prostopasha1914 (prostopasha1914) wrote,
prostopasha1914
prostopasha1914

Category:

Сколько стоит дом построить... на Луне

Quatre étudiants toulousains à la conquête de la Lune ! | Petite ...

Недавно Андрей Ионин, член-корреспондент Российской академии космонавтики имени Циолковского и главный аналитик ассоциации “Цифровой транспорт и логистика” (я намеренно привожу слова не западного, а именно российского эксперта) заявил, что конкурентам Илона Маска стоит брать пример с того, как он достиг низкой стоимости ракет. Причем добавил, что секретом этого является не только их многоразовость. А еще и то, что Маску удается делать свои ракеты дешевыми за счет очень эффективных, но, по космическим меркам, невероятно дешевых двигателей, так как цена оных обычно составляет от трети до половины стоимости ракеты. А от того, насколько ДЕШЕВО удастся доставлять в космос полезную массу, напрямую зависит и стоимость "дома на Луне".

Насколько же они дешевы? Для этого понадобиться провести сравнение всех когда-либо существовавших, существующих сегодня и двигателей ближайшей перспективы. Картина получится следующей:






В свое время на ресурсе Everyday Astronaut вышел чрезвычайно полезный, содержательный и ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ обзор современных и находящихся в разработке ракетных двигателей. Я приведу только выдержки из него.

Итак:


  • Merlin (SpaceX, США) — используется в ракетах семейства Falcon: 1 шт. на первой ступени Falcon 1, 9 шт. на первой ступени и 1 шт. на второй ступени Falcon 9, 27 шт. на первой ступени (по 9 шт. на каждом из трех ускорителей) и 1 шт. на второй ступени Falcon Heavy

  • Raptor (SpaceX, США) — проходит испытания, предназначен для сверхтяжелой ракеты BFR (31 шт. на первой ступени и 7 шт. на второй ступени)

  • BE-4 (Blue Origin, США) — проходит испытания, предназначен в частности для тяжелой ракеты New Glenn

  • РД-180 (НПО Энергомаш, РФ) — двухкомпонентный двигатель, используется в первых ступенях американских ракет Atlas III и Atlas V (1 шт.)

  • RS-25 (Aerojet Rocketdyne, США) — использовался в многоразовом орбитальном ракетоплане космического челнока Space Shuttle (3 шт.), также планируется к использованию в первой ступени (4 шт.) сверхтяжелой ракеты SLS

  • F-1 (Aerojet Rocketdyne, США) — использовался в первой ступени (5 шт.) свертяжелой (на сегодня — самой тяжелой из когда-либо созданных) ракеты Saturn V, на которой 50 лет назад был выполнен первый в истории пилотируемый полет с посадкой на Луну.

Merlin Raptor BE-4 РД-180 RS-25
Производитель SpaceX (США) SpaceX (США) Blue Origin (США) НПО Энергомаш (РФ) Aerojet Rocketdyne (США) F-1 Aerojet Rocketdyne (США)
Ракета-носитель Falcon 9 (9 + 1)

Falcon Heavy (27 + 1)
BFR (31 + 7) New Glenn (7) Atlas III (1)

Atlas V (1)
ракетоплан Space Shuttle (3)

SLS (4)
Saturn V (5)
Первый рабочий полет 2010 2021 2021-2022 2000

2002
1982

2020
1968
Цикл Открытый Закрытый (полная газификация) Закрытый (частичная газификация) Закрытый (частичная газификация) Закрытый (частичная газификация) Открытый
Топливо Керосин Метан Метан Керосин Водород Керосин
Давление в камере 97 бар 270 бар 135 бар 257 бар 206 бар 70 бар
Тяга 0.84 мН 2.00 мН 2.40 мН 3.83 мН 1.86 мН 6.77 мН
Тяговооруженность 198:1 107:1 80:1 78:1 73:1 94:1
Удельная тяга 282 сек

311 сек
330 сек

350 сек
310 сек

340 сек
311 сек

338 сек
366 сек

452 сек
263 сек

304 се

Здесь следует сразу оговорить, что приведенные в таблице характеристики не являются рекордными — например, у 4-камерного советского двигателя РД-170, разработанного для ракеты-носителя «Энергия», тяга была на несколько процентов больше, чем у F-1 — при том, что последний был крупнее и расходовал больше топлива.

Что касается эффективности, то её обычно оценивают по тяговооруженности (отношению тяги двигателя к его весу) и, в большей степени, удельной тяге. Напомню, что она показывает сколько секунд двигатель сможет создавать тягу в 1 Ньютон, истратив при этом 1 кг топлива. В таблице удельная тяга приводится в двух значениях, на уровне моря и в вакууме. В нашей таблице по тяговооруженности с большим отрывом от всех остальных двигателей лидирует Merlin, а по удельной тяге — RS-25.

Но пожалуй главный интерес представляет цена вопроса — сколько же стоят все эти двигатели? Картина складывается такая:

Merlin Raptor BE-4 РД-180 RS-25 F-1
Цена одного двигателя < $1 млн ~$2 млн ~$2 млн $25 млн > $50 млн $30 млн
Ракета-носитель Falcon Heavy BFR New Glenn Atlas V SLS Saturn V
Кол-во двигателей у первой ступени 27 31 7 1 4 5
Полная стоимость $27 млн $62 млн $14 млн $25 млн $200 млн $150 млн
Цена на 1 кН (единицу тяги) $1,170 $1,000 $3,333 $6,527 $26,881 $4,431
Ресурс (кол-во запусков) 10 50 25 1 19 1
Полная стоимость на один полет $2.7 млн $1.24 млн $0.56 млн $25 млн $10.5 млн $150 млн
Полезная нагрузка (НОО) 30 т (1) 100 т 45 т 20 т 95 т 140 т
Полная стоимость на 1 т $90 тыс $12.4 тыс $12.4 тыс $1.25 млн $110.5 тыс $1.07 млн


А теперь считаем. Nолько у будущего Starship многоразовыми являются обе ступени. И вдобавок заявленный ресурс составляет 50 запусков. Если сделать допущение, что и у него на ракетные двигатели приходится около 1/3 цены, то полная стоимость этой сверхтяжелой ракеты составит (31+7)×2×3=$228 млн. С учетом дополнительных сложностей её изготовления округлим эту сумму до $250 млн. Соответственно каждый из 50 запусков будет стоить $5 млн, а стоимость доставки груза на НОО составит $50 тыс за тонну. Или $50 за 1 кг!!!

И вот это на рынке орбитальных запусков действительно станет революцией — разумеется, когда Старшип начнет летать и доставлять грузы в том числе и на Луну.

И в качестве бонуса -

Сравнение размеров обтекателей нынешних и проектируемых тяжёлых и сверхтяжёлых ракет американских космических компаний



И еще одна огригинальная сравнительная визуализация полезного объема кораблей - в переводе на кубометры воды.



Как говорится - почувствуйте разницу!
____________________________________________

via
via
via




Tags: starship, Илон Маск, космические двигатели, космос
Subscribe

Posts from This Journal “starship” Tag

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments