Экономика Фалькона-9

[vitus_wagner]

http://www.theverge.com/2015/12/24/10661544/spacex-reusable-rocket-refurbishment-repair-design-cost-falcon-9

По ссылке некоторые прикидки насколько может подешеветь вывод груза в космос, если у Маска все получится.

В статье приведены следующие цифры:

.

Стоимость нового Фалькона	$60 000 000
Стоимость заправки топливом	$200 000
Стоимость послеполетного обслуживания и ремонта первой ступени	$500 000

Правда, это без разбивки по ступеням. Допустим, первая ступень стоит 3/4 (я такие оценки встречал), т.е $45 000 000 и имеет ресурс в 20 запусков (утвержается что движки там имеют ресурс в 40 запусков, но для верности скостим наполовину). В результае запуск первой ступени стоит

$2 250 000 амоортизация + $150 000 топливо + $500 000 обслуживание = $2 900 000

Экономия в 15 раз. Но увы, пока мы не научились возвращать вторую ступень, на нее придется 15 миллионов выкладывать каждый раз. Следовательно общая цена запуска будет порядка $18 000 000.

$18М вместо $60М - уже экономия более чем в три раза. Цена тонны груза на LEO вплотную приближается к миллиону.

Если же Маск научится возвращать вторую ступень (а в планах это есть) и у нее будет примерно тот же ресурс и та же стоимость обслуживания (ремонта там будет больше, но сама ступень - меньше), то
мы имеем миллион на обслуживание + 200 тысяч на топливо + 3 миллиона на амортизацию.

Ну то есть экономия более чем на порядок при 20 запусках вполне достигается. И стоимость тонны груза на LEO порядка $300 000

Comments

[os80.livejournal.com]

А почему ракета так дорого стоит?
Казалось бы — бочка для керосина с дыркой внизу. И на тебе...

[vitus_wagner]

Во-первых, ракетный двигатель - это нифига не дырка. Там есть камера сгорания и сопло, которые выдерживают страшные температуры и давления, турбонасосный агрегат, и система отклонения вектора тяги. То есть ракетный двигатель ни разу не проще самолетного турбореактивного, а скорее наоборот, сложнее. Их там 9.

Во-вторых, бочка это тоже не просто так бочка - это скорее что-то вроде фюзеляжа сверхзвукового самолёта - оно должно выдерживать скорости в 5-7 раз больше скорости звука (у второй ступени - до 25 раз), и еще и довольно большую нагрузку нести - двигатели давят низу, следующая ступень и полезная нагрузка сверху.

Ну и система управления всем этим хозяйством.

[bahamut-juice.livejournal.com]

и ещё комментарий про окислитель, который тоже с собой возят.

[thrasymedes.livejournal.com]

А сколько сейчас стоит тонна на LEO ?

[vitus_wagner]

Ну, соответственно 4 миллиона. Все расчеты сделаны из предположения что Фалькон выводит 15 тонн.

[alll]

> утвержается что движки там имеют ресурс в 40 запусков, но для верности скостим наполовину

То-есть основная часть стоимости первой ступени - это на полтора порядка завышенный ресурс движков. Гм. Кажется я вижу значительно более простой способ сэкономить примерно столько же без всех этих заморочек с чудесным возвращением первой ступени. ;)

[vitus_wagner]

К сожалению, снижение ресурса движков без снижения их прочих характеристик не приводит к линейному снижению цены.

[tarkhil.livejournal.com]

Осталось понять, сколько ресурса остается у агрегата после взлета-посадки...

[vitus_wagner]

Ну вот пишут про 40 раз.

[angry-elf.livejournal.com]

Странно, конечно, что с такой экономикой процесса только сейчас кто-то начал предлагать конкурентное решение.

Но и конкретных цифр раньше (до Маска) никто особо не публиковал, это да.

[vitus_wagner]

Только сейчас за эксплуатацию средства орбитальных перевозок взялась частная компания. До этого в этой нише работали государственные агентства.

У них при попытке сделать многоразовую систему получается "Шаттл" с полмиллиарда за запуск.

Ну и, подозреваю, что возможности компьютерных систем управления дорасти тоже должны. Если учесть сколько ступеней Маск потерял при отработке посадки (и сколько ещё потеряет), это непростая задача.

[livelight]

А после тысячи лет запусков он станет тысячелетним соколом

[vitus_wagner]

Не, надеюсь всё-таки судьбу Р-7 он не повторит. На мой взгляд, то что одна и та же ракет с незначительными модификациями эксплуатируется 60 лет (а современные ей стратегические бомбадировщики - так и физически столько) - это признак глубокого застоя и деградации создавшей их цивилизации.

[cross-join.livejournal.com]

Иными словами, через несколько лет каждая кухарка сможет за 300 баксов запустить на орбиту свой персональный килограммовый искусственный спутник.

[aleksei-borisov.livejournal.com]

Я так понимаю, на геосинхроную орбиту Фалькон спутники ещё не затаскивал?
Возить на МКС грузы конечно это хорошо, но основной грузопоток надо закидывать несколько дальше.

[vitus_wagner]

Во-первых, что-то там на высокие орбиты он запускал. По-моеу. на высокоэллиптические, а не на геостационарные, но разница с точки зрения требуемого импулса непринципиальна.

Во-вторых, низкоорбитальные спутники для большинства применений намного интереснее чем геосинхронная орбита. Про геосинхронную орбиту надо забыть как про страшный сон, потому что передача сигнала туда, потом в другую точку земли, потом опять туда и вниз, занимает ПОЛСЕКУНДЫ. Для современных средств связи это недопустимо много. Плюс к тому, для того чтобы устойчиво принимать сигнал с расстояния 36000 км, нужна антенна метрового диаметра. В смысле, на наземном терминале.

Поэтому если ты хочешь таскать терминал спутниковй связи в кармане или использовать его для интерактивных игр (включая high-frequency trading), спутник должен быть низкоорбитальным.

Кроме того, спутники связи это не единственное коммерчески выгодное применение спутников. Есть еще спутники дистанционного зондирования.
Там тоже - чем ниже орбита, тем менее громоздкий телескоп надо ставить для получения одного и того же разрешения.

Другая оценка

[eugene nalimov (from livejournal.com)]

Давайте подойдём с другой стороны: у SpaceX 4000 сотрудников. Средняя зарплата + налоги никак не меньше $100k на человека в год. Получается что накладные расходе -- независимо от количества запусков -- не меньше $400m в год.

Итого при 20 запусках в год цена одного запуска не может быть ниже $20m.

Остаётся надежда на то что (а) Маск съест всех конкурентов, или (б) снижение цены вызовет рост спроса -- утверждается что для этого требуется снижение на порядок, не в разы.

(Я видел оценки что орбитальные солнечные электростанции с передачей энергии вниз в виде микроволнового излучения становятся рентабельны как раз при падении стоимости вывода на порядок.)

Re: Другая оценка

[amarao-san.livejournal.com]

Съедание конкурентов как раз зло. Нужно, чтобы был растущий рынок и нагоняющие конкуренты. Идеальная среда для развития.

Re: Другая оценка

[p2004r.livejournal.com]

Браво!

[amarao-san.livejournal.com]

А дальше я очень надеюсь на то, что произойдёт обычная схема:

дешёво -> больше запусков
больше запусков -> серийное производство и объёмы
объёмы и серийное производство -> снижение затрат
снижение затрат + больше запусков -> больше рынок
больше рынок -> больше инвестиций и конкуренции
больше конкуренции -> выше сервис и ниже цены
количество, снижение стоимости и война за "uniq features" -> развитие вдаль.

Осталось понять, кому надо "больше запусков", за вычетом туризма и околоземки.

[vitus_wagner]

1. Нормальный спутниковый интернет и телефония. В смысле терминал в каждом кармане с прямой связью на спутник и приемлемые задержки.
2. Непрерывная real-time видеосъемка земли из космоса.
3. Навигационная система со снижением времени холодного старта на порядок.

А дальше нужно учиться на орбите строить. Для начала орбитальные станции, но с прицелом на тяжелые межпланетные корабли.

[arthin.livejournal.com]

Not so simple. По моим сведениям, несколько миллионов в цене запуска - разного рода подготовительные работы. И первая ступень меньше трех четвертей. И снижение объемов производства к удешевлению, понятно, не ведет.
В общем, если Маск сумеет выставить прайс в 40M на реюзабельный старт, то он будет большой молодец. Уже это достижение, какого давно не было.

[vitus_wagner]

Если он выставит прайс 40 миллионов, (вместо 60 при одноразовом) то не стоило и огород городить. Затраты на разработку системы возвращения ступеней при полуторакратной разнице не окупятся.

Того же эффекта можно было добиться проще путем, как тут предлагали, снижения запасов прочности. заложенных в двигатели.

Цена 40 миллионов вместо 60 (три миллиона за тонну вместо 4) не откроет двери на новые рынки с большими объемами грузов.

[kozodaevroman.livejournal.com]

Откуда же вы повылазили, иксперды? 60 миллионов баксов - это не стоимость Ф9, это стоимость доставки до точки. Она складывается из себестоимости ракеты, работ по запуску и прибыли. Следовательно, первая ступень обойдётся не в 45 миллионов, а где-то в 22. Если вычесть амортизацию, отбивку инвестиций, проверки, оборудование для посадки, то получится, что экономия составит где-то 15 миллионов за запуск. Вот на эту цифру и нужно ориентироваться.

