SpaceX Falconロケットブースターは、従来の使い捨てブースターよりも操作が大幅に安価ですか？
タイトルはそれをほぼ要約しています。スペースシャトル計画について、「スペースシャトルはもともとスペーストラック用に設計されていた」と誰かが言ったことを覚えています。しかし、シャトルは、ランボルギーニがファミリーカーに向かうのと同じように、トラックに向かうものです。」これは主に、真に再利用可能な宇宙船の設計が困難だったためです。スペースシャトルオービターは、地球に戻ってから再び飛行できるようにするために、約90,000人時間のメンテナンスが必要でした。これは、多かれ少なかれ、オービター全体とSRBの完全な分解とオーバーホールを意味しました。それは40年前のことです。SpaceX Falcon 9シリーズの液体燃料ロケットブースターは、従来の使い捨て液体燃料ロケットブースターと比較して、これらの測定基準を改善したのではないかと思います。
回答
わかりません。
私たちが知っていることの1つは、SpaceXの発売は競合他社に比べてかなり安いということです。それが再利用によるものなのか、ロケットは一般的に再利用とは無関係に安価であるためなのか、それとも単に市場に衝撃を与えるために途方に暮れているだけなのか、私たちは知りません。
geoffcが述べたように、SpaceXは非公開企業であり、上場もしていないため、開示する必要のある情報は最小限です。したがって、推測することしかできません。
SpaceXが使い捨てブースターのフライトに請求する金額と、SpaceXが再利用可能なブースターのフライトに請求する金額を知っているため、再利用可能なブースターのフライトの料金は、消耗品のブースターよりも少ないことがわかります。そして、それは私たちが知っているすべてについてです。特に、SpaceXが請求している価格が実際のコストと関係があるかどうかさえわかりません。
特に、SpaceXが再利用可能なブースターのフライトに対して過大請求している可能性は十分にあります。それは、たとえ巨額の利益を上げたとしても、競合他社よりもはるかに安いからです。また、競争に衝撃を与え、競争を弱めるために、彼らが途方に暮れて活動している可能性もあります。
あるいは、競争を打ち負かし、再利用可能なものを大きなマージンで販売することでそれを補うために、消耗品を損失で販売するミックスを実行している可能性があります。したがって、使い捨ての打ち上げの価格から再利用可能な打ち上げの価格を単純に差し引いて、それがどれだけ安いかを言うことはできません。
また、さまざまな政府機関からさまざまな開発プログラムのためにお金を受け取ったことがわかっています。これは、商用顧客にも利益をもたらした場合とそうでない場合があり、価格に影響を与える可能性があります。
私たちが知らないもう一つのことは、ブースターの改修にどれだけの努力があるかということです。彼らがブースターをリフローした最速は51日であることを私たちは知っていますが、それは必ずしもブースターを改修するのに51日かかったことを意味しません、そしてそれがあったとしても、これが可能な限り最速であるという意味ではありませんターンアラウンドタイム。彼らはブースターの使用を回転させているように見えるので、彼らは積極的に単一のブースターをできるだけ速く再飛行しようとはしていません。起動ケイデンス（すでに記録破りです）を維持するのに十分な速さでサービスを提供できる限り、ブースターをさらに速く改修する必要はありません。
ほとんどの情報は非公開ですが、SpaceXは上場企業でさえないため、識別できる情報がいくつかあります。
2020年にSpaceXは26回打ち上げられました（In Flight Abortの1つは打ち上げでしたが、軌道上ではありませんでした）。そのうち5機は新しいブースターで、21機は以前に飛行した車両でした。
したがって、工場は年間26個のブースターを作成する必要はなく、5個だけでした（そして、3つのコアを備えたFalcon Heavyも完成しましたが、2020年には飛行しませんでした）。改修のコストが新しいコアの製造よりも高くない限り、これは節約であったと見なすことができます。（ただし、その声明はまだ証明も文書化もされていません）。
資料は手元にありませんが、各コアは最初の資料取得から完成まで約11ヶ月かかるとのことです。
2020年には、約2か月の改修期間があり、51日の記録をほぼ破りました。
繰り返しますが、上記の理由による証拠がなければ、5倍の人々が改修と新築に取り組んでいない限り、2か月の労働コストは11か月未満であると合理的に想定されます。（もちろん、その仮定にはあらゆる種類の問題がありますが、それはもっともらしいようです。）
一方で、改修に加えて、ダウンレンジの海上着陸のために艦隊を維持するためのコストがあります。各海岸には、復旧作業のために維持されている数隻の船があります。これは、着陸用のASDSバージだけでなく、バージの曳航、フェアリング回復、およびカプセル回復用のGO / Ms *フリートの組み合わせです。
しかし、着陸ゾーン1と2は固定費であり、維持費はそれほど高くなく、2020年の25回の着陸試行のうち、次のように分類されたため、RTLSミッションは明らかに安価です。
- 2回の失敗（および飛行中の中止）
- 4 RTLS（起動サイトに戻る）
- 6指示を読む（ASDS）
- 13もちろん私はまだあなたを愛しています（ASDS）
したがって、回復と改修のコストは、ブースターが着陸する場所に基づいておそらくわずかに異なります。
また、第1ステージは復旧しますが、上位ステージは破棄されます。フェアリングはおそらく別の経済学のセットです。最初の段階は通常、ミッションのコストの2/3と見なされ、通常は約\$40 million. Whereas fairings are priced at around \$600万。（これらはすべて時間の経過とともに変化するため、基本的には意味のない絶対数です）。
したがって、\の改修費用$40 million dollar component vs a \$600万ペアのコンポーネントは、明らかに異なる結果をもたらす可能性があります。（したがって、十分に証明されているように見える第1段階の回復と、まだ開発中のフェアリング回復の焦点）。
要約すると、最初の段階を再利用するコストは新しい最初の段階よりも低い可能性があり、それをサポートする確かなデータはありませんが、基本的な仮定はそれがより安いことを示唆しているようです。
消耗品構成のFalcon9は、他のロケットよりも大幅に安価です。ただし、再利用性によりさらに安価になりますが、必要な追加の燃料とギアによって最大ペイロードが大幅に減少します。飛行実績のあるロケットの経済性に関する唯一の公に入手可能な情報は、マイケルベイラーからのツイートへの最近の返信です。
ブースターとフェアリングの再利用性によるペイロードの削減はF9で40％未満、リカバリーと再生は10％未満であるため、2便でもほぼ同じで、間違いなく3便で先行しています。 —イーロン・マスク（@elonmusk） 2020年8月19日
したがって、ブースターの改修費用は以下のように思われます $6 million. The cost of a second launch could be well below \$フェアリングが再利用される場合、1500万。
スペースシャトルに関して、ランボルギーニの比較は、それが再利用可能であることが意図されていたという事実だけではありません。それはその能力の点で非常に野心的でした-5人の乗組員と一緒に大きなペイロードを運ぶために、オービターはかなり大きな機械でなければなりませんでした。
私の印象では、設計上の制約の下でそれだけのリフト容量を構築しようとすると、エンジニアリングのトレードオフが発生し、全体の堅牢性が低下し、大規模な改修が必要になりました。これはSpaceXが安いことを証明するものではありませんが、野心が減っただけで安くなる余地がたくさんあったことは確かです。
この関連する質問では、例として、メインエンジンに必要なメンテナンスの量について説明しています。