Küsimus:
Mis teeb objektide Maalt kosmosesse viimise konkreetselt kalliks?
kR105
2013-07-17 05:08:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ma mõtlesin selle üle alati. Kas sellepärast, et kütus on liiga kulukas? Sest varustus visatakse prügikasti?

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

Kolm suurt tegurit:

  1. Nõutav energia on suur ( http://et.wikipedia.org/wiki/Specific_orbital_energy). ISS-i madalal orbiidil on see umbes 33 MJ / kg lisamine maapinnalt orbiidile - ja see jätab tähelepanuta atmosfääri pidurdamise.
  2. raketivõrrand ( http://et.wikipedia.org/wiki/Tsiolkovsky_rocket_equation). Lühidalt öeldes ei pea te oma kütuse delta-V pakkumiseks kütust põletama, vaid peate ka põletama kütust, et anda delta-V kütusele, mida peate põletama, et pakkuda delta-V oma kasulikule koormusele. Jah, see on eksponentsiaalne suhe.
  3. Keerukus. Süsteem, mida kasutate selle energia kiireks teisendamiseks delta-V-ks (see peab olema kiire, kui kasutate raketit), on keeruline ja peab olema usaldusväärne. Meie praeguse tehnoloogia abil on töökindlad ja keerukad süsteemid inseneridele kallid ning neid saab kasutada.

Kulude vähendamiseks püütakse nende teguritega tegeleda mitmesuguste praeguste tehnoloogiatega. Näiteks käivitatakse enamik kosmosesemeid ida suunas, et vähendada missiooni jaoks delta-V / energiavajadust, punkt nr 1.

Tulevased tehnoloogiad võivad püüda neid probleeme lahendada ja seetõttu neid kulusid vähendada. Näiteks võivad kosmoseliftid kõrvaldada # 2, eraldades energiaallika kasulikust koormusest.

Keerukuse vähendamine või keerukusega toimetuleku suurendamine, punkt nr 3, võib / vähendaks ka kulusid. Paljude missioonide jaoks eemaldab robotite kasutamine inimese asemel terved süsteemid (elutoetused, tagasipöördumissüsteemid) ja vähendab seeläbi kulusid dramaatiliselt. See on siiski kahe otsaga mõõk, kuna võib-olla tuleb lisada mõned uued süsteemid (masinluure, osavad manipulaatorid).

Lõpuks tuleb arvestada ka muude väiksemate teguritega:

  • Kütus ja muud kasutatud materjalid on, nagu soovitasite ka kalliks. Lennundus- ja kosmosesüsteemidel on üldiselt äärmuslikud nõuded materjalidele. Metall peab olema konkreetne sulam, krüogeenid peavad olema kõrge puhtusastmega jne. See liitub.
  • Komponentide valmistamine nõuab tavaliselt täpsust ja väikseid tolerantse - mõlemad suurendavad kulusid.
  • Sõidukit ja süsteeme ehitatakse tavaliselt väikestes kogustes. Henry Fordi konveieriliini soodsat ökonoomikat ei kohaldata.
  • Süsteemide osas on lepingud sõlminud ja neid haldavad riigiasutused. Nende üksuste eeliseks on maksustamise kaudu suurte rahaliste vahendite loomine, kuid ebaefektiivsuse puuduseks on kasumimotiivi puudumine.
See on ehk osa "keerukusest", kuid stabiilse lennu ja usaldusväärse töö tagamiseks tuleb komponente töödelda äärmiselt täpselt.
Hea punkt @DonBranson: Olen värskendanud oma vastust selle lisamiseks.
Huvitav on märkida, et number 1 pole nii suur asi, 33MJ on sama mis 8,6 kWh ... mis isegi elamute tariifide korral on ~ 1,6 USD. Probleem on number 2 - oleme energiatõhusad, et kasulikku massi kosmosesse saada.
See ei ole kulude poolest suur, kuid kui mõelda selle energiatiheduse (MJ / kg, survestatud vesinikuga umbes 150 MJ / kg) osas, on see suur ja raske tehing. Kui meil oleks ainult pikk pikendusjuhe ...
Nimekirjast puudu on (üsna ilmne) asjaolu, et raketid on kulutatavad. Nende korduvkasutatavaks muutmine on ülalnimetatud kolme suure põhjuse tõttu keeruline, kuid siiski - kui SpaceX või keegi teine ​​suudab selle ellu viia, väheneks käivitamise hind kindlasti palju.
Falcon 9 kütus on suurusjärgus 300 000 dollarit. Maapähklid võrreldes riistvaraga, mille viskate minema igal käivitamisel.
Nagu teised mainisid, pole energia nii suur väljaminek. See on ära visatav kosmoseaparaat.
#2
+6
geoffc
2015-07-03 05:53:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Igas stardis kasutatavate seadmete ära viskamine muudab stardid kindlasti kallimaks. (SpaceX plaanib esimese etapi taastada. See pingutus on sundinud ULA-d pakkuma mootoriploki osaliseks taastamiseks Vulcani ja ArianeSpace'i mootoriploki taastamiseks ADELINE-i).

Kütus ise on majaomanikule kallis, kuid on vaid väike osa turule laskmise maksumusest.

Sõidukite enda arendamine on kulukas, ohtlik, neid on raske täielikult katsetada ja osutub tõepoolest raketiteaduseks.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...