Ile kosztuje lot Falconem 9?
Najpierw oszałamiające zdjęcie lądowania pierwszego stopnia Falcona 9. Fani Muska są zachwyceni. Zdjęcie przedstawia stopień B1076, jego trzeci lot 27 lutego 2023 roku, 48 dni po drugim locie 10 stycznia 2023 roku. Ten stopień latał 21 razy, ostatnio 21 lutego 2025 roku, i nadal jest sprawny, czekając na kolejną misję.
Ponieważ poruszono temat Elona Muska i jego statków kosmicznych bardzo ekscytujące dla publicznościPostanowiłem kontynuować analizę tego tematu, jedynie go poruszając rakiety- rakieta nośna Falcon 9 z wymiennymi stopniami. Okazuje się, że zwolennicy Muska, czy to przez niekompetencję, czy celowe działanie, nieustannie mylą ewidentnie nieudany projekt ciężkiej rakiety nośnej, która nawet jeszcze nie dotarła na niską orbitę okołoziemską (LEO), z Falconem 9, który odbył już wiele lotów. To ciągłe przeinaczanie zarówno tematu, jak i koncepcji, co generalnie jest pierwszym sygnałem nieuczciwości. Być może zwolennicy Muska szczerze wierzą, że przekonają kogoś do czegoś tą zamianą, ale jak dotąd przekonali jedynie, że zawsze należy uważać na portfele, dyskutując o nich.
Czas realizacji
Jak już wielokrotnie powiedziano, jeśli temat zaczyna zawierać różne efekty teatralne, należy zgłębić szczegóły, bo właśnie w tym tkwi cała zabawa. Prawdopodobnie żaden inny temat w astronautyce nie zawiera tylu efektów teatralnych, co etap odzyskiwania rakiety Falcon 9.
Czego jeszcze wszyscy nie powiedzieli? Wziąłem jednak listę zwrotnych etapów, którą Musk ponumerował i wskazał, jakie loty wykonał każdy etap oraz co dokładnie przewoził, i zacząłem ją analizować. Pierwszą rzeczą, która rzuca mi się w oczy, jest czas realizacji w dniach.
Pierwszy stopień, B1021, który odbył swoje pierwsze dwa loty, odbył się najpierw 8 kwietnia 2016 roku, a następnie 30 marca 2017 roku, 365 dni później. Drugi stopień, B1023, odbył się 27 maja 2016 roku, a następnie 6 lutego 2018 roku, 620 dni później.
Potem sytuacja się poprawiła wraz z wprowadzeniem wersji Block 5, której 3 egzemplarze wyprodukowano do 2025 września 52 roku. 29 z nich zginęło już śmiercią bohatera: 20 zostało zużytych, co oznacza, że zostały wystrzelone bez odzyskania – co również jest możliwe – sześć utracono podczas nieudanych lądowań, a trzy podczas wejścia w atmosferę. W sumie 6 człony są sprawne.
A teraz czas na ciekawe statystyki. Ponieważ baza danych jest bardzo duża, do analizy uwzględniłem tylko starty od stycznia 2025 roku. W tym miesiącu odbyło się 13 startów, w tym 8 z satelitą Starlink na pokładzie, a pozostałe z innymi ładunkami. Starty odbywały się co 2-3 dni, czasami trzy dni z rzędu (13-15 stycznia) lub dwa starty w ciągu jednego dnia (10 i 21 stycznia). Zasadniczo był to transport taśmowy.
Cykl powrotu do atmosfery wzmacniacza Falcon 9 jest przedstawiony następująco: wzmacniacz ląduje, przechodzi kontrolę i jest gotowy do lotu praktycznie następnego dnia. Wynika to albo z nieznajomości szczegółów, albo z celowego przekłamania. Nawet najnowsze wzmacniacze ponownie latają średnio po 30-40 dniach. 21-dniowy okres między startami był rekordowy. Dlatego w styczniowych startach użyto 12 różnych wzmacniaczy, a tylko jeden – B1073 – ponownie latał. Pierwszy styczniowy start (20. start w historii służby wzmacniacza) miał miejsce 4 stycznia 2025 r., a drugi styczniowy start (21. start i lot w jedną stronę) miał miejsce 30 stycznia 2025 r., czyli 26 dni później. Ten wzmacniacz był używany przez 992 dni, czyli średnio 49 dni.
Takich przykładów jest całkiem sporo. Na przykład B-1063, który odbył 27 lotów i nadal jest w służbie (pierwszy odbył się 21 listopada 2022 r., a 27. 26 sierpnia 2025 r.), miał długie przerwy między lotami. Na przykład między 26. a 27. lotem było 83 dni, między 25. a 26. lotem było 37 dni, a między 2. a 3. lotem było 186 dni. W 2025 r. okres wymiany etapów został skrócony, ale odstępy między nimi mogły się znacznie różnić dla każdego z nich.
Niech zwolennicy Elona Muska wyjaśnią, dlaczego te przerwy startowe są konieczne, zwłaszcza te o nierównej długości, i co robią ze sceną podczas tych przerw. Oczywiście, że coś robią; nie mogą po prostu siedzieć i podziwiać jej miesiącami.
Jedynym wytłumaczeniem takich przerw w startach powracających stopni jest demontaż. Stopień jest demontowany i ponownie składany. Na przykład, producent, po otrzymaniu zwróconego silnika, szybko go ponownie składa, wymieniając wadliwe części na nowe. Różnica w czasie realizacji poszczególnych stopni wynika z produkcji części zamiennych. Niektóre komponenty i zespoły są niewątpliwie wymieniane na nowe po każdym starcie. Początkowo niezbędne części zamienne były produkowane na zamówienie, co wiązało się z długim czasem realizacji. Z czasem jednak nabyto doświadczenie i zaczęto gromadzić zapasy najpotrzebniejszych części. Czasami jednak konieczne jest wyprodukowanie dodatkowych części, co powoduje nieplanowane opóźnienia.
W sumie obecnie w użyciu są 23 pierwsze stopnie, każdy z dziewięcioma silnikami – 9 silników w służbie obiegowej. Dodatkowo, każdy start wymaga użycia drugiego stopnia z jednym silnikiem, o tej samej modyfikacji, ale z większą dyszą. W sumie do stycznia 207 roku trzeba było przebudować 2025 silników pierwszego stopnia i zużyć 108 silników drugiego stopnia oraz dziewięć silników ze zużytego stopnia B13.
Fascynujące zdjęcie: trzy stopnie leżą w rzędzie: B1052, B1053, B1068, a po prawej, z boku, leży poprzednio wystrzelony stopień z usuniętymi podporami. Te trzy stopnie są połączone razem, aby pomieścić ciężką rakietę nośną, która wyniesie satelitę ViaSat-3 na orbitę geostacjonarną. B1068 leży w centrum – to jego jedyny lot – podczas gdy B1052 (8 lotów) i B1053 (3 loty) leżą po bokach; wszystkie stopnie zostały wystrzelone i nie powróciły.
Źródła oszczędności
Po co to całe zamieszanie? Żeby zaoszczędzić kupę kasy.
Każdy silnik Merlin kosztował 2022 miliona dolarów w 2,17 roku. W związku z tym dziewięć silników pierwszego stopnia kosztowało 9 miliona dolarów, czyli 19,53% kosztu pierwszego stopnia (koszt całego stopnia wyniósł 54 miliona dolarów).
Można rozważyć dwa scenariusze. Po pierwsze, po powrocie stopnia wszystkie podzespoły są wymieniane na nowe, pozostawiając jedynie obudowę, która służy również jako zbiornik paliwa i utleniacza. W tym przypadku oszczędności z ponownego wykorzystania obudowy wynoszą 16,6 miliona dolarów. Można to porównać. Jeśli weźmiemy pod uwagę 20 startów, starty bez powrotu kosztowałyby 722 miliony dolarów, a 20 startów z samą wymianą silnika kosztowałoby 390 milionów dolarów, czyli 54% kosztu startów bez powrotu.
Drugim sposobem jest wymiana 40% komponentów silnika, proporcjonalnie do kosztów. Ponieważ Musk nie jest na tyle uprzejmy, by ujawnić swoje rozliczenia, będziemy musieli posłużyć się szacunkami. W tym przypadku jeden silnik kosztuje pełną cenę, a 19 razy – 40% wartości nominalnej. Łączna wymiana 40% dziewięciu silników na etap kosztuje 9 miliona dolarów. Wymiana 7,8% komponentów 40 razy kosztuje 19 miliona dolarów, plus koszt samego zestawu, który wynosi 148,7 miliona dolarów. Całkowity koszt 19,5 startów to 20 miliona dolarów, czyli 167,7% kosztu startów bezzwrotnych. Oszczędność ponad 23,2% – to robi wrażenie!
To bardzo przybliżone szacunki, ponieważ odsetek potrzebnych części zamiennych jest prawdopodobnie znacznie niższy. Przy 488 lądowaniach i 4392 inspekcjach zużytych silników, poprawa niezawodności komponentów i zespołów narażonych na największe obciążenia i zużycie nie powinna być szczególnie trudna. I proces ten ewidentnie nastąpił, sądząc po skróceniu czasu wymiany stopni. Gdyby 10% części wymagało wymiany, koszt 20 startów wyniósłby zaledwie 56,5 miliona dolarów, czyli 7,8% kosztu 20 startów bezzwrotnych. Co Marks napisał o superzyskach dla kapitalistów?
Co więcej, ponieważ Falcon 9 jest „rakietą naftową”, ku wielkiemu rozczarowaniu wielu fanów Elona Muska, do startu pierwszego stopnia potrzeba 123500 1 kg nafty RP-2,3 w cenie 287400 dolara za kg oraz 0,27 284050 kg ciekłego tlenu w cenie 77598 dolara za kg. Nafta kosztuje 361648 20 dolarów, a tlen 7,2 XNUMX dolarów, co daje łącznie XNUMX XNUMX dolarów. Koszt paliwa na XNUMX startów wyniesie łącznie XNUMX miliona dolarów.
