Hvorfor er brændstof billigt sammenlignet med raket?

Som bemærket af andre fremstilles metan, RP-1, LOX i stor skala på tværs USA og meget andet i verden. (Produceret kan være det forkerte ord, måske er produceret bedre).

Det er funktionelt en vare.

På den anden side får rumfartsingeniører relativt høje lønninger. Rumklassificerede komponenter kommer fra en verden, hvor du får et skud ved en lancering, og det fungerer bedre helt perfekt. Den slags pålidelighed er meget dyrere end blot at behandle LOX ved at komprimere og køle den.

SpaceX har flere tusinde ansatte. Lanceringerne genererer det meste af pengene til at finansiere deres lønninger. Årsagen til, at rumfærgen kostede så meget, var ikke hardwaren i sig selv, men snarere 20+ tusinde ansatte, der direkte overvejede at arbejde for at sikre hver lancering.

Lean indebærer mindre arbejdsstyrker.

Interessant anekdote, som jeg ikke kan finde en henvisning til. Mens en Falcon 9-lancering er listet til omkring \ $ 62 millioner US, koster en lancering for Air Force næsten \ $ 100 millioner. Hvorfor? På grund af yderligere papirarbejde, som luftvåbenet kræver. Dvs. De bruger næsten $ 40 millioner på papirarbejde! Det er en utrolig mængde papir.

Det er selvfølgelig omkostningerne ved medarbejdernes tid til at udfylde og behandle papiret og de yderligere opgaver, det indebærer. Hvilket skal skræmme dig for, hvor meget arbejde det skal være at generere papirer til en værdi af $ 40 millioner.

Kommentarer

• På punktet om papirarbejde – gælder til luftfartsindustrien, så ingen overraskelse ville det være lige så for rumindustrien. For at hjælpe med at sikre, at et fly er sikkert til flyvning, skal alle dele for at blive installeret på et fly med bevis for dets egnethed til brug. Det betyder sporbarhed til dets fremstillingssted og bevis for al nødvendig og passende inspektion og / eller testning. At ‘ er et dyrt papirspor.
• Der er også spørgsmålet om produktionsmængder. På trods af deres kompleksitet og den svimlende mængde teknologi, der er indbygget i dem, er biler, computere og mobiltelefoner i disse dage relativt billige varer, fordi de er fremstillet i enorme mængder. På trods af at de er ” produktion ” bygges fly i langt mindre mængder, så udviklingsomkostninger skal afskrives over langt færre enheder, hvilket gør hver enhed solgt dyrere. Raketter fremstilles i endnu mindre mængder og skal konstrueres og testes til højere standarder.

Making brændstof er et spørgsmål om relativt billig bulkvæskeforarbejdning fra relativt billig foderstof. Ja RP-1 er dyrere end JET-A, fordi der er behov for mere forarbejdning, og det er mere specialiseret, men det er stadig forarbejdning af væske i bulk.

LOX er endnu billigere, fordi råmaterialet er atmosfærisk luft, der er bare forarbejdningsomkostningerne.

Fremstilling af rumfartkomponenter indebærer dyr forarbejdning af eksotiske materialer. Denne behandling sker ofte i lavt volumen, så der er relativt få stordriftsfordele.

Til sammenligning synes 747 tilsyneladende koster et sted omkring \ $ 350.000.000, mens en fuld brændstofbelastning for en er mere som \ $ 100.000. Så prisen for en fuld tank med brændstof er meget mindre end køretøjets omkostninger er næppe unik for rumraketter.

Forskellen er, at en 747 kan bruges titusinder af gange. Så i løbet af dens levetid koster brændstoffet mere end flyet. Raketter på den anden side bruges typisk kun en gang, og når de kan genbruges, er renoveringsomkostninger et problem.

Kommentarer

• Brændstof er kun en del af p ropellanter, ilt er også nødvendigt. Men til produktion af flydende ilt behøver du ikke ‘ at købe råvarer, luften er gratis. Anlægget med flydende ilt har brug for meget elektrisk energi. Men når luften flydes og separeres ved fraktioneret destillation, kunne den resterende flydende kvælstof og ædelgasserne som argon, neon og krypton sælges.

Hvad er billigere: at købe en ny bil hver gang eller genopfylde tanken? Det afhænger også af brændstoffet: ilt er ret billigt sammenlignet med brint (ca. 20 gange dyrere). Dette er en af grundene til, at BFR vil bruge metan og ilt som brændstof – de er begge meget billige (også mængden af kuldioxid, som er ligetil at omdanne til metan på Mars).

Kommentarer

• Methan er ikke rigelig på Mars. Det er til stede i spormængder i atmosfæren, og der blev opdaget noget udluftning fra undergrunden.Ideen er, at den ganske let kan produceres på Mars. Med denne advarsel har du ‘ ret: ISRU (brug af lokalt fremskaffet drivmiddel) er nøglen til udforskning af Mars. På grund af raketligningens tyranni er det meget udfordrende at flyve jorddrevet drivmiddel til Mars, hvilket betyder, at store raketter, der tager afsted fra Mars, vil brænde marsdrivmiddel. Således anvendelse af metan i BFR.
• @LesserHedgehog Du er korrekt sir. Jeg redigerede i en rettelse.

Et punkt, som andre svar ikke har dækket: der er ikke t ethvert bedre endnu dyrere brændstof, der ikke har store ulemper. En kemisk raketmotor er i princippet en ret simpel maskine (detaljerne kan blive komplicerede), og de ting, du bedst ønsker i en kombination af brændstof / oxidator til rumstart er:

• Masser af energi frigivet i forbrændingen.
• Forbrændingsprodukternes lave molekylvægt.

Flydende brint og flydende ilt har den bedste præstation i teorien, men flydende brint har meget lav densitet, hvilket gør tanke til det tungere. RP-1 eller flydende metan giver dig meget bedre tankvægte, og du ender med en mere effektiv raket. Flydende fluor kan give dig mere energi end ilt, men sikkerhedsproblemerne ville være forfærdelige .