[vitus_wagner]

А без хамства это все сказать можно было?

Опять же я даю ссылку на то место, откуда я взял цифры. А The Verge ссылается на специалистов NASA.

Это вы тут откуда-то повылазили, а большая часть тех, кто участвует в данном обсуждении, в этом журнале комментирует не первый год.

В журнале у вас ни одного публичного поста на космические темы.
Да и вообще ничего кроме одного поста с фотографиями клумб.

[ravli.livejournal.com]

На первой ступени 9 движков по полтора млн - это 15 млн, т.е. все остальное (баки, ноги, рули, система управления) стоит 30 млн, т.е. 2/3? Но я неоднократно слышал, что самое дорогое в ракете - двигатель. С другой стороны, можно допустить, что себестоимость ракеты где-то вдвое ниже, 30 млн, а остальное - обеспечение запуска (аренда старта, работы по тестированию и заправке, сам старт) и оплата R&D. Тогда получаем 22 млн на первую ступень, из которых 15 - движки, уже логичнее. Дальше амортизацию считаем из этих 22 млн - это 1.1 млн на полет, и 1.75 млн в итоге. Плюс 8 млн вторая ступень, итого 10 млн вместо 30.

Тогда из второй половины можно резко снизить компенсацию R&D (при большом числе пусков), но сколько там его, а сколько обеспечения запуска - не очень ясно. Подозреваю, что R&D сильно больше, но обосновать не могу.

[alboros.livejournal.com]

Касательно радужных планов фанатов Маска о скором снижении цен на космические путешествия.
Разберемся на трезвую голову. Вот данные по коммерческой структуре цены для недорогой в эксплуатации РН «Зенит»:

Изготовление и транспортировка РН – 43%
Услуги космодрома – 17%
Страхование пуска – 17%
Проведение опытно-конструкторских работ (ОКР) – 9%
Непредвиденные расходы – 9%
Управление контрактом – 3%
Сопровождение контракта – 2%

Предположим, что вместо 25 запусков в год, со стартовой площадки осуществляется 250 пусков. Тогда, можно предположить, что услуги космодрома снизятся с 17% до 2%. Может снизиться и сопровождение контракта и управление им, например, тоже в десять раз (если ресурс РН десять запусков) и тогда вместо 5% затраты составят 0,5%. Допустим, что непредвиденные расходы благодаря хорошему предвидению менеджеров компании тоже обнулились. Долой еще 9%. Но вот страхование, скорее всего не сократится, если даже не вырастет – ведь износ РН возрастает десятикратно и риски аварии увеличиваются. Разумеется, затраты на транспортировку от перехода к многоразовости не убавятся, а отчисления на изготовление (на амортизацию) сократятся десятикратно. Отчисления на опытно-конструкторские работы видимо можно будет сократить, но вместо них добавятся расходы на проверку состояния РН после пусков и профилактические работы. В результате коммерческая структура цены для пуска многоразовой РН получит такой вид:

Амортизация и транспортировка РН – 4,5%
Услуги космодрома – 2%
Страхование пуска – 17%
Проведение ОКР и ремонтно-профилактическое обслуживание – 9%
Непредвиденные расходы – 0%
Управление контрактом – 0,3%
Сопровождение контракта – 0,2%

Итого в сумме расходы на каждый пуск многоразовой ракеты составят 33% от расходов на пуск одноразовой ракеты. Это без учета стоимости теряемой второй одноразовой ступени ракеты и неизбежного снижение массы полезного груза. И, потому даже при предположении, что инженеры Маска уже обеспечили спасение и второй ступени, это дает только 67% снижение стоимости, но никак не десятикратное. Факты упрямая вещь –не будет билетов на Марс по цене всего полмиллиона долларов.

На закуску есть полезная цитата: "На днях компании Маска удалось успешно вернуть первую ступень ракеты «Falcon 9», что в перспективе позволит снизить стоимость её запуска примерно на 9 миллионов. (Себестоимость ракеты-носителя около 16 миллионов, 60-70% из которых приходится на первую ступень.)" Не надо путать стоимость запуска и стоимость РН.

[vitus_wagner]

Cпасибо за информацию. Не могли бы вы привести ссылки на использованные вами источники.

[sergey_cheban]

1. Пока что расчёт на двадцать успешных возвратов первой ступени подряд кажется слишком оптимистичным.
2. Даже если первая ступень будет возвращаться, всё равно их придётся иногда изготавливать. А значит - держать завод, людей и пр. Много ли удастся сэкономить? Не знаю. Сколько-то, конечно, удастся.

[burbilog]

Может врубиться парадокс Джевонса -- чем эффективнее использование ресурса, тем шире он используется и соответственно больше его потребление. Тогда новые первые ступени пойдут тоже в дело, а завод и люди не будут простаивать.