Введение
Офис коммерческого космического транспорта (обычно называемый FAA/AST или просто AST; "AST" — это маршрутный символ FAA, присвоенный Офису коммерческого космического транспорта. См. распоряжение FAA 1100.87F "Стандарты маршрутных символов") является подразделением Федерального управления гражданской авиации США (FAA), которое утверждает любые коммерческие запуски ракет – то есть любые запуски, не относящиеся к моделям, любительским или запускам, осуществляемым "для и от имени правительства" – в случае оператора запуска, базирующегося в США, и/или запуска с территории США.
История
С подписанием исполнительного приказа № 12465 25 февраля 1984 года президент Рейган назначил Министерство транспорта ведущим агентством по коммерческим ракетам-носителям. Этот выбор был сделан по итогам межведомственного конкурса между министерствами торговли и транспорта на право быть ведущим агентством. В то время Конгресс и промышленность поддерживали Министерство торговли на эту роль, и проект закона называл Министерство торговли агентством, ответственным за новую отрасль. Однако решение было принято администрацией, которая, к тому же, утверждала, что законодательство не требуется. Тем не менее, Министерство транспорта было выбрано на эту роль только после согласия с тем, что оно не будет передавать функции ведущего агентства в Федеральное управление гражданской авиации (FAA) из-за опасений по поводу излишне жесткого регулирования со стороны FAA. Министр транспорта Элизабет Доул назначила Дженнифер Дорн руководить новой функцией. Управление по коммерческим космическим перевозкам (OCST) было создано в конце 1984 года и размещено в аппарате секретаря. На момент подписания исполнительного приказа правительство осуществляло контроль за коммерческими запусками посредством уникального применения Международных правил торговли оружием (ITAR). Применение ITAR было вызвано предложенным в 1982 году частным запуском ракеты компанией Space Services, Inc. В частности, запуск SSI был объявлен правительством США «экспортом» в космос, что требовало получения «экспортной лицензии» от Управления по контролю за вооружениями Государственного департамента. Администрация продолжала выступать против принятия законодательства, однако Министерство транспорта договорилось о соглашении, согласно которому Государственный департамент согласится делегировать Министерству транспорта полномочия по использованию «экспортной лицензии» ITAR в части, касающейся лицензирования коммерческих космических запусков. В письме Государственного департамента, подтверждающем эту передачу полномочий, также указывалось, что Государственный департамент испытывает дискомфорт при использовании «экспортной лицензии» в качестве средства контроля за коммерческими запусками и считает, что предпочтительнее иметь правовую основу, специально разработанную для коммерческих космических запусков. Это письмо от Государственного департамента министру транспорта убедило администрацию Рейгана изменить свою позицию относительно необходимости принятия законодательства и подготовило почву для принятия Закона о коммерческих космических запусках 1984 года. Первые 10 лет работы OCST были отмечены серьезными вызовами, и большинство из них относились либо к сфере политики, либо к сфере регулирования. Соответственно, Управление по коммерческим космическим перевозкам было разделено на две основные функции: разработку политики и стратегию ценообразования на услуги космического шаттла под руководством Дональда Триллинга и надзор за соблюдением нормативных требований под руководством Нормана Боулса. Новая отрасль сразу же столкнулась с проблемами. Запуск Starstruck был заблокирован в процессе получения экспортной лицензии Государственным департаментом. Коммерческие компании, занимающиеся запусками, испытывали давление со стороны ценовой политики NASA. Компании-заказчики обнаружили, что страховые тарифы, устанавливаемые NASA и ВВС США, были непомерно высокими. Затем компании-заказчики столкнулись с проблемами при попытке использовать правительственные стартовые площадки. В течение нескольких лет эти вопросы возникали и быстро решались. OCST завоевало репутацию в космическом сообществе как организация, способная создать благоприятные условия для роста и процветания отрасли. Временные правила, реализующие Закон о коммерческих космических запусках, были опубликованы в течение года после принятия Закона, а окончательные правила – через год. Система лицензирования, созданная в то время, была модульной и предназначена для работы с любым типом космического аппарата или космического корабля. Она была разработана на основе самых современных принципов регулирования. Подход к регулированию основывался на предположении, что эра традиционных ракет-носителей будет недолгой и что вскоре появятся новые, отличные конструкции; это мнение не разделялось традиционным космическим сообществом. Это оказалось правдой, и даже в большей степени, чем предполагалось в OCST. Первым нормативным актом Управления по коммерческим космическим перевозкам стало прецедентное одобрение полезной нагрузки, состоящей из «кремалей» – человеческих кремированных останков, помещенных в капсулы, напоминающие помаду. В течение первых 8 лет было осуществлено 30 лицензированных запусков (31, если учитывать Starstruck), лицензирован был инновационный аппарат, запускаемый с самолета, и процесс одобрения аппарата для возвращения на Землю находился на продвинутой стадии. Было завершено исследование участка Палима-Пойнт на Гавайях в качестве потенциального космопорта (хотя политические факторы привели к отказу штата от этого предложения), и два других штата обратились в OCST с предварительными предложениями. Концепция, согласно которой процесс лицензирования должен быть ориентирован на новые концепции, была подтверждена. В период с 1984 по 1992 год OCST придерживалось агрессивного подхода к созданию программы, которая предвидела будущие проблемы и принимала меры для снижения или устранения будущих препятствий. С самого начала оно готовило оценки воздействия на окружающую среду или экологические заключения, которые позволяли исключать коммерческие космические запуски из категории требующих детальной оценки. До первого аппарата для возвращения на Землю было завершено экологическое исследование операций по возвращению на Землю. Отчет OCST об анализе рисков при запуске, опубликованный в 1988 году, даже изучал риски, связанные с возвращающимися на Землю компонентами, для общественной безопасности, что подготовило почву для последующих предложений по возвращающимся аппаратам. В целях обеспечения «легкого» регулирования в 1991 году директор OCST Стефани Ли Майерс и заместитель директора по лицензированию и безопасности Норман Боулс встретились с Бертом Рутаном, выдающимся авиаконструктором, чтобы узнать его мнение о том, как избежать излишнего регулирования коммерческой космической отрасли. Берт Рутан сообщил Ли Майерс и Боулсу, что ничего не знает о космосе и не планирует заниматься космическими запусками. Менее чем через 10 лет его аппарат SpaceShipOne выиграл Ansari XPrize как первый частный пилотируемый аппарат, достигший космоса. В 1984 году OCST взяло себе девиз: «Ясное небо, а не бюрократия». К 1992 году OCST завершило два исследования, которые начали изучать концепцию саморегулирования отрасли. Предыдущие исследования показали, что риски для общественной безопасности, связанные с коммерческими космическими запусками, исключительно низки. Низкие риски оправдывали более активную роль отрасли в собственном регулировании. Первые 10 лет были эпохой «легкого» и прогрессивного регулирования, которая завершилась передачей OCST из аппарата секретаря транспорта в Федеральное управление гражданской авиации. К 2017 году SpaceX обвинила OCST и FAA в излишнем регулировании. В начале администрации Клинтона управление было передано в Федеральное управление гражданской авиации в 1995 году во время пребывания Фрэнка Уивера на посту директора OCST. После Фрэнка Уивера управление возглавляла Патти Грейс Смит до 2008 года. Под ее руководством FAA лицензировала Mojave Air & Space Port в Калифорнии как первый внутренный коммерческий космопорт в стране. SpaceShipOne, первый частный пилотируемый аппарат, достигший космоса, был запущен с этого космопорта в 2004 году. В августе 2019 года в управлении работало 97 сотрудников из 108 утвержденных должностей. Увеличение количества коммерческих космических запусков и возвращений на Землю в последние годы – лицензирование от 33 до 44 запусков в 2019 году по сравнению с «однозначным числом запусков в год» в предыдущие годы и ожидание до 50 запусков в 2021 году с прогнозируемым десятикратным увеличением рабочей нагрузки по сравнению с 2012 годом.
Правила запуска
Основной задачей OCST является регулирование негосударственных космических запусков в Соединенных Штатах. По состоянию на 2020 год это по-прежнему остается их главным приоритетом.
Категории ракет
Чтобы транспортное средство юридически считалось ракетой, его тяга должна превышать силу тяжести на протяжении большей части времени работы двигателей. Коммерческие ракеты делятся на две основные категории: любительские и лицензированные.
Любительский
У любительской ракеты общий импульс составляет не более 200 000 фунт-секунд, и она не может достичь высоты 150 км над уровнем моря. Если ракета превышает эти характеристики (или если на борту находится человек), она подлежит лицензированию. Любительские ракеты делятся на 3 класса, и требования, предъявляемые к каждому классу, возрастают по мере перехода к более высоким классам. Ниже приведено описание общих требований. Ракеты 1-го класса – модельные ракеты – не требуют одобрения для запуска и разрешены к использованию, если запуск осуществляется безопасным образом. Ракеты 2-го класса – ракеты высокой мощности – требуют разрешения на вход в национальное воздушное пространство. Для получения этого разрешения необходимо предоставить информацию о ракете и месте запуска. Ракеты 3-го класса – передовые ракеты высокой мощности – также требуют разрешения на вход в национальное воздушное пространство. Для получения этого разрешения требуется более подробная информация о ракете (например, профиль динамической устойчивости) и о планируемых операциях. Как только ракета превышает критерии любительской ракеты, она считается "лицензируемой", что означает, что для полета требуется либо лицензия, либо экспериментальное разрешение. Экспериментальные разрешения выдаются многоразовым ракетам для полетов в определенной области, называемой "зоной операций". Это разрешение является необязательным, но его получить проще, чем лицензию. Это связано с тем, что, в отличие от лицензии, для получения экспериментального разрешения не требуется анализ ожидаемых потерь, а также прохождение полной процедуры обеспечения безопасности системы. Однако разрешение также имеет ограничения. В частности, ракета, использующая экспериментальное разрешение, не может использоваться для перевозки людей или грузов за вознаграждение. Примерами ракет, использующих экспериментальное разрешение, являются все участники X Prize Cup.