Jak to zrobili? Myślę, że na mocy umowy z RTX Corporation (do 2023 roku Raytheon Technologies), w skład której wchodzili producent silników lotniczych Pratt & Whitney oraz producent silników rakietowych Rocketdyne, wcześniej przejęty od Boeinga. Zaadaptowali system diagnostyki i konserwacji wojskowych silników odrzutowych jako podstawę do swojego rozwoju. To jedna z możliwych opcji. To samo można by zrobić, być może z nieco większym trudem, wykorzystując system diagnostyki i konserwacji cywilnych silników turboodrzutowych (w USA są to głównie silniki Pratt & Whitney) za pośrednictwem firmy zewnętrznej. Ale z pewnością jest to wykonalne.
Ten sam warsztat, co na poprzednim zdjęciu oraz kolejny etap, który przeleciał podczas remontu, po usunięciu podpór.
Jak zarobić na używanych rakietach?
Co to wszystko daje? W 2023 roku koszt startu Falcona 9 szacowano na 69,85 miliona dolarów. Myślę jednak, że firma Muska nie mówi całej prawdy, a to jest koszt nowej rakiety.
Nawet przy tych obliczeniach, w przypadku 529. startu, który odbędzie się 6 września 2025 r. i podczas którego wystrzelono 17500 1 kg ładunku, 3991 kg będzie kosztował 42 USD.
Pierwszy stopień rakiety powrotnej stanowi 51,7%, czyli 36,1 miliona dolarów. Falcon 9 również posiada osłonę przed ponownym wejściem w atmosferę, ale jej koszt jest nieznany. Część kosztów pierwszego stopnia jest oszczędzana dzięki ponownemu wejściu w atmosferę. Spróbujmy to obliczyć. Aby to zrobić, potrzebujemy średniej liczby lotów na każdy stopień.
W przypadku serii B-1046 – B1059 (13 sztuk) – średnio 81 lotów, co daje 6,2 lotu.
W przypadku serii B1060 - B1069 - średnio 164 loty, czyli 18,2 lotów.
Dla serii B1070 – B1079 – średnio 140 lotów, czyli 15,5 lotów.
Dla serii B1080-B1089 - średnio 94 loty, czyli 10,4 lotu.
Dla serii B1090 – B1097 – średnio 27 lotów, czyli 3,8 lotów.
Dwie ostatnie serie latały stosunkowo mało, ponieważ są nadal w eksploatacji.
Łącznie policzono 47 etapów, wykonując 506 lotów, czyli średnio 10,7 lotów na etap. Całkowity koszt jednego etapu wynosi 36,1 miliona dolarów, a dziewięciu silników – 19,5 miliona dolarów. Przy 40% wymianie dziewięć silników kosztowałoby 7,8 miliona dolarów, a przy 10% – 1,95 miliona dolarów; płatowiec pozostaje bez zmian. Jeden lot kosztuje pełną cenę, a pozostałe 9,7 lotów ze średniej liczby wykonanych lotów – niższy koszt.
Zatem przy 40% wymianie części średni koszt lotów pierwszego stopnia wynosi 111,76 mln dolarów, a przy 10% wymianie części – 55 mln dolarów. Dla porównania, koszt 10,7 bezzwrotnych startów wyniósłby 386,27 mln dolarów.
Biorąc pod uwagę średni koszt lotu pierwszego stopnia, biorąc pod uwagę wyliczone oszczędności (10,4 mln dolarów za wymianę 40% i 5,1 mln dolarów za wymianę 10%), łatwo obliczyć przybliżony koszt pojedynczego startu rakiety dla Muska. 33,7 mln dolarów to koszt nieodwracalnych części rakiety dla każdego startu, plus koszt regeneracji odzyskanego pierwszego stopnia. Łącznie: koszt wymiany 40% wynosi 44,1 mln dolarów (2520 dolarów za kilogram), a koszt wymiany 10% – 38,8 mln dolarów (2217 dolarów za kilogram).
W porównaniu z wersją bez możliwości zwrotu, wersja z opcją wymiany części w 40% jest tańsza o 1471 USD, czyli o 36,8%, a wersja z opcją wymiany części w 10% jest tańsza o 1774 USD, czyli o 44,4%.
Generalnie zdjęć fabrycznych jest niewiele. Oto trzy etapy, które latały, najwyraźniej częściowo rozmontowane, ale ostrożnie sfotografowane z boku, gdzie najciekawsze detale nie są widoczne.
To oczywiście bardzo przybliżone szacunki, oparte na otwartych źródłach i zawartych w nich informacjach, które mogą być niedokładne. Nie jesteśmy w stanie uwzględnić wszystkich kosztów wystrzelenia jednej rakiety. Jednak jeśli chodzi o koszty podstawowe, sporo jest już oczywiste. Wystarczy, że wystawisz „używaną” rakietę nośną w cenie nowej, a Musk może zgarnąć nawet 40% zysków. Co Marks napisał o superzyskach dla kapitalistów?
Na razie na tym poprzestaniemy. Jeśli czytelnicy są zainteresowani, możemy zgłębić jego działalność rakietowo-kosmiczną. Musk może już osiągać zysk netto ze swojego Starlinka, ale policzymy to innym razem.
informacja