SpaceX Falcon 로켓 부스터는 기존 소모품 부스터보다 작동 비용이 훨씬 저렴합니까?
제목은 모든 것을 요약합니다. 누군가 우주 왕복선 프로그램에 대해“우주 왕복선은 원래 우주 트럭 용으로 설계되었습니다. 그러나 셔틀은 람보르기니가 가족 용 자동차에있는 것과 같은 트럭을위한 것입니다.”. 이것은 주로 재사용 가능한 우주선을 설계하는 데 어려움이 있기 때문입니다. 우주 왕복선 궤도 선은 지구로 돌아온 후 다시 비행을 준비하기 위해 약 90,000 시간의 유지 보수가 필요했으며, 이것은 다소간 전체 궤도 선과 SRB의 완전한 분해 및 점검을 의미했습니다. 그것은 40 년 전의 일입니다. SpaceX Falcon 9 시리즈 액체 연료 로켓 부스터가 기존의 일회용 액체 연료 로켓 부스터에 비해 이러한 측정 기준을 개선했는지 궁금합니다.
답변
우리는 모릅니다.
우리 가 아는 한 가지는 SpaceX 출시가 경쟁사에 비해 상당히 저렴하다는 것 입니다. 그것이 재사용 때문인지, 그들의 로켓은 일반적으로 재사용과 무관하게 저렴 하기 때문인지 , 아니면 단순히 시장에 충격을주기 위해 손실을 입고 작동하고 있기 때문 인지 우리는 알 수 없습니다.
geoffc가 언급했듯이 SpaceX는 비공개 회사이며 공개적으로 거래되지도 않기 때문에 공개해야하는 정보는 최소화됩니다. 따라서 우리는 추측 만 할 수 있습니다.
우리는 SpaceX가 소모성 부스터 비행에 대해 얼마를 청구하는지 알고 있으며 SpaceX가 재사용 가능한 부스터 비행에 대해 얼마를 청구하는지 알고 있습니다. 따라서 우리는 그들이 소모성 부스터보다 재사용 가능한 부스터 비행에 대해 더 적게 청구한다는 것을 알고 있습니다. 이것이 우리가 아는 전부입니다. 특히 SpaceX가 부과하는 가격이 실제 비용과 관련이 있는지조차 모릅니다.
특히 SpaceX가 엄청난 수익을 내더라도 경쟁사보다 훨씬 저렴하기 때문에 재사용 가능한 부스터로 비행하는 경우 과충전 될 가능성이 있습니다. 경쟁에 충격을주고 약화시키기 위해 패배를 당할 수도 있습니다.
또는 경쟁을 약화시키고 재사용 가능한 제품을 큰 마진에 판매하여이를 보완하기 위해 소모성 버전을 손실에 판매하는 믹스를 운영 할 수 있습니다. 따라서 우리는 소모품 출시 가격에서 재사용 가능한 출시 가격을 뺀 가격이 얼마나 저렴하다고 말할 수 없습니다.
우리는 또한 그들이 다양한 개발 프로그램을 위해 다양한 정부 기관으로부터 돈을 받았다는 것을 알고 있습니다. 이는 상업적 고객에게 이익이 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며, 따라서 가격에 영향을 미칠 수 있습니다.
우리가 알지 못하는 또 다른 사실은 부스터를 수리하는 데 얼마나 많은 노력이 있는지입니다. 우리는 그들이 부스터를 가장 빨리 리플 로우 한 것이 51 일이라는 것을 알고 있지만, 그것이 반드시 부스터를 리퍼브하는 데 51 일이 걸렸다는 것을 의미하지는 않습니다. 그렇다고하더라도 이것이 가능한 가장 빠른 것은 아닙니다. 처리 시간. 그들은 부스터의 사용을 회전시키는 것처럼 보이므로 가능한 한 빨리 단일 부스터를 재 비행하려고 적극적으로 시도하지 않습니다. 출시주기 (이미 기록을 경신하고 있음)를 유지할 수있을만큼 빠르게 서비스를 제공 할 수 있다면 부스터를 더 빨리 수리 할 필요가 없습니다.
대부분의 정보는 비공개이지만 SpaceX는 상장 회사도 아니기 때문에 식별 할 수있는 정보가 있습니다.
2020 년 SpaceX는 26 번 발사되었습니다. 그중 5 개는 새로운 부스터 였고 21 개는 이전에 비행 한 차량이었습니다.
따라서 공장은 1 년 동안 26 개의 부스터를 만들 필요가 없었습니다. 단지 5 개뿐이었습니다. (그리고 그들은 3 개의 코어로 Falcon Heavy를 완성했지만 2020 년에는 비행하지 않았습니다). 리퍼 비시 비용이 새 코어를 제조하는 것보다 크지 않는 한, 이것이 절감이라고 가정 할 수 있습니다. (그러나 그 진술은 아직 입증되거나 문서화되지 않았습니다).
