Por que o combustível é barato em comparação com o foguete?

Conforme observado por outros, Metano, RP-1, LOX são fabricados em grande escala em os EUA e muitas outras partes do mundo. (Fabricado pode ser a palavra errada, talvez produzido seja melhor).

É funcionalmente uma mercadoria.

Por outro lado, os engenheiros aeroespaciais recebem salários relativamente altos. Os componentes classificados como espaciais vêm de um mundo onde você tem uma chance em um lançamento e é melhor funcionar absolutamente perfeito. Esse tipo de confiabilidade é muito mais caro do que simplesmente processar LOX compactando e resfriando-o.

A SpaceX emprega vários milhares de funcionários. Os lançamentos geram a maior parte do dinheiro para custear seus salários. O motivo pelo qual o ônibus espacial custou tanto não foi o hardware em si, mas os mais de 20 mil funcionários considerados diretamente em trabalhar para garantir cada lançamento.

O enxuto implica uma força de trabalho menor.

Anedota interessante para a qual não consigo encontrar uma referência. Enquanto um lançamento do Falcon 9 está estimado em cerca de \ $ 62 milhões de dólares, um lançamento para a Força Aérea custa quase \ $ 100 milhões. Porque? Por causa da papelada adicional que a Força Aérea exige. Ou seja, Eles gastam quase $ 40 milhões em papelada! É uma quantidade incrível de papel.

É claro que é o custo do tempo do funcionário para preencher e processar o papel e as tarefas adicionais que ele implica. O que deve assustá-lo com a quantidade de trabalho que deve custar para gerar \ $ 40 milhões em papelada.

Comentários

• Sobre a papelada – aplica para a indústria de aviação, portanto, não é surpresa que o fosse também para a indústria espacial. Para ajudar a garantir que uma aeronave seja segura para o vôo, para ser instalada em uma aeronave, todas as peças devem vir com evidências de sua adequação para uso. Isso significa rastreabilidade até o ponto de fabricação e prova de todas as inspeções e / ou testes necessários e apropriados. Essa ‘ é uma trilha de papel cara.
• Há também a questão dos volumes de produção. Apesar de sua complexidade e da quantidade impressionante de tecnologia incorporada a eles, carros, computadores e telefones celulares hoje em dia são mercadorias relativamente baratas porque são fabricados em grandes volumes. As aeronaves, apesar de serem ” produção “, os itens são construídos em quantidade muito menor, de modo que os custos de desenvolvimento devem ser amortizados em muito menos unidades, tornando cada unidade vendeu mais caro. Foguetes são fabricados em quantidades ainda menores e devem ser projetados e testados de acordo com padrões mais elevados.

Criação combustíveis é uma questão de processamento de líquido a granel relativamente barato a partir de estoque de ração relativamente barato. Sim, RP-1 é mais caro do que JET-A porque mais processamento é necessário e é mais especializado, mas ainda é o processamento de líquido a granel.

LOX é ainda mais barato porque a matéria-prima é o ar atmosférico, há apenas os custos de processamento.

A fabricação de componentes aeroespaciais envolve processamento caro de materiais exóticos. Esse processamento geralmente ocorre em baixo volume, portanto, há relativamente poucas economias de escala.

Para efeito de comparação, 747 aparentemente custa algo em torno de \ $ 350.000.000, enquanto uma carga total de combustível para um é mais parecida com \ $ 100.000. Portanto, o custo de um tanque cheio de combustível sendo muito menor do que o custo do veículo não é exclusivo dos foguetes espaciais.

A diferença é que um 747 pode ser usado dezenas de milhares de vezes. Portanto, ao longo de sua vida útil, o combustível custa mais do que o avião. Os foguetes, por outro lado, são normalmente usados apenas uma vez e, quando podem ser reutilizados, os custos de renovação são uma preocupação.

Comentários

• Combustível é apenas uma parte do p ropelantes, o oxigênio também é necessário. Mas, para a produção de oxigênio líquido, você não ‘ precisa comprar matérias-primas, o ar é gratuito. A planta de oxigênio líquido precisa de muita energia elétrica. Mas quando o ar é liquefeito e separado por destilação fracionada, o nitrogênio líquido restante e os gases nobres como argônio, néon e criptônio podem ser vendidos.

O que é mais barato: comprar um carro novo sempre ou reabastecer o tanque? Também depende do combustível: o oxigênio é muito barato em comparação com o hidrogênio (cerca de 20 vezes mais caro). Esse é um dos motivos pelos quais o BFR vai usar metano e oxigênio como combustível – ambos são muito baratos (também a abundância de dióxido de carbono, que é fácil de converter em metano em Marte).

Comentários

• O metano não é abundante em Marte. Está presente em pequenas quantidades na atmosfera e alguma ventilação subterrânea foi detectada.A ideia é que pode ser facilmente produzido em Marte. Com essa ressalva, você ‘ está certo: ISRU (uso de propelente de origem local) é a chave para a exploração de Marte. Por causa da tirania da equação do foguete, é muito desafiador levar propelente proveniente da Terra até Marte, o que significa que qualquer grande foguete decolando de Marte queimará o propelente marciano. Assim, uso de metano em BFR.
• @LesserHedgehog Você está correto, senhor. Eu editei em uma correção.

Um ponto que outras respostas não cobriram: não há qualquer combustível melhor e mais caro que não tenha grandes desvantagens. Um motor de foguete químico é uma máquina bastante simples em princípio (os detalhes podem ficar complicados) e as coisas que você mais deseja em uma combinação de combustível / oxidante para lançamentos espaciais são:

• Muita energia liberada em a combustão.
• Baixo peso molecular dos produtos de combustão.

O hidrogênio líquido e o oxigênio líquido têm o melhor desempenho em teoria, mas o hidrogênio líquido tem densidade muito baixa, tornando os tanques por isso mais pesados. RP-1 ou metano líquido fornecem pesos de tanque muito melhores e você acaba com um foguete mais eficaz. O flúor líquido pode fornecer mais energia do que o oxigênio, mas os problemas de segurança seriam horríveis .