2021年5月9日SpaceX历史性创下复用火箭最新纪录:一箭十飞十回收!

聚焦「火箭复用路径图」,回答火箭复用六大问。

●问题之一:猎鹰9号火箭复用极限是多少?

马斯克最近表态:「一箭十飞并非上限,更不是什么极限数字。只要火箭条件允许就会一直飞下去,直到报废为止。」

这就意味着猎鹰9号火箭重复使用没有明显限制,发射上百次在理论上也是可能的。

●问题之二:SpaceX复用火箭需要哪些前提条件?

简单来说分为如下七步:

①一级火箭实现软着陆、整流罩安全回收(二级火箭/上面级还不能回收复用);

②陆路运输至德州麦格雷戈火箭测试基地进行复查、翻新、测试;

③主要是对9台梅林发动机进行脱油清理,采用煤油+液氧作为推进剂的梅林发动机不可避免地产生老毛病:积碳问题,需要耗时耗力拆装涡轮机才能彻底清理干净;

④需要对箭体本身、燃料罐/液氧罐、栅格翼、着陆腿、整流罩等硬件进行全面检查,包括X射线复检,试图发现潜在裂缝或者其他异常;

⑤重新装配一级火箭,执行静态点火测试;

⑥由火箭测试基地再次运抵发射场,一二级火箭+整流罩/有效载荷进行水平整合;

⑦发射前执行一系列复检,视情况而定是否执行发射台静态点火测试(事实上每次试射都会不可避免地对发动机造成损耗),之后整装待发,既定发射。

●问题之三:SpaceX复用发射到底节省多少$?

从2017年首次复用火箭算起,SpaceX迄今总计发射过63次复用火箭。

如果按照每枚6200万美元新火箭发射价累加的话,63次发射总价超过39亿美元。

事实上照此单价的话,SpaceX根本也不会发射这么多次数。

毕竟,这些发射订单大部分都是靠「低价、高效」策略才会取得。

根据不完全统计,从2017年首次复用火箭一直到2021年1月,至少已经为SpaceX节省超过14亿美元。(信息源:Primal Space制作出品视频)

由于SpaceX属于私营太空公司,没有义务向外界披露财务信息,所以这一数据是由专业机构依照公开可循信息粗略估算出来的。

●问题之四:SpaceX发射价是如何构成的?

根据最近相关信息披露:

一级火箭生产成本约为3000万美元,占比48%;

二级火箭生产成本约为1000万美元,占比16%;

整流罩生产成本约550万美元(新版整流罩最初600万)占比9%;

燃料费、发射场地费及其他费约为500万美元,占比8%;

商业发射毛利润1150万美元,占比19%。

●问题之五:SpaceX复用发射价如何构成?

根据马斯克给出的复用边际成本(Marginal Cost)~1500万美元,即发射一次复用火箭所需的增量成本,这当中包括回收、翻新一级火箭费用25万美元;二级火箭制造成本同样还是1000万美元;燃料费、发射场地费及其他费约为500万美元,以及回收检修整流罩费用(几乎可以忽略不计)。

复用火箭发射价构成:

一级火箭回收翻新成本仅有25万美元,仅占发射价1%;

二级火箭生产成本还是1000万美元,占比37%;

回收检修整流罩费用几乎可以忽略不计,不妨计入燃料费、发射场地费及其他费当中,约为500万美元,占比18%;

商业发射毛利润约为1200万美元,占比高达44%——前提是这笔复用发射订单需要来自外部商业客户买单,否则为自家星链任务发射,不可能按照这个毛利润进行财务核算。

这意味着什么?

至少意味着前两次商业发射之后,从第三次一直到第五次发射自家星链的话,从发射成本核算角度衡量:全是免费的。

这笔账目其实很简单:前两次商发由外部客户全部买单,总发射收入为1.12亿美元(第一发:6200万美元+复用第二发5000万美元),而SpaceX总成本仅为6500万美元(第一发发射成本5000万美元+第二发边际成本1500万美元),所以两次发射后SpaceX会赚得4700万美元利润,这笔收入至少可以支付三次Starlink星链发射费用(三次复用边际成本1500万×3=4500万美元),不仅免费还有结余。

●问题之六:一箭十飞复用发射价又是如何核算的?

图表数据信息源:elonx.net、wikipedia.org

为了更便于理解这张一箭十飞核算发射价表,我们不妨还得了解下几个前提条件:

①二级火箭制造成本保持不变:1000万美元;

整流罩制造成本保持不变:550万美元;

回收检修整流罩费用几乎可以忽略不计;

一级火箭回收翻新成本不变:25万美元;

燃料费、发射场地费及其他费不变:500万美元。

②整流罩按照复用一次的简单方法核算,事实上如上所述,整流罩使用从全新到二手再到四手都有,此处为了方便核算,仅以一手、二手交替使用为例。

③目前一枚复用火箭发射外部商业客户最多4次(B1046、B1058),再加上从发射成本核算角度来看,一枚复用火箭只要承接过4次商业发射任务,其余6次发射自家星链任务都属于免费午餐。

事实上,SpaceX正是按照这个「免费套餐」不断部署一批批星链的。刚刚实现一箭十飞的B1051.10,看似只完成三次商业发射(载人龙飞船DM-1、RCM、SXM-7),但是承运NASA商业载人发射包括试飞任务,发射价远高于一般商业发射价,发射利润足够支持多次星链任务。

原文来源:公众号三体引力波(侵删)

https://mp.weixin.qq.com/s/8YpobfqNk91j15GkI7zd6A

By xin

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