Kaina: nuo Space Shuttle iki Falcon 9

rocket_1

Kaina, kuria puikavosi kuriama 1969-1972 metais Space Shuttle programa, realybėje, deja, buvo tiesiog kosminė. Vieno kg iškėlimas į žemą Žemės orbitą (LEO) kainavo ~ 54500 USD. Space Shuttle startūno lėkis kainavo ~ 1.5 mlrd USD, o teorinė maksimali iškeliamo krovinio masė buvo 27500 kg. Iš esmės krovinių iškėlimo išlaidas sumažino tik bendrovės SpaceX Falcon 9 startūnai. Vienas Falcon 9 lėkis kainuoja ~62 mln USD, iškeliamo į LEO masė 22800 kg, 1 kg kaina yra 2720 USD. Krovinių iškėlimo į LEO išlaidas komerciniai paleidimai sumažino apie 20 kartų.

Space_Shuttle_Discovery_approaches_ISS

Space Shuttle Discovery STS-128 misijoje, 2009 rugpjūtis. NASA nuotrauka

Kroviniai į TKS ir į LEO

Buvo teigiama, kad komerciniai skrydžiai į kosmosą nesumažino krovinių lėkdinimo į Tarptautinę Kosminę Stotį (TKS) sąnaudų. Pagrindinis veiksnys yra tai, kad Space Shuttle erdvėlaiviai į TKS lėkdindavo ir krovinius ir įgulas. Falcon 9 startūnas su Crew Dragon erdvėlaiviu sumažina naudingo krovinio masę ir padidina išlaidas. Startūno Falcon 9 su Dragon erdvėlaiviu misijos į TKS kaina yra ~ 140 mln USD, o 1 kg kaštuoja apie 23300 USD.

Space Shuttle į TKS lėkdino 16050 kg naudingą krovinį. Į LEO teoriškai galėjo nuskraidinti 27500 kg krovinį. 1 kg lėkdinimo į TKS kaina buvo 93400 USD. Krovinių lėkdinimo į TKS kainą Falcon 9 sumažino 4 kartus.

TKS ir LEO kaštų palyginimas

* – 2018 metų duomenys; ** – Falcon 9 be Dragon erdvėlaivio; t – teorinė maksimali iškeliamo krovinio masė; *** – Chandra observatorija; **** – teorinė maksimali iškeliamo krovinio masė, realus iškeltas krovinys buvo 17400 kg, Starlink 2.0, 56 satai 2023 vasario 26 d., tt – teorinė 1 kg į LEO iškėlimo kaina, r – reali 1 kg į LEO kaina; ***** – tikėtina 2023 pabaigoje ar 2024 pradžioje.

Sunkiausias Space Shuttle startūnu iškeltas krovinys buvo 22700 kg masės rentgeno observatorija Chandra. Ji buvo iškelta 1999 m. į 28,450 241 km aukščio orbitą apie Žemę arba 65749 USD/1 kg.

Kosmoso kaštų mažėjimas

Pirmieji trys JAV lėkiai į kosmosą pasižymėjo ypač aukštomis kainomis, kuomet 1 kg iškėlimas kaštavo ~ 100000 USD. Tikėtina pirmojo JAV sato išlėkdinimo į kosmosą kaina siekė 1 mln USD 1 kg.

Techninės didelės paleidimo sąnaudos buvo sąlygotos kelių priežasčių: didžiausio našumo ir minimalios masės tikslai tiesiogiai paveldėti iš balistinių raketų paleidimų; didesnės išlaidos, lyginti su daugkartiniais startūnais; didelė žmonių skrydžio į kosmosą kaina; didelė naujų technologijų, techninės ir programinės įrangos kaina; mažas atsparumas gedimams ir to įtakotos intensyvios projektavimo pastangos bei išsami priežiūra; didelis sistemos sudėtingumas, dalių skaičius ir sąsajų skaičius.

Galimi techniniai paleidimo sąnaudų mažinimo būdai įtakoti tokių priežasčių: kosminės transporto konfigūracijos supaprastinimas; transporto priemonių gamybos ir paleidimo rodiklių didinimas; pramoninio dizaino ir gamybos metodų naudojimas; minimalių išlaidų optimizavimas; dalių skaičiaus sumažinimas; paprastumo didinimas; prietaisų skaičiaus sumažinimas; gamybos ir eksploatacijos projektavimas.

2010 m. NASA palygino bendrovės SpaceX išlaidas, skirtas „Falcon 9“ sukurti, su NASA modelių išlaidomis pagal NASA-AF sąnaudų modelį (NAFCOM). Falcon startūno sistemų kūrimas naudojant tradicines sutartis, NASA būtų kainavęs 1.383 mlrd USD. SpaceX kaina buvo 443 mln. USD, t.y. 68% mažiau.

Iškėlimo į LEO kaštai

Raudona spalva pažymėti brangūs startūnai, žalia spalva pažymėti pigesni startūnai.


Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *