CC BY
64
УДК 658.152
оценка эффективности привлечения
инвестиций в производство космических систем связи
м. н. Захаров,
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой основ конструирования машин E-mail: zmn@bmstu.ru И. А. ГАЛЬКЕВИЧ,
аспирант кафедры инженерного бизнеса и менеджмента E-mail: i.galkevich@gmail.com
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Для успешного коммерческого функционирования космических систем связи перед телекоммуникационными операторами стоит задача определения оптимальных параметров заказываемых у промышленности космических аппаратов, базирующихся на основе разрабатываемых спутников. Предлагаемый в статье метод оценки эффективности космических проектов позволяет решить эту задачу и определить требуемые тактико-технические характеристики создаваемых космических аппаратов связи и вещания.
Ключевые слова: мировой космический рынок, услуги связи, космическая система связи, спутник, информационная пропускная способность, регрессионный анализ, коммерческая эффективность, инвестиционные затраты.
Обзор рынка спутниковой связи и вещания
Спутниковая связь является наиболее развивающимся сегментом мирового космического рынка (МКР). По оценкам ФГУП «Организация «Агат» и ведущих мировых аналитических компаний Futron Corp. (США), Space Foundation (США), Euroconsult (Франция), объем мирового космического рынка в 2011 г. составил 240,8 млрд долл. [12, 13].
Услуги спутниковой связи состоят из двух основных сегментов. Первый — прямые услуги,
непосредственно получаемые в результате деятельности в космосе. Их обеспечивают операторы космических систем, эксплуатирующие космическую технику и ее целевую аппаратуру. Прямые услуги включают аренду ретрансляторов и обслуживание сетей связи. Так, в 2011 г. эти услуги составили 25,8 млрд долл., из которых около 7 млрд долл. приходились на государственных операторов [13].
Рыночные механизмы регулирования баланса спроса и предложения создали условия, когда именно сфера услуг космических систем (в настоящее время это прежде всего системы фиксированной связи) определяет объемы производства и технико-экономические показатели космических аппаратов (КА) и средств их выведения. Таким образом, на мировом космическом рынке ракетно-космическая промышленность играет подчиненную роль на фоне приоритетов конечных потребителей услуг и обеспечивающих их потребности операторов космических систем [4]. Многочисленные исследователи МКР практически единодушны во мнении, что этот рынок в целом устойчиво развивается. В то же время производство коммерческих КА и средств их выведения достигло насыщения и в обозримом будущем не имеет серьезных перспектив роста, сравнимых с темпами роста коммерческих услуг космических систем и средств доступа к этим ус- 37
лугам. Прогнозируется, что рынок прямых космических услуг к 2015 г. достигнет 60 млрд долл., а к 2020 г. — примерно 130 млрд долл. [12].
Второй сегмент — косвенные космические услуги. Это услуги, использующие результаты космической деятельности. К ним относится спутниковое теле- и радиовещание (формирование и трансляция теле- и радиопрограмм на целевую аудиторию через спутниковые каналы связи), широкополосная связь и др. В этом сегменте в перспективе возможно и практически неизбежно появление новых коммерчески перспективных услуг на базе технических возможностей, существующих и перспективных КА. Например, в 2011 г. косвенные услуги составили 88,6 млрд долл., большую часть из которых занимает цифровое спутниковое телевещание — 84,4 млрд долл. Доля использования результатов космической деятельности на мировом космическом рынке превышает долю прямой космической деятельности и неуклонно возрастает. Так, к 2015 г. прогнозируется, что рынок теле- и радиовещания составит 167 млрд долл., а к 2020 г. достигнет 387 млрд долл. [12].
Одним из основных способов реализации глобальной межконтинентальной связи являются геостационарные связные спутники-ретрансляторы. Основными их достоинствами являются широкая постоянная зона обслуживания, высокая пропускная способность и длительный срок эксплуатации.
Связной геостационарный космический аппарат представляет собой технически сложный объект, характеризующийся набором технических параметров, определяющих уровень его технологического развития. К его основным тактико-техническим характеристикам (ТТХ) относятся: стартовая масса, мощность системы электроснабжения (СЭС), срок активного существования (САС) и общая пропускная способность (количество транспондеров) [6].
Наиболее общепризнанной потребительской характеристикой коммерческого телекоммуникационного спутника является его информационная пропускная способность. Она определяется количеством информации, ретранслируемой через спутник на абонентские приемные терминалы. Для спутника связи и вещания этот показатель определяется количеством установленных на нем транспондеров (спутниковых каналов связи), каждый из которых обладает соответствующей мощностью. За поддержание их стабильного функционирования, а также всех служебных систем
КА отвечает система электропитания (СЭП). Она определяет общую энергетику КА и напрямую зависит от мощности целевой аппаратуры. Таким образом, общая производительность космического аппарата также находится в прямой зависимости от его общей энергетики. В этой связи для целей технико-экономического моделирования в качестве основного параметра, характеризующего КА и определяющего его производительность, можно рассматривать общую мощность СЭП. Такой подход корректен для стабильного периода научно-технического прогресса, когда отсутствуют прорывные технологии, значительно увеличивающие производительность спутников связи при сохранении той же энергетики.
По энергетической характеристике компания Boeing классифицирует свои космические аппараты по следующим группам:
— малые спутники c энергетикой менее 4 кВт; —средние спутники c энергетикой от 4 до 12 кВт; —большие спутники c энергетикой более 12 кВт. С коммерческой точки зрения спутниковая связь охватывает в основном услуги связи, долгосрочную аренду транспондеров, производство наземного оборудования и производство самих спутников связи и вещания. Одним из важных игроков на телекоммуникационным рынке являются операторы космических систем связи (КСС). Они служат связующим звеном между рынком и производителями спутников. Для успешного коммерческого функционирования операторов космических систем стоит задача определения оптимальных параметров заказываемых у производителя космических аппаратов, которые позволили бы обеспечить потребности конечных потребителей и эффективно использовать привлеченные инвестиции [5, 8, 9, 11].
Предлагаемый в статье метод оценки эффективности космических связных проектов позволяет решить эту задачу и определить тактико-технические характеристики создаваемых космических аппаратов связи и вещания, при которых КСС будет коммерчески эффективной и инвестиционно привлекательной [7, 10].
Подход к оценке коммерческой эффективности КСС
В качестве одного из основных параметров, по которому спутниковый оператор может оценивать эффективность вложений в развитие КСС, является NPV (чистый дисконтированный доход).
Другими словами, NPV — это текущая стоимость предполагаемых денежных потоков космического телекоммуникационного проекта, приведенная к настоящему моменту, за вычетом инвестиционных затрат [1].
Доходная часть космического телекоммуникационного проекта формируется за счет сдачи в аренду спутниковых каналов связи. В качестве инвестиционных затрат рассматриваются затраты на приобретение спутника по коммерческой рыночной стоимости у головного производителя, а также затраты, связанные с полным циклом услуг по запуску космического аппарата в необходимую точку стояния на геостационарной орбите (включая страховку и пр.). Таким образом, величина чистого дисконтированного дохода может быть выражена формулой:
^ ТС¥
ШР = V-"— 1т,
£ (1 + 0"
(1)
где ТСЕп — чистый денежный поток для п-го периода;
1т> — начальные инвестиции в космический проект;
/ — ставка дисконтирования. С учетом специфики космических телекоммуникационных проектов данный показатель предлагается рассчитывать как
Т ( П _ 1 )
щр с = у -_ СКА - Сзап,
(2)
"1 (1+0
где Дат — доход от аренды транспондеров, долл.; Зэкс — затраты на эксплуатацию спутника, долл.;
Т — срок активного существования спутника (САС), лет;
СКА— коммерческая стоимость спутника связи и вещания, долл.;
Сзап — стоимость запуска КА, долл.; / — ставка дисконтирования. Для того чтобы можно было осуществить технико-экономическое моделирование КСС, необходимо выделить один основной технический параметр КА и определить взаимосвязь всех элементов выражения (2) с данным параметром. Как указывалось выше, для этой цели хорошо подходит общая энергетическая характеристика космического аппарата Р — мощность СЭП. В этом случае величину NVP можно определить по развернутой формуле:
МУР (Р) = V ((р) Зэкс (р)) _
Я=1 (1 + /)
-Скд (Р) - Сзап (Р). (3)
Для определения искомых зависимостей было проведено крупное статистическое исследование, и с помощью регрессионного анализа определены все составные части выражения (3).
Анализ технических характеристик и стоимости КСС
Процесс сбора данных является наиболее трудоемким и важным моментом всего технико-экономического анализа. В качестве объектов анализа рассматривались геостационарные спутники связи и вещания ведущих производителей, для которых удалось собрать информацию по всем интересующим технико-экономическим параметрам.
Информация о спутниках связи и вещания аккумулировалась из открытых источников: справочников по космической технике [6], статей и публикаций в различных изданиях, а также тематических интернет-ресурсов [2, 3].
Наиболее редким параметром, встречающимся в открытом доступе, является стоимость КА. Она зачастую не публикуется, и выбор КА для анализа определялся наличием информации именно об этом экономическом параметре. В этой связи предварительный сбор информации был сосредоточен именно на данной экономической характеристике. В процессе статистического анализа были собраны технико-экономические данные для более чем 200 спутников связи и вещания. В ходе анализа оказалось, что для некоторых КА отсутствует информация об одном или нескольких технических параметров: стартовой массе, мощности СЭП и др. Поскольку для проведения анализа необходимы все технико-экономические параметры КА, некоторые спутники пришлось исключить из итогового списка. Конечный перечень анализируемых КА представлен в таблице.
Определение взаимосвязи технических и стоимостных характеристик КА
Стоимость космического аппарата. Набор исходных данных, представленных в таблице, позволяет определить, как зависит стоимость КА от его энергетики. Для этих целей был проведен регрессионный анализ зависимости стоимости КА от его мощности. С помощью метода наименьших
Спутники связи и вещания ведущих мировых производителей
Название КА Производитель КА (космическая платформа) Год запуска Стартовая масса КА, кг Мощность, Вт САС, лет Стоимость КА, тыс. долл.
Galaxy-3 Boeing (HS 601) 2000 4 860 12 000 15 90 000
Apstar 2R Boeing (HS 601) 1997 3700 6 000 14 90 000
Astra 1С Boeing (HS 601) 1993 2 790 3 300 15 90 000
DirecTV-1R Boeing (HS 601) 1999 3 446 8 300 15 150 000
ICO G1 Boeing (HS 601) 2008 6 600 16 000 15 120 000
JCSat 10 Boeing (HS 601) 2006 4 400 8 000 15 90 000
MSAT 1 Boeing (HS 601) 1996 4 000 6 500 10 90 000
Optus B3 Boeing (HS 601) 1994 2 858 3 000 12 90 000
PAS-2 Boeing (HS 601) 1994 2 920 5 000 15 75 000
PAS-3R Boeing (HS 601) 1994 2 920 5 000 15 75 000
Satmex 4 Boeing (HS 601) 1994 2 276 3 300 14 90 000
Superbird-C Boeing (HS 601) 1997 3 130 4 600 10 100 000
Superbird-6 Boeing (HS 601) 2004 3 100 4 400 13 100 000
UFO-11 Boeing (HS 601) 2003 3 200 8 000 4 150 000
UFO-6 Boeing (HS 601) 1995 3 200 8 000 4 125 000
AsiaSat 3S Boeing (HS 601HP) 1999 3 480 10 000 15 90 000
AsiaSat 4 Boeing (HS 601HP) 2003 4 137 9 500 15 100 000
Astra 1G Boeing (HS 601HP) 1997 3 379 6 600 15 90 000
Astra 2A Boeing (HS 601HP) 1998 3 635 7 000 15 90 000
Astra 2C Boeing (HS 601HP) 2001 3 643 7 000 15 90 000
DirecTV-lR Boeing (HS 601HP) 1999 3 420 8 700 15 100 000
DirecTV-4S Boeing (HS 601HP) 2001 4 300 8 100 15 125 000
GALAXY 8i Boeing (HS 601HP) 1997 4 500 11 000 15 120 000
GALAXY 3C Boeing (HS 601HP) 2002 4 860 16 000 15 120 000
GALAXY 4-R Boeing (HS 601HP) 2000 3 668 15 000 15 120 000
GALAXY 10 Boeing (HS 601HP) 1998 4 860 16 000 15 140 000
Horizons 2 Boeing (HS 601HP) 2007 2 300 4 700 15 100 000
Measat 3 Boeing (HS 601HP) 2006 4 900 10 800 15 100 000
Mentor 3 Boeing (HS 601HP) 2003 4 500 10 000 15 89 000
Intelsat 5 Boeing (HS 601HP) 1997 2 730 9 700 15 100 000
Intelsat 10 Boeing (HS 601HP) 2001 5 500 9 600 15 120 000
Satmex 5 Boeing (HS 601HP) 1998 3 542 8 800 15 90 000
Superbird 4 Boeing (HS 601HP) 2000 4 051 5 400 10 100 000
GALAXY-13 Boeing (HS 601HP) 2003 4 060 8 600 15 145 000
Anik F1 Boeing (BSS 702) 2000 4 710 16 000 15 150 000
Anik F2 Boeing (BSS 702) 2004 5 910 16 000 15 115 000
NSS-806 Boeing (BSS 702) 1998 3 720 4 900 12 125 000
PAS-1R Boeing (BSS 702) 2000 4 792 14 000 15 100 000
GALAXY-11 Boeing (BSS 702) 1999 4 488 10 400 14 150 000
Spaceway F1 Boeing (BSS 702) 2005 5 993 12 690 12,5 170 000
Spaceway F2 Boeing (BSS 702) 2005 5 993 13 000 12,5 170 000
Spaceway 3 Boeing (BSS 702) 2007 6 100 15 500 12 150 000
Sinosat-5C Chinese Aerospace Corporation (DFH-4) 2007 2 200 4 000 8 75 000
Sinosat-6 Chinese Aerospace Corporation (DFH-4) 2010 5 000 8 500 15 75 000
Anik F1 EADS Astrium (Eurostar 3000) 2000 4 500 10 000 15 115 000
INMARSAT 4 F1 EADS Astrium (Eurostar 3000) 2005 5 959 16 000 15 233 000
Intelsat 10 EADS Astrium (Eurostar 3000) 2001 5 500 16 000 15 200 000
Amazonas EADS Astrium (Eurostar 3000) 2004 4 545 9 500 15 115 000
Eutelsat W3A EADS Astrium (Eurostar 3000) 2004 4 300 10 000 15 110 000
GALAXY-12 Orbital Sciences (STAR-2) 2003 1 760 6 000 15 100 000
N-Star C Orbital Sciences (STAR-2) 2002 1 625 2 600 15 100 000
Telkom 2 Orbital Sciences (STAR-2) 2005 1 930 5 000 15 73 000
AMC-8 Orbital Sciences(STAR-2) 2000 2 015 3 300 15 125 000
Продолжение таблицы
Название КА Производитель КА (космическая платформа) Год запуска Стартовая масса КА, кг Мощность, Вт САС, лет Стоимость КА, тыс. долл.
GALAXY-12 Orbital Sciences (STAR-2) 2003 1760 4 000 15 100 000
GALAXY-14 Orbital Sciences (STAR-2) 2005 2 086 4 700 15 100 000
GALAXY-15 Orbital Sciences (STAR-2) 2005 2 033 4 700 15 100 000
AMC-1 Lockheed Martin (A2100) 1996 2 783 6 500 15 120 000
AMC-10 Lockheed Martin (A2100) 2004 2 315 6 500 15 130 000
AMC-15 Lockheed Martin (A2100) 2004 4 200 10 500 15 130 000
AMC-4 Lockheed Martin (A2100) 1999 3 909 12 300 15 120 000
AMC-7 Lockheed Martin (A2100) 2000 1 935 6 500 15 120 000
Chinastar-1 Lockheed Martin (A2100) 1998 3 000 6 797 15 100 000
ABS-1 Lockheed Martin (A2100) 1999 2 894 6 800 15 150 000
NSS-6 Lockheed Martin (A2100) 2002 4 575 10 000 14 150 000
Echostar 12 Lockheed Martin (A2100) 2003 4 328 12 000 18 125 000
Telkom 1 Lockheed Martin A2100AX 1999 2 763 4 000 15 90 000
NSS-11 Lockheed Martin A2100AX 2000 3 582 10 500 15 110 000
AMC-6 Lockheed Martin A2100AX 2000 3 901 9 600 15 120 000
Echostar 3 Lockheed Martin A2100AX 1997 3 674 10 000 12 150 000
Echostar 7 Lockheed Martin A2100AX 2002 4 027 14 000 12 120 000
Echostar 10 Lockheed Martin A2100AX 2006 4 333 10 000 15 120 000
Nimiq 2 Lockheed Martin A2100AX 2002 3 600 8 600 12 140 000
NSAT 110 Lockheed Martin A2100AX 2000 3 000 6 000 15 100 000
NSS-7 Lockheed Martin A2100AX 2002 4 500 14 000 14 150 000
Garuda-1 Lockheed Martin A2100AX2 2000 4 291 14 000 12 150 000
Agila 2 Space Systems Loral (LS-1300) 1997 3 775 9 000 15 125 000
Apstar 2R Space Systems Loral (LS-1300) 1997 3 750 8 300 15 90 000
DirecTV-5 Space Systems Loral (LS-1300) 2002 4 300 10 500 15 100 000
DIRECTV 6 Space Systems Loral (LS-1300) 1997 4 500 10 500 15 100 000
DirecTV-7S Space Systems Loral (LS-1300) 2004 5 483 14 000 15 100 000
Echostar 6 Space Systems Loral (LS-1300) 2000 4 000 11 000 12 200 000
Echostar 8 Space Systems Loral (LS-1300) 2002 4 660 10 000 12 130 000
Intelsat 707 Space Systems Loral (LS-1300) 1996 4 180 3 900 15 126 000
PAS-7 Space Systems Loral (LS-1300) 1998 6 000 16 000 15 140 000
Intelsat 9 Space Systems Loral (LS-1300) 2000 3 659 9 900 15 160 000
MBSat Space Systems Loral (LS-1300) 2004 4 143 7 400 12 125 000
MSAT 1 Space Systems Loral (LS-1300) 1996 2 850 3 300 12 102 000
MTSAT-1R Space Systems Loral (LS-1300) 2005 2 900 2 700 5 100 000
NSS-703 Space Systems Loral (LS-1300) 1994 3 642 3 900 15 126 000
Intelsat 7 Space Systems Loral (LS-1300) 1998 3 833 8 000 15 80 000
Satmex 6 Space Systems Loral (LS-1300) 2006 5 456 13 000 15 125 000
Spainsat Space Systems Loral (LS-1300) 2006 3 680 8 000 15 100 000
Superbird 4 Space Systems Loral (LS-1300) 2000 4 051 5 400 10 94 500
Telstar 12 Space Systems Loral (LS-1300) 1999 3 878 10 600 13 110 000
Telstar 5 Space Systems Loral (LS-1300) 1997 3 515 12 000 13 100 000
WildBlue 1 Space Systems Loral (LS-1300) 2006 4 735 10 000 12 100 000
XTAR-EUR Space Systems Loral (LS-1300) 2005 3 631 9 500 15 100 000
Thaicom-4 Space Systems Loral (LS-1300) 2005 6 505 14 000 12 150 000
GALAXY-16 Space Systems Loral (LS-1300) 2006 4 640 10 000 15 150 000
GALAXY-18 Space Systems Loral (LS-1300) 2008 4 642 10 000 15 150 000
GALAXY-19 Space Systems Loral (LS-1300) 2008 4 690 10 000 15 150 000
GALAXY-25 Space Systems Loral (LS-1300) 1997 3 515 11 000 13 120 000
GALAXY-27 Space Systems Loral (LS-1300) 1999 3 790 11 000 13 120 000
Telstar 7 Space Systems Loral (LS-1300) 1999 3 790 12 000 13 150 000
GALAXY-28 Space Systems Loral(LS-1300S) 2005 5 493 16 000 13 150 000
Intelsat IA-8 Space Systems Loral (LS-1300S) 2005 5 500 16 000 13 150 000
GALAXY-26 Space Systems Loral (LS-1300) 1999 3 765 8 100 13 130 000
-,-41
НАЦИОНАЛЬНЫЕ ИНТЕРЕСЫ: приоритеты и безопасность
Окончание таблицы
Название КА Производитель КА (космическая платформа) Год запуска Стартовая масса КА, кг Мощность, Вт САС, лет Стоимость КА, тыс. долл.
Intelsat APR-2 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 1999 2 550 2 000 12 65 000
Arabsat 2B Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 1996 2 661 5 000 14 80 000
ARABSAT 3 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 1999 2 708 6 000 13 100 000
Atlantic Bird 2 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 2001 3 150 7 400 15 125 000
Hispasat 1С Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 2000 3 112 6 000 15 87 000
Rascom-QAF 1R Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 2010 3 050 9 000 15 100 000
Sinosat-1 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 1998 2 840 5 100 17,5 87 000
THAICOM 3 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000 ) 1997 2652 5 000 14 90 000
Hispasat 1D Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B) 2002 3 288 6 200 15 100 000
Eurobird 9A Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B2) 2006 4 100 10 000 15 125 000
W5A Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B2) 2012 5250 12 300 15 100 000
Eurasiasat 1 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3 2001 3 535 13 000 15 180 000
Hot Bird 6 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3) 2002 3 800 9 000 12 125 000
Eurobird 9A Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3) 2006 4 100 10 000 15 150 000
Hot Bird 8 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3) 2006 4 900 14 000 15 150 000
Star One C1 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3) 2007 4 100 10 500 15 122 000
Atlantic Bird 3 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3 ) 2002 4 500 11 000 15 190 000
Astra 1KR Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3S) 2006 4 332 12 000 15 100 000
NSS-10 Thales Alenia Space (SPACEBUS 4000) 2005 5 396 11 000 16 150 000
AMC-13 Thales Alenia Space (SPACEBUS 4000) 2005 4 816 11 000 16 150 000
AMC-9 Thales Alenia Space (SPACEBUS 4000) 2003 4 100 10 000 15 150 000
Koreasat 5 Thales Alenia Space (SPACEBUS 4000) 2006 4 450 9 000 15 150 000
Apstar 6 Thales Alenia Space (SPACEBUS 4000C1) 2005 4 680 11 000 14 118 000
GALAXY-17 Thales Alenia Space (SPACEBUS 3000B3) 2007 4 100 9 500 15 150 000
квадратов удалось установить следующую экспоненциальную зависимость:
СКА = 8,24 -105 • е3'73105-р, (4)
где СКА — коммерческая стоимость КА, долл.; Р — мощность его СЭП, Вт.
Полученная зависимость представлена на рис. 1. Здесь точками обозначены КА из таблицы с их фактическими технико-экономическими характеристиками. Экспоненциальный характер кривой объясняется тем, что высокоэнергетические КА
Стоимость КА, тыс. долл.
350 ООО
300 ООО 250 000
5 ООО 10 ООО 15 ООО 20 ООО 25 ООО 30 ООО 35 ООО
Мощность КА, Вт
Рис. 1. Зависимость стоимости КА от его мощности
Мощность КА, Вт
18 000
16 000
14 000
12 ООО
10 000
8000
6000
4000
2 000
1500
2 500
3 500
4 500
5 500 6 500
Масса КА, кг
Рис. 2. Зависимость мощности КА от его массы
представляют собой технически более сложные космические изделия, и для их создания требуется больше финансовых ресурсов.
Стоимость запуска космического аппарата. Для определения зависимости стоимости запуска КА от его мощности Сзап(Р) в выражении (3) сначала необходимо определить зависимость мощности КА от его массы Р(М) и учесть стоимость запуска 1 кг полезного груза на ракете-носителе (РН). Для этой цели был проведен регрессионный анализ требуемой зависимости по исходным параметрам из таблицы. Графическое решение поставленной задачи представлено на рис. 2. Уравнение искомой зависимости имеет вид:
РКА = 2,7М -1,448-103, (5)
где Р — мощность КА, Вт;
М — стартовая масса КА, кг.
Отсюда получаем обратную зависимость
Р +1,448 -103
М (Р) = -
2,7
(6)
Для определения средней стоимости запуска 1 кг связного спутника возьмем за основу среднюю коммерческую стоимость запуска РН Протон на геостационарную орбиту (ГСО) и его грузоподъемность (ГП). В данном случае величина Сзап составляет 15,8 тыс. долл./кг.
Используя это значение, преобразуем выражение (6) и получим следующую формулу:
Сза„(Р) = 1,58-10' (7)
Зависимость стоимости запуска КА от его мощности представлена на рис. 3.
В рассматриваемой модели предполагается, что в случае, если анализируется средний КА массой, например, в половину грузоподъемности ракеты-носителя (ГП РН), то к нему присоединяется для попутного запуска другой КА такой массой, чтобы в сумме их масса равнялась грузоподъемности РН, т.е. в данном случае тоже массой, равной половине ГП РН. Стоимость запуска в таком случае будет
Рис. 3. Зависимость стоимости запуска КА на РН Протон от его мощности
делиться пропорционально массе КА в общей грузоподъемности РН. В данном примере стоимость обоих КА составляет по половине общей коммерческой стоимости запуска РН.
Доход от эксплуатации космического аппарата. Доход оператора КСС от эксплуатации КА формируется за счет сдачи в аренду каналов связи (транспондеров) телевидению, радио и другим телекоммуникационным компаниям. Среднерыночная годовая стоимость аренды транспондера Стр составляет около 1 млн долл. [12].
Для того чтобы можно было использовать эту величину в рассматриваемой модели, необходимо сначала определить зависимость между количеством транспондеров N на КА и его средней мощностью Р, необходимой для функционирования заданного
числа каналов связи. Взяв за основу исходные данные и пользуясь регрессионным аппаратом, была установлена следующая зависимость:
NтP = 3 • 10-3 • Р + 9,6, (8)
где N — количество транспондеров на КА, шт;
Р — средняя мощность КА, Вт.
Полученная зависимость представлена на рис. 4.
Далее, пользуясь полученной формулой (8) и значением стоимости аренды транспондеров, находим искомую зависимость выручки за аренду каналов связи от мощности КА, на которых они установлены:
Дат = 0,(3 •Ю-3 • Р + 9,6). (9)
Полученная зависимость представлена на рис. 5.
Затраты на эксплуатацию космического аппарата. Для определения зависимости затрат
Количество транспондеров, шт. 120
Рис. 4. Зависимость количества транспондеров, установленных на КА, от его мощности
О 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 12 000 14 000 16 000 18 000
Мощность КА, Вт
Рис. 5. Зависимость выручки от аренды транспондеров, установленных на КА, от его мощности
Затраты, тыс. долл./год 16 000
Рис. 6. Зависимость затрат на эксплуатацию транспондеров, установленных на КА, от его мощности
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000 12 000 14 000 16 000 18 000 Мощность КА, Вт
на эксплуатацию космическом системы связи от ее мощности воспользуемся следующей зависимостью:
З = С • N , (10)
экс тр тр ' v '
где Стр — средние затраты на эксплуатацию одного
транспондера;
Np — количество транспондеров, установленных на КА.
По оценочным данным, средние затраты на эксплуатацию одного транспондера составляют 220 тыс. долл. Используя зависимость (8), получаем выражение:
Зэкс(^) = С, -(3-10-3 P + 9,6). (11)
Полученная зависимость представлена на рис. 6.
Доходность космической системы связи
Доходность КСС определяется по критерию NPV. Подставляя в формулу (3) найденные зависимости (4), (7), (9) и (11), получаем искомое выражение:
NVPm
= ^ (7,8 -105 • (3 -10-3 • P + 9,6))
¿Î (1 + О"
-8,24-105 e
5 3,73-105 • p
-1,58-10'
P +1,448 -103 2,7
. (12)
Ставка дисконтирования принимается равной: i = 0,12.
Подставив в формулу (12) значения мощности КА с шагом 100 Вт и продисконтировав во времени доходные и затратные потоки для различных САС, получаем зависимости доходности проекта от его мощности. Полученные значения доходности космических проектов представлены на рис. 7.
Из данных рис. 7 видно, что космические аппараты со сроком активного существования меньше 8 лет коммерчески не эффективны (NPV < 0). Это объясняется тем, что инвестиционные затраты космического проекта, связанные с созданием спутника, запуском его на орбиту и т.д., не покрываются доходами от аренды каналов связи за
Р1 =
Е (Да.т ^экс)
к (1+о"
С + С
КА зап
(14)
Рис.7. Динамика доходности КСС по критерию NPV в зависимости от мощности КА
Р1, индекс доходности КСС
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Мощность КА, Вт Рис. 8. Динамика доходности КСС по критерию Р1 в зависимости от мощности КА
период функционирования КА. Для КА с САС = 8 лет пороговым значением мощности, при котором эксплуатация космической системы становится выгодной, является Р = 14 300 Вт. Для КА с САС = 10 лет это значение уменьшается до Р = 8 100 Вт. Для КА с САС = 15 лет граница эффективности проходит по отметке Р = 4 300 Вт.
Для определения эффективности инвестиционных вложений в проекты традиционно используется индекс Р1, который согласно [1], определяется по формуле:
TCN„
Р1
т
ЕЕ
п
=1 (1 + 0п
(13)
Адаптировав данное выражение в соответствии с решаемой задачей для КСС, получаем:
Подставив в данное выражение значения различных мощностей КА и продискон-тировав во времени доходные и затратные потоки для различных САС, получим зависимости индекса доходности КСС от тактико-технических характеристик рассматриваемых КА. Полученные зависимости представлены на рис. 8.
Определение коммерческой эффективности КСС
Полученные данные позволяют определить границу технических параметров КА (мощности КА и его САС), при которых КСС, базирующаяся на их основе, является экономически эффективной и выгодной для создания, т.е. ее NPV > 0. Полученная область выделена штрихом на рис. 9. Нижняя граница области соответствует нулевой доходности космических проектов (ЫР¥= 0).
Как видно из полученных результатов, наиболее коммерчески эффективными являются КА с наибольшей мощностью и наиболее продолжительным сроком активного существования. Инвестиционные вложения в создание и развитие космических систем связи и вещания на их основе являются наиболее выгодными и привлекательными для телекоммуникационных операторов.
Однако в последние годы все больше внимания уделяется малым и средним геостационарным спутникам связи и вещания, поскольку они обладают рядом преимуществ: оперативностью создания, относительно низкой стоимостью производства и запуска, более простым частотным обеспечением. Кроме того, у этих КА выше международная координация, ниже риски и цена страховки. Именно поэтому при окончательном выборе тактико-техни-
14000
16000
ческих характеристик спутников связи и вещания необходимо также учитывать рыночную конъюнктуру, потребности в пропускной способности создаваемых спутников, особенности деятельности телекоммуникационных компаний и другие факторы.
Список литературы
1. Виленский П.Л., Лив -шиц В. Н., Смоляк С.А. Оценка эффективности инвестиционных проектов. М.: Дело, 2001, 832 с.
2. Информационный портал по космической технике. URL: http://space.skyrocket.de.
3. Информационный портал по
спутникам связи и вещания. URL: http://satbeams.com.
4. Макаров Ю.Н., Хрусталёв Е.Ю. Механизмы реструктуризации наукоемких производств (на примере ракетно-космической промышленности) // Экономика и математические методы. 2010. Т. 46. № 3. С. 31-42.
5. Макаров Ю.Н., Хрусталёв Е.Ю. Экономическое обеспечение безопасного функционирования и развития ракетно-космических производств // Национальные интересы: приоритеты и безопасность. 2012. № 5. С. 28-39.
6. Поздняков Ю.А. Спутниковые системы связи и вещания. М.: Радиотехника, 2005, 398 с.
7. Рудцкая Е.Р., Хрусталёв Е.Ю., Цыганов С.А. Методы накопления научного знания для инновационного развития российской экономики (опыт РФФИ) // Проблемы прогнозирования. 2009. № 3. С. 134-139.
Рис. 9. Область технических характеристик коммерчески эффективных космических систем связи
8. Философова Т.Г., Быков В.А. Конкуренция. Инновации. Конкурентоспособность. М.: Юнити-Дана, 2012, 452 с.
9. Хрусталёв Е.Ю., Макаров Ю.Н. Основы экономического анализа космической деятельности России // Экономический анализ: теория и практика. 2011. № 29. С. 41-47.
10. Хрусталёв Е.Ю., Славянов А.С. Проблемы формирования инвестиционной стратегии инновационно ориентированного экономического роста // Проблемы прогнозирования. 2011. № 3. С. 19-30.
11. Чурсин А.А., Васильев С.А. Конкуренция, инновации и инвестиции. М.: Машиностроение, 2011, 477 с.
12. Futron forecast of global satellite Service Demand. Washington, DC: Futron Corp. 2010. 88 p.
13. The Space report 2012. Washington, DC: Space foundation. 2012. 160 p.
Innovation and investment
ASSESSMENT OF EFFECTIVENESS OF INVESTMENT ATTRACTION IN SPACE COMMUNICATION SYSTEMS PRODUCTION
Mikhail N. ZAKHAROV, Il'ia A. GAL'KEVICH
Abstract
The operators of communication and broadcasting systems are link between the market and the space
industry on the global space market. The article points out that for their successful commercial operation and maintenance needs of the end users before the
task operators determine the optimum parameters of the satellites ordered in industry. Space communication system based on the basis of developed satellites should be commercially efficient and attractive for the investments. The proposed method of evaluating the effectiveness of the space projects can solve this problem and determine the required performance characteristics of communications and broadcasting satellites.
Keywords: global space market, space communication system, satellite, technical level, data capacity, regression analysis, commercial efficiency, investment costs, profitability of project
References
1. Vilenskii PL., Livshits V.N., Smoliak S.A. Ot-senka effektivnosti investitsionnykh proektov [Evaluating the effectiveness of investment projects]. Moscow, Delo Publ., 2001, 832 p.
2. Information portal of rocket space hardware. Available at: http://space.skyrocket.de.
3. Information portal of communications and broadcasting satellites. Available at: http://satbeams.com.
4. Makarov Iu.N., Khrustalev E.Iu. Mekhanizmy restrukturizatsii naukoemkikh proizvodstv (na primere raketno-kosmicheskoi promyshlennosti) [Restructuring mechanisms of intensive productions (for example, aerospace industry)]. Ekonomika i matematicheskie metody — Economics and mathematical methods, 2010, vol. 46, no. 3, pp. 31-42.
5. Makarov Iu.N., Khrustalev E.Iu. Ekonom-icheskoe obespechenie bezopasnogo funktsionirovaniia i razvitiia raketno-kosmicheskikh proizvodstv [Economic ensuring of safe operation and development of rocket and space industries]. Natsional'nye interesy: prioritety i bezopasnost '— National interests: priorities and security, 2012, no. 5, pp. 28-39.
6. Pozdniakov Iu.A. Sputnikovye sistemy sviazi i veshchaniia [Satellite communication and broadcasting systems]. Moscow, Radiotekhnika Publ., 2005, 398 p.
7. Rudtskaia E.R., Khrustalev E.Iu., Tsyganov S.A. Metody nakopleniia nauchnogo znaniia dlia innovat-sionnogo razvitiia rossiiskoi ekonomiki (opyt RFFI) [Accumulation methods of scientific knowledge for innovative development of the Russian economy (RFBR experience)]. Problemy prognozirovaniia — Problems of forecasting, 2009, no. 3, pp. 134-139.
8. Filosofova T.G., Bykov V.A. Konkurentsiia. Innovatsii. Konkurentosposobnost' [Competition. Innovation. Competitiveness]. Moscow, Iuniti-Dana Publ., 2012, 452 p.
9. Khrustalev E.Iu., Makarov Iu.N. Osnovy eko-nomicheskogo analiza kosmicheskoi deiatel'nosti Rossii [Basis of economic analysis of space activities in Russia]. Ekonomicheskii analiz: teoriia i praktika — Economic analysis: theory and practice, 2011, no. 29, pp. 41-47.
10. Khrustalev E.Iu., Slavianov A.S. Problemy formirovaniia investitsionnoi strategii innovatsionno orientirovannogo ekonomicheskogo rosta [Problems of formation of the investment strategy for innovation-oriented economic growth]. Problemy prognozirovaniia — Problems of forecasting, 2011, no. 3, pp. 19-30.
11. Chursin A.A., Vasil'ev S.A. Konkurentsiia, innovatsii i investitsii [Competition, innovation and investment]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2011, 477 p.
12. Futron forecast of global satellite Service Demand. Washington, DC, Futron Corp, 2010, 88 p.
13. The Space report 2012. Washington, DC, Space foundation, 2012, 160 p.
Mikhail N. ZAKHAROV
Bauman Moscow State Technical University,
Moscow, Russian Federation
zmn@bmstu.ru
Il'ia A. GAL'KEVICH
Bauman Moscow State Technical University,
Moscow, Russian Federation
i.galkevich@gmail.com
