Топливо для Falcon 9 (SpaceX) стоит около 200 000 долларов за запуск, а сам запуск стоит 62 000 000 долларов . Техника безопасности, ракетный снаряд и ракетные двигатели стоят дорого. Но почему не топливо?
Как отмечают другие, метан, RP-1, LOX производятся в больших масштабах в США и во многих других странах мира. (Изготовлено может быть неправильным словом, возможно, произведено лучше).
Функционально это товар.
С другой стороны, аэрокосмические инженеры получают относительно высокие зарплаты. Компоненты, рассчитанные на космические полеты, родом из мира, где у вас есть один шанс на запуск, и он должен работать абсолютно идеально. Такая надежность намного дороже, чем простая обработка LOX путем его сжатия и охлаждения.
В SpaceX работает несколько тысяч сотрудников. Запуски генерируют большую часть денег для финансирования их зарплат. Причина, по которой космический шаттл стоил так дорого, заключалась не в оборудовании как таковом, а в том, что 20+ тысяч сотрудников непосредственно работали над обеспечением каждого запуска.
Бережливое производство предполагает меньшую рабочую силу.
Интересный анекдот, ссылку на который не могу найти. В то время как запуск Falcon 9 оценивается примерно в 62 миллиона долларов США, запуск для ВВС стоит почти 100 миллионов долларов. Почему? Из-за дополнительных документов, которые требуют ВВС. Т.е. они тратят на оформление документов почти 40 миллионов долларов! Это невероятное количество бумаги.
Конечно, это затраты времени сотрудников на заполнение и обработку бумаги, а также связанные с этим дополнительные задачи. Что должно напугать вас тем, сколько работы должно быть, чтобы собрать документы на 40 миллионов долларов .
Производство топлива — это относительно дешевая переработка жидкости из относительно дешевого сырья. Да, RP-1 дороже, чем JET-A, потому что требуется больше обработки, и он более специализирован, но все же это переработка сыпучих жидкостей.
LOX даже дешевле, потому что исходным сырьем является атмосферный воздух, есть только затраты на обработку.
Изготовление аэрокосмических компонентов связано с дорогостоящей обработкой экзотических материалов. Эта обработка часто происходит в небольших объемах, поэтому эффект масштаба относительно невелик.
Для сравнения, 747-й стоит где-то около 350 000 000 долларов , в то время как полная загрузка одного топлива больше похожа на 100 000 долларов . Таким образом, стоимость полного бака топлива, намного меньшая, чем стоимость транспортного средства, вряд ли уникальна для космических ракет.
Разница в том, что Боинг 747 можно использовать десятки тысяч раз. Таким образом, в течение срока службы топливо стоит больше, чем самолет. С другой стороны, ракеты обычно используются только один раз, и когда их можно использовать повторно, возникают проблемы с затратами на ремонт.
Что дешевле: покупать каждый раз новую машину или заправлять бак? Также это зависит от топлива: кислород довольно дешев по сравнению с водородом (примерно в 20 раз дороже). Это одна из причин, по которой BFR будет использовать метан и кислород в качестве топлива — они оба очень дешевы (также большое количество углекислого газа, который легко превратить в метан на Марсе).
Вопрос, который не охвачен другими ответами: нет лучшего, но более дорогого топлива, которое не имело бы огромных недостатков. Химический ракетный двигатель в принципе является довольно простой машиной (детали могут быть сложными), и вам больше всего нужны следующие вещи в комбинации топливо/окислитель для космических запусков:
Теоретически жидкий водород и жидкий кислород имеют наилучшие характеристики, но жидкий водород имеет очень низкую плотность, что делает резервуары для него тяжелее. РП-1 или жидкий метан дадут вам гораздо больший вес бака, и в итоге вы получите более эффективную ракету. Жидкий фтор может дать вам больше энергии, чем кислород, но проблемы с безопасностью будут ужасными .
Энтони Х
Энтони Х