Perché il carburante è economico rispetto al razzo?

Come notato da altri, metano, RP-1, LOX sono prodotti su larga scala in negli Stati Uniti e in molte altre parti del mondo. (Prodotto potrebbe essere la parola sbagliata, forse prodotto è meglio).

Funzionalmente è una merce.

Daltra parte, gli ingegneri aerospaziali ricevono stipendi relativamente alti. I componenti classificati per lo spazio, provengono da un mondo in cui si ottiene un colpo su un lancio e funziona meglio assolutamente perfetto. Questo tipo di affidabilità è molto più costoso della semplice elaborazione di LOX comprimendolo e raffreddandolo.

SpaceX impiega diverse migliaia di dipendenti. I lanci generano la maggior parte dei soldi per finanziare i loro stipendi. Il motivo per cui lo Space Shuttle è costato così tanto non era lhardware in sé, ma piuttosto gli oltre 20 mila dipendenti considerati direttamente di lavorare per garantire ogni lancio.

Lean implica una forza lavoro più piccola.

Aneddoto interessante a cui non riesco a trovare un riferimento. Mentre un lancio di Falcon 9 costa circa \ $ 62 milioni di dollari, un lancio per lAir Force costa quasi \ $ 100 milioni. Perché? A causa di documenti aggiuntivi richiesti dallAir Force. Cioè Spendono quasi \ $ 40 milioni in scartoffie! È unincredibile quantità di carta.

Ovviamente è il costo del tempo impiegato dai dipendenti per compilare ed elaborare il documento e le attività aggiuntive che implica. Il che dovrebbe terrorizzarti per quanto lavoro deve essere necessario per generare \ $ 40 milioni di scartoffie.

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• Sul punto delle scartoffie – si applica per lindustria aeronautica, quindi non sorprende che lo sarebbe anche per lindustria spaziale. Per garantire che un aeromobile sia sicuro per il volo, per essere installato su un aeromobile, ogni parte deve essere fornita con la prova della sua idoneità alluso. Ciò significa tracciabilità fino al punto di produzione e prova di tutte le ispezioni e / o prove necessarie e appropriate. Questa ‘ è una costosa traccia cartacea.
• Cè anche la questione dei volumi di produzione. Nonostante la loro complessità e lincredibile quantità di tecnologia incorporata, automobili, computer e cellulari oggigiorno sono articoli di consumo relativamente poco costosi perché sono prodotti in enormi volumi. Gli aeromobili, nonostante siano ” produzione “, vengono costruiti in quantità molto inferiori, quindi i costi di sviluppo devono essere ammortizzati su un numero ogni unità venduta più costosa. I razzi vengono prodotti in quantità ancora più piccole e devono essere progettati e testati secondo standard più elevati.

Making i combustibili sono una questione di lavorazione di liquidi sfusi relativamente economici da mangimi relativamente economici. Sì, lRP-1 è più costoso del JET-A perché è necessaria più elaborazione ed è più specializzato, ma è ancora un trattamento liquido sfuso.

LOX è ancora più economico perché la materia prima è aria atmosferica, ci sono solo i costi di lavorazione.

La realizzazione di componenti aerospaziali implica una lavorazione costosa di materiali esotici. Questa lavorazione avviene spesso a basso volume, quindi ci sono relativamente poche economie di scala.

Per confronto, apparentemente 747 costa da qualche parte circa \ $ 350.000.000 mentre un pieno di carburante per uno è più simile a \ $ 100.000. Quindi il costo di un pieno di carburante è molto inferiore al costo del veicolo non è certo unico per i razzi spaziali.

La differenza è che un 747 può essere utilizzato decine di migliaia di volte.Quindi nel corso della sua vita il carburante costa più dellaereo. I razzi daltra parte vengono tipicamente utilizzati solo una volta e quando possono essere riutilizzati i costi di ristrutturazione sono una preoccupazione.

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• Il carburante è solo una parte del p corde, serve anche ossigeno. Ma per la produzione di ossigeno liquido non ‘ è necessario acquistare materie prime, laria è gratuita. Limpianto di ossigeno liquido ha bisogno di molta energia elettrica. Ma quando laria viene liquefatta e separata mediante distillazione frazionata, lazoto liquido rimanente e i gas nobili come argon, neon e krypton potrebbero essere venduti.

Cosè più conveniente: comprare una macchina nuova ogni volta o riempire il serbatoio? Dipende anche dal carburante: lossigeno è piuttosto economico rispetto allidrogeno (circa 20 volte più costoso). Questo è uno dei motivi per cui BFR utilizzerà metano e ossigeno come carburante: sono entrambi molto economici (anche labbondanza di anidride carbonica che è semplice da convertire in metano su Marte).

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• Il metano non è abbondante su Marte. È presente in tracce nellatmosfera e sono stati rilevati alcuni sfiati dal sottosuolo.Lidea è che possa essere prodotto abbastanza facilmente su Marte. Con questo avvertimento, ‘ hai ragione: lISRU (uso di propellente di provenienza locale) è la chiave per lesplorazione di Marte. A causa della tirannia dellequazione del razzo, è molto difficile far volare propellenti di origine terrestre su Marte, il che significa che qualsiasi grande razzo che decolla da Marte brucerà propellente marziano. Quindi uso del metano in BFR.
• @LesserHedgehog Hai ragione, signore. Ho modificato in una correzione.

Un punto che altre risposte non hanno coperto: non ci sono “t qualsiasi carburante migliore ma più costoso che non presenta enormi svantaggi. Un motore a razzo chimico è una macchina abbastanza semplice in linea di principio (i dettagli possono diventare complicati) e le cose che più desideri in una combinazione di carburante / ossidante per i lanci spaziali sono:

• Molta energia rilasciata in la combustione.
• Basso peso molecolare dei prodotti della combustione.

Lidrogeno liquido e lossigeno liquido hanno le migliori prestazioni in teoria, ma lidrogeno liquido ha una densità molto bassa, rendendo i serbatoi per esso più pesanti. LRP-1 o il metano liquido ti danno pesi del serbatoio molto migliori e ti ritroverai con un razzo più efficace. Il fluoro liquido potrebbe darti più energia dellossigeno, ma i problemi di sicurezza sarebbero orribili .