Pitanje:
Što konkretno čini lansiranje objekata sa Zemlje u svemir skupim?
kR105
2013-07-17 05:08:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Uvijek sam se pitao o ovome. Je li to zato što je gorivo preskupo? Budući da će oprema biti razbacana u otpad?

Dva odgovori:
#1
+23
Erik
2013-07-17 07:03:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tri velika čimbenika:

  1. Potrebna energija velika je ( http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_orbital_energy). Za nisku orbitu poput one na kojoj se nalazi ISS, to je oko 33 MJ / kg dodatka s površine u orbitu - a to zanemaruje atmosferski otpor.
  2. Jednadžba rakete ( http://en.wikipedia.org/wiki/Tsiolkovsky_rocket_equation). Ukratko, ne samo da morate sagorjeti gorivo kako biste osigurali delta-V svom korisnom opterećenju, već morate sagorjeti i gorivo kako biste osigurali delta-V gorivu koje trebate sagorjeti da biste osigurali delta-V svom korisnom opterećenju. Da, ovo je eksponencijalni odnos.
  3. Složenost. Sustav koji brzo koristite (mora biti brz ako koristite rakete) pretvara ovu energiju u delta-V složen je i mora biti pouzdan. S našom trenutnom tehnologijom pouzdani, složeni sustavi skupi su za inženjerstvo i rade.

Razne trenutne tehnologije pokušavaju riješiti ove čimbenike kako bi smanjile troškove. Na primjer, većina svemirskih lansiranja lansirana je na istok kako bi se smanjila potreba za delta-V / energijom, stavka # 1, za misiju.

Buduće tehnologije mogu pokušati riješiti ta pitanja i stoga smanjiti ove troškove. Na primjer, svemirska dizala mogla bi eliminirati broj 2 odvajanjem izvora energije od korisnog tereta.

Smanjujući složenost ili povećavajući našu sposobnost rješavanja složenosti, stavka # 3, može / bi mogla smanjiti i troškove. U mnogim misijama upotreba robota umjesto ljudi uklanja cijele sustave (sustave za održavanje života, sustave za ponovni ulazak) i tako dramatično smanjuje troškove. Ovo je mač s dvije oštrice, iako će možda trebati dodati neke nove sustave (strojna inteligencija, spretni manipulatori).

Napokon, postoje i drugi, manji čimbenici koje treba uzeti u obzir:

  • Gorivo i ostali korišteni materijali jesu, kao što ste i predložili, skupi. Zrakoplovni sustavi uglavnom imaju ekstremne materijalne zahtjeve. Metal mora biti specifična legura, kriogenika mora biti visoke čistoće itd. To se zbraja.
  • Izrada komponenata obično zahtijeva preciznost i male tolerancije - što oboje povećava troškove.
  • Vozilo i sustavi obično se grade u malim količinama. Povoljna ekonomičnost proizvodne trake Henryja Forda ne odnosi se.
  • Sustave uglavnom ugovaraju i njima upravljaju državni subjekti. Prednost ovih subjekata je da generiraju velike iznose sredstava oporezivanjem, ali imaju nedostatak zbog neučinkovitosti zbog nedostatka motiva za profitom.
To je možda dio "složenosti", ali komponente moraju biti obrađene izuzetno precizno radi stabilnog leta i pouzdanog rada.
Dobra poanta @DonBranson: Ažurirao sam svoj odgovor kako bih to uključio.
Zanimljivo je primijetiti da broj 1 nije tako velika stvar, 33MJ je isto što i 8,6 kWh ... što čak i po stambenim cijenama iznosi ~ 1,6 USD. Problem je broj 2 - izuzetno smo neučinkoviti u pogledu dobivanja korisne mase u svemir.
Nije velik u smislu troškova, ali ako razmislite u smislu energetske gustoće (MJ / kg, sa komprimiranim vodikom oko 150 MJ / kg), velika je, teška stvar. Kad bismo samo imali dugačku produžnu kabel ...
S popisa nedostaje (prilično očita) činjenica da su rakete potrošne. Napraviti ih za ponovnu upotrebu teško je zbog gore navedena tri velika razloga, ali ipak - ako SpaceX ili netko drugi to uspiju ostvariti, cijena po lansiranju sigurno bi jako pala.
Gorivo za Falcon 9 iznosi oko 300.000 USD. Kikiriki u usporedbi s hardverom koji bacate pri svakom lansiranju.
Kao što su drugi spomenuli, energija nije toliki trošak. To je svemirska letjelica za bacanje.
#2
+6
geoffc
2015-07-03 05:53:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bacanje opreme koja se koristi pri svakom lansiranju definitivno čini lansiranje skupljim. (SpaceX planira oporaviti prvu fazu. Ovaj je napor gurnuo ULA da predloži Vulcan kao način djelomičnog oporavka bloka motora, a ArianeSpace da predloži ADELINE za oporavak bloka motora).

Samo gorivo je skup za vlasnika kuće, ali samo je mali dio troškova pokretanja.

Sama vozila su skupa u razvoju, opasna, teško ih je u potpunosti testirati, a ispostavilo se da su stvarno raketna znanost.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...