Разрешенные ракеты-носители
Лицензированная ракета охватывает все остальные коммерческие ракеты, включая любые нелюбительские, орбитальные или крупные ракеты-носители (ELV). Примеры лицензированных ракет включают все ракеты Atlas, Delta и Titan. Эти ракеты подлежат регулированию в соответствии с Кодексом федеральных правил США (14 C. F. R., Глава III, §400–460). Запуски, осуществляемые правительством для собственных нужд, от этого регулирования освобождены. Например, для запуска космических челноков NASA и военных ракет не требуется лицензия (вместо этого они должны соответствовать требованиям NASA и ВВС). Коммерческая лицензия на запуск должна быть получена от FAA/AST перед запуском любой ракеты этой категории с территории США или если запуск осуществляется гражданином США.
Операции на стартовой площадке
Запускные площадки, помимо пусковых комплексов, используемых на них, также должны получить авторизацию от AST. Нормативные требования к местам запуска содержатся в разделе 420.
Общие требования
В целом, при лицензировании пусковых операций, AST использует трехуровневый подход к обеспечению безопасности: количественный анализ, процесс обеспечения безопасности системы и эксплуатационные ограничения.
Количественный анализ
АСТ обычно требует, чтобы оператор выполнял так называемый "Ec-анализ". Ec ("Eee sub cee") – это сокращение от Expected Casualty – расчет вероятности поражения любых групп людей в пределах максимального рассеяния ракеты. В самом простом случае ракета обеспечит сдерживание, то есть в пределах максимальной дальности ракеты не будет находиться людей или имущества. Однако большинство ракет не могут обеспечить сдерживание и должны регулироваться на основе оценки рисков. Расчет риска учитывает различные сценарии отказа ракеты, различные местоположения людей, различные типы укрытий и различные способы получения травм (прямое попадание, ударная волна, токсичное облако и т. д.). Расчет сложен даже для относительно небольших ракет. Во всех случаях допущения, сделанные в расчете, становятся ограничениями в день запуска. Например, если при анализе транспортного средства учитывалась возможность отклонения траектории из-за смещения тяги, и в модели был задан определенный ветер, то одним из критериев "GO/NO GO" в день запуска будет ветер менее 30 узлов. Для АСТ, как и для большинства государственных учреждений, неизвестное значение равно "нет".
Процесс безопасности системы
Некоторые ракеты сложно оценить количественно при анализе. Особенно новые модели не имеют достаточной истории для подтверждения надежности, и, следовательно, неопределенность в количественных анализах может быть существенной. Во всех случаях, но особенно при максимальной количественной неопределенности, AST потребует от оператора запуска соблюдения Процесса обеспечения безопасности системы. Процесс обеспечения безопасности системы (SSP) может иметь различные формы и обычно включает в себя анализ "сверху вниз" (например, дерево неисправностей), анализ "снизу вверх" (например, анализ опасностей или анализ видов и последствий отказов (FMEA)), а также другие анализы по мере необходимости (диаграмма Исикавы). Ракетные системы, режимы отказа, внешние факторы риска и все прочее анализируются с точки зрения общественной безопасности. На основе этих систематических анализов разрабатываются меры по снижению риска – действия, направленные на уменьшение риска. Подобно количественному анализу, эти меры по снижению риска становятся критериями "ГОДНО/НЕ ГОДНО" в день запуска. AST обычно требует подтверждения (доказательств применения оператором мер по снижению риска) для каждой системы, критичной для безопасности, на борту ракеты.
Ограничения эксплуатации
В дополнение ко всем эксплуатационным ограничениям, разработанным в ходе количественного анализа и процессов обеспечения безопасности системы, AST требует соблюдения дополнительных ограничений. Они описаны в Кодексе федеральных нормативных актов. Примером эксплуатационного ограничения является анализ предотвращения столкновений (COLA) для ракет, работающих на высоте более 150 км, – для предотвращения столкновений с пилотируемыми или предназначенными для пилотируемых полетов космическими аппаратами (такими как МКС или космический шаттл).
Прочая деятельность
Управление коммерческих космических перевозок выполняет функции, выходящие за рамки его основной регуляторной ответственности в отношении всех негосударственных космических запусков в Соединенных Штатах. Например, в июне 2020 года Управление космических портов, являющееся структурным подразделением Управления коммерческих космических перевозок, разработало комплекс рекомендаций по инфраструктуре для космических запусков в рамках Национального плана развития сети космических портов, чтобы предоставить информацию для создания сети космических портов в США с привлечением коммерческого, регионального и федерального финансирования.