Umělecká představa rakety RS1 s testovacími družicemi Kuiper (Zdroj: Space Explored)

Nejdále je Amazon založený Jeffem Bezosem – první dva prototypy družic pro konstelaci Kuiper mají být vyneseny ještě letos pomocí rakety RS1 od ABL a Amazon si už zajistil také velké nosiče pro vynesení tisíců družic určených pro ostrý provoz. Celkem si firma nasmlouvala přes 90 startů všech možných raket kromě těch od SpaceX (pravděpodobně proto, že nechce finančně podporovat přímého konkurenta). Konkrétně si Amazon objednal 9 startů Atlasu V a 38 startů Vulcanu od ULA, 18 startů Ariane 6 od Arianespace a 12 startů rakety New Glenn s možností přikoupení až 15 dalších misí. Mimochodem, New Glenn vyvíjí společnost Blue Origin, kterou založil Jeff Bezos stejně jako Amazon.

Rakety Ariane 6, New Glenn a Vulcan (Zdroj: Arianespace/Blue Origin/ULA)

Pro všechny firmy, které získaly část této obří zakázky v hodnotě přes 10 miliard dolarů, toto představuje velmi vítanou finanční injekci. Tradiční dodavatelé raket totiž doposud měli problém s tím, že bez vysokého počtu komerčních zakázek jejich rakety startovaly jen párkrát ročně. Kvůli tomu je obtížné snížit náklady na každý start a také ospravedlnit investice do znovupoužitelnosti, jejichž návratnost vyžaduje dostatečně vysokou kadenci startů. Například společnost United Launch Alliance letos uvedla, že aby mohla splnit velkou zakázku Amazonu v požadovaném časovém horizontu, bude muset zdvojnásobit svůj roční počet startů a tím pádem zainvestovat do výrobní kapacity a startovní infrastruktury. Například vybuduje novou mobilní věž a druhé zařízení pro vertikální integraci raket před startem. Dále si pořídí druhou námořní loď pro přepravu stupňů raket Vulcan z továrny. ULA si navíc na rozdíl od SpaceX nevyrábí vlastní motory, a tak musejí adekvátně navýšit kapacity také dodavatelé těchto komponentů pro Vulcan.

Amazon touto megazakázkou v podstatě vlastnoručně pomůže udržet nad vodou celou řadu poskytovatelů raket, kteří by jinak v následujících letech čelili krušným chvílím kvůli neschopnosti cenově konkurovat SpaceX.

Dominance SpaceX

Předchozími odstavci jsem se snažil co nejzevrubněji objasnit současnou situaci na komerčním trhu startů raket a podložit tvrzení, že SpaceX v současnosti tomuto trhu dominuje. Stačí se podívat na to, jak firma Elona Muska každý rok výrazně zvyšuje svůj počet startů a získává stále větší podíl zakázek všech typů, zatímco v podstatě u všech ostatních provozovatelů středních a těžkých raket je trend spíše opačný nebo přinejlepším stagnující.

Vývoj počtu startů různých raket v posledních letech (Zdroj: Wikipedia)

Na problematiku se dá podívat i z druhého konce. Které zakázky SpaceX NEzískává? Realita je taková, že pokud jde o misi, pro kterou SpaceX má vhodnou raketu a zároveň firma dostane možnost se o kontrakt ucházet, ve většině případů ho vyhraje, jelikož nabízí bezkonkurenční kombinaci nízké ceny, vysoké spolehlivosti a časové flexibility. Pokud SpaceX v současnosti nějakou misi nezíská, je to obvykle z jednoho z těchto důvodů:

  • Jde o velmi lehký náklad nevhodný pro sdílenou misi, u kterého je levnější volbou malá raketa.
  • Jde o misi konkurenta Starlinku, a tudíž SpaceX nejspíš ani nedostane možnost se o ni ucházet (např. OneWeb před válkou na Ukrajině nebo nyní Amazon Kuiper), i když dokáže nabídnout raketu za nižší cenu.
  • Jde o armádní misi programu NSSL2, kde je smluvně určeno, že ULA bude přiřazeno 60 % všech misí bez ohledu na to, zda SpaceX nabídne nižší cenu.
  • Jde o misi vyžadující určitou certifikaci nebo schopnost rakety, kterou SpaceX zatím nedisponuje. V minulosti se například firma nemohla ucházet o nejcennější mise NASA typu vynesení Perseverance nebo Webbova teleskopu. Nebo mohlo jít o mise vyžadující velký kryt nebo vertikální integraci nákladu. SpaceX už ale dnes má nejvyšší certifikace NASA i armády a zároveň pracuje na zvětšeném krytu i infrastruktuře pro vertikální integraci, takže tohle by už v současnosti být problém neměl.
  • Jde o neamerickou vládní nebo vojenskou misi. Čína, Evropa, Rusko, Japonsko nebo Indie totiž v takovém případě preferují vlastní rakety bez ohledu na jejich cenu.
  • Když nějaká komerční firma potřebuje vynést více družic v rámci několika misí, nechat si je vynést jedním typem rakety může považovat za riskantní, jelikož by mohlo dojít k odkladům, pokud by daná raketa byla uzemněna třeba kvůli nehodě. Firmy proto mnohdy rozdělí kontrakty mezi rakety více poskytovatelů, i když by bylo levnější dát jen jeden velký kontrakt SpaceX. Zákazník tím sníží celkové riziko, i když za cenu vyšších nákladů.

Oficiální obrázek Falconu Heavy s prodlouženým krytem a obslužnou věží pro vertikální integraci nákladu (Zdroj: SpaceX)

Když tohle všechno vezmeme v potaz, zbyde nám jen velmi málo misí, o které se SpaceX mohlo ucházet, a přesto se pak buď neucházelo, nebo legitimně prohrálo výběrové řízení. To je ta dominance na komerčním trhu, o které se v kontextu SpaceX často mluví. A kdyby se nechystaly satelitní megakonstelace, jiné rakety než ty od SpaceX by nejspíš v následujících letech měly velký problém získat významnější počet komerčních zakázek.

V druhé polovině dekády pak trhem pravděpodobně výrazně zamíchá nástup Starship a dalších znovupoužitelných raket. Netroufám si odhadovat, jak bude komerční trh vypadat třeba za 10 let, protože pokud bude Starship opravdu tak levná, jak SpaceX doufá, změní to kosmonautiku a do určité míry i celý svět takovým způsobem, který nelze moc předpovídat. Starship má potenciál umožnit kolonizaci Měsíce a Marsu a také zcela nové typy kosmických projektů, které si dnes ani nedokážeme představit, protože se současnými drahými raketami by byly nerealizovatelné.


Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!




Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest

2 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře