Previous Entry Share Next Entry
Найди дорогу или проложи её сам
photovo
Musk

Изюминкой SpaceX становится все-таки экономия на носителе и уменьшении стоимости груза.
Илон Маск приводит следующие несложные расчёты:

Цена топлива (одной заправки) составляет 0.3 процента общей стоимости ракеты. Конструкционные материалы, из которых построена ракета — примерно 2 процента от стоимости ракеты.
Цена ракеты Falcon 9 — около 60 миллионов долларов.

Первая ступень — это три четверти цены всей ракеты, так что транспортное средство с многоразовой первой ступенью будет иметь заметно более низкую себестоимость производства — если предположить, что повторное использование оборудования будет быстрым и полным.

Ступень, которая рассчитана на повторное использование, сможет доставить примерно 80% груза по сравнению с такой же, но одноразовой ступенью. Такое снижение грузо–эффективности связано с дополнительным весом топлива, которое понадобится для мягкой посадки ступени, с весом посадочных "ног" и с другими необходимыми модификациями ракеты.

Допустим, удалось довести до ума первую ступень (как на видео), которая выдержит хотя бы ещё один запуск после первого. То есть, используем одну и ту же ступень в двух запусках — и выбрасываем.
В этом случае капитальные расходы (в сумме на эти два запуска) составят 125% расходов на одну целую ракету. Плюс 0.6% — на две заправки.
Груз, доставленный за эти два запуска, составит 2·80% = 160% груза одной одноразовой ракеты.
Получается, что цена за килограмм составит 78% по сравнению с одноразовой ракетой.

Допустим, что мы доработали первую ступень и теперь она используется не два, а все три раза. Теперь три раза её используем — и выбрасываем на помойку, а со склада берём новую.
Посчитаем, что получится.
Три таких запуска будут в сумме стоить 1.5 цены одной целой ракеты. Плюс 0.9% — на три заправки.
Доставленный груз — в 2.4 больше, чем на одной одноразовой ракете.
Цена за килограмм — 62.5% от цены для одноразовых ракет.

Цена за килограмм снижается с увеличением количества повторных использований ступени и достигает 50% (т.е. вдвое ниже) для пяти запусков (т.е. четырёх повторных использований). Скажем, для ракеты Falcon 9 эта цена будет около $2050 за килограмм. Для ракеты Falcon Heavy — около $1100 за килограмм.

Многоразовая первая ступень Falcon Heavy (примерно на двадцать запусков) снизит цену до $770 за килограмм — это примерно треть цены одноразовых запусков.

Полностью многоразовая (примерно на 15 запусков) ракета Falcon 9 — если все три ступени многоразовые — снизила бы цену за килограмм до $220.

Если удастся сделать многоразовыми все ступени Falcon Heavy, то цена за килограмм выведенного на орбиту груза станет около $20.

Вот такая арифметика. Отпишитесь тут в 2060–х, если будете жить на Марсе.

Будоражащая перспектива, если учесть, что один из тормозителей прогресса — высокая стоимость груза, а с уменьшением ценника Международные Космические Станции станут расти как грибы после дождя.

К слову, если посылку хочешь послать не на низкую околоземную орбиту, а на орбиту вокруг Луны — это всего на 30% дороже. А на орбиту вокруг Марса — на 40–45% дороже, чем на околоземную.

Как видно, сложнее/дороже всего — выбраться из гравитационного колодца Земли. Поэтому Маск и занялся этим. Это узкое место, камень преткновения. А когда выбрался на орбиту — дальше уже легко и дёшево.

Удачного полёта, Илон!

Tags:

Comments Disabled:

Comments have been disabled for this post.

?

Log in