편리한 소스는 없지만, 각 코어는 첫 번째 재료 획득부터 완료까지 약 11 개월이 걸린다는 것을 이해합니다.
2020 년에는 약 2 개월의 리퍼브 시간이 51 일이라는 기록을 거의 깨뜨 렸습니다.
위에서 언급 한 이유에 대한 증거가 없다면, 사람들이 새 공사에 비해 5 배의 보수 작업을하지 않는 한 2 개월의 노동 비용이 11 개월 미만이라는 합리적인 가정이 될 것입니다. (물론 그 가정에는 모든 종류의 문제가 있지만 그럴듯 해 보입니다.)
다른 한편으로, 수리 외에도 하향 해양 착륙을 위해 선박 함대를 유지하는 데 드는 비용이 있습니다. 각 해안에는 복구 작업을 위해 유지 관리되는 여러 선박이 있습니다. 이것은 착륙 용 ASDS 바지선과 바지선 견인, 페어링 복구 및 캡슐 복구를위한 GO / Ms * 함대의 혼합입니다.
그러나 착륙 구역 1과 2는 유지 비용이 많이 들지 않는 고정 비용이며 2020 년에 25 번의 착륙 시도 중 다음과 같이 분류 되었기 때문에 RTLS 임무는 분명히 더 저렴합니다.
- 2 회 실패 (+ 비행 중 중단)
- 4 RTLS (출시 사이트로 돌아 가기)
- 6 지침 읽기 (ASDS)
- 13 물론 나는 여전히 당신을 사랑합니다 (ASDS)
따라서 복구 및 보수 비용은 부스터가 착륙하는 위치에 따라 약간 다를 수 있습니다.
또한 첫 번째 단계가 복구되는 동안 상위 단계는 폐기됩니다. 페어링은 아마도 다른 경제학 세트 일 것입니다. 첫 번째 단계는 일반적으로 임무 비용의 2/3로 간주되며 일반적으로 약 \$40 million. Whereas fairings are priced at around \$6 백만. (이 모든 것은 시간이 지남에 따라 변하기 때문에 기본적으로 무의미한 절대 숫자입니다).
따라서 보수 비용은 \$40 million dollar component vs a \$6 백만 쌍의 구성 요소는 분명히 다른 결과를 가져올 수 있습니다. (따라서 잘 입증 된 것처럼 보이는 첫 번째 단계 복구와 아직 개발중인 페어링 복구의 초점).
요약하면, 첫 번째 단계를 재사용하는 비용은 새로운 첫 번째 단계보다 낮은 것으로 보이며이를 뒷받침 할 수있는 어려운 데이터는 없지만 기본 가정은 더 저렴할 것임을 시사하는 것 같습니다.
소모품 구성의 Falcon 9는 다른 로켓보다 훨씬 저렴합니다. 그러나 재사용 성으로 인해 추가 연료와 장비가 많이 필요하지만 최대 적재량은 줄어들지 만 훨씬 저렴합니다. 비행이 입증 된 로켓의 경제에 대한 유일한 공개 정보는 Michael Baylor의 트윗에 대한 최근 답변입니다.
부스터 및 페어링의 재사용으로 인한 페이로드 감소는 F9의 경우 40 % 미만이고 복구 및 리퍼브는 10 % 미만이므로 대략 2 회 비행으로도, 확실히 3 회로 앞서 있습니다. — Elon Musk (@elonmusk) 2020 년 8 월 19 일
따라서 부스터의 수리 비용은 다음과 같을 수 있습니다. $6 million. The cost of a second launch could be well below \$페어링이 재사용 될 때 1,500 만.
우주 왕복선과 관련하여 람보르기니 비교는 재사용이 가능하다는 사실에 관한 것이 아닙니다. 5 명의 승무원과 함께 큰 탑재량을 운반하려면 궤도 선이 상당히 큰 기계 여야했습니다.
내 인상은 설계 제약 하에서 많은 양의 리프트 용량을 구축하려는 시도로 인해 엔지니어링 트레이드 오프가 발생하여 전체를 덜 견고하게 만들었고 결과적으로 광범위한 재가공이 필요했습니다. 이것은 SpaceX가 더 저렴하다는 것을 증명하지는 않지만 덜 야심적이라는 것만으로도 더 저렴해질 여지가 많다는 사실을 입증합니다.
이 관련 질문 은 예를 들어 주 엔진에 필요한 유지 관리 양에 대해 설명합니다.