Компания GK Launch выпустила интересный аналитический обзор, по прочтению которого, масковеры благодаря своим бомбящим пуканам, смогут сами отправиться на Марс без помощи своего гуру. Всем же остальным - приятного чтения!
В GK Launch мы часто делаем разную аналитику рынка пусковых услуг. Часть этой работы делается на открытых источниках, а значит, почему бы не поделиться ею с космическим сообществом. Сегодняшняя тема: экономика многоразового запуска ракет-носителей или «Reusability по-американски».
31 марта 2017 года компания SpaceX впервые повторно запустила 1-ю ступень РН Falcon 9 в рамках коммерческого запуска геостационарного КА SES-10, ранее слетавшую вместе с грузовым кораблем Dragon к МКС в рамках контракта с НАСА CRS.
С этого момента в космическом сообществе не утихают дебаты о том, какова же реальная экономическая выгода от повторного (а в перспективе - многоразового) использования материальной части РН.
Обратимся к цифрам, которые были озвучены топ-менеджерами компании SpaceX – Гвен Шотвелл и Илоном Маском. Что нам известно:
1. SpaceX потратила не менее $1 млрд. на разработку технологии многоразовости.
2. Затраты на восстановление 1-ой ступени после полета существенно ниже, чем половина стоимости новой 1-ой ступени, и обтекатель РН Falcon 9 стоит $6 млн.
3. 1-я ступень Falcon 9 стоит 70%, а остальные 30% стоимости от всей матчасти приходятся на 2-ю ступень и головной обтекатель.
На официальном сайте компании SpaceX заказчику предлагаются следующие цены: $62 млн. за пуск Falcon 9 и $90 млн. за пуск Falcon Heavy. Однако, есть пара оговорок: масса ПН на ГПО для Falcon 9 не должна превышать 5,5 тонн, а масса ПН для Falcon Heavy не должна превышать 8 тонн. Предложенные конфигурации РН подразумевают возвращение блоков 1-ой ступени, что существенно снижает энергетические характеристики по сравнению с конфигурацией без возвращаемых 1-ых ступеней (максимальная грузоподъемность Falcon 9 на ГПО составляет 8,3 тонн, а для Falcon Heavy 26,7 тонн).
Мы полагаем, что доля затрат на работы по обеспечению запуска должны быть на уровне 30-35% от стоимости пусковой услуги, то есть остальное – это материальная часть РН Falcon 9, которая стоит не более $40,3 млн. (при цене ПУ в $62 млн.). Если вернемся к словам Шотвелл (The first stage accounts for roughly 70% of the hardware costs of a Falcon 9 launch), то получим стоимость 1-ой ступени РН Falcon 9 на уровне 28,2 млн., а стоимость 2-ой ступени и ГО вместе взятых не более $12,1 млн. Зная стоимость ГО в размере $6 млн., получается, что на 2-ю ступень и средства адаптации ПН остается не более $6,1 млн. В таком случае 2-ая ступень РН Falcon 9 стоит дешевле обтекателя, а 30% стоимости матчасти 2-й ступени и обтекателя делятся практически поровну между ними, что противоречит словам Шотвелл: The second stage and fairing split the remainder of the hardware cost, not quite evenly.
Все это наводит на мысль, что, скорее всего, reusability с т.з. экономики работает иначе.
Для того, чтобы разобраться в ценах и цифрах, обратимся к реальной стоимости контрактов, которые были заключены SpaceX с НАСА и ВВС США.
5 Февраля 2020 г. было объявлено о заключении SpaceX контракта с НАСА на запуск КА PACE (массой 1.7 тонн, на ССО 676 км) с использованием РН Falcon 9 и применением previously-flown first stage booster за $80,4 млн. Если от общей цены ПУ по контракту $80,4 млн. отнять все затраты на проведение работ по обеспечению пуска (35% от стоимости ПУ), то выходит, что матчасть РН Falcon 9 для НАСА с повторно используемой 1-ой ступенью стоит $52,3 млн. Так сколько же стоит матчасть Falcon 9 reusable на самом деле: 52,3 млн или $40,3 млн.?
7 марта 2020 г. также была опубликована новость о том, что компания SpaceX и ВВС США подписали контракт на 3 миссии суммарно за $297 млн., который включает 2 пуска на РН Falcon 9 и 1 пуск на РН Falcon Heavy. Рассуждая над средней ценой пусковой услуги в рамках этого контракта, обратимся к ценам, указанным на сайте SpaceX: ПУ с Falcon 9 за $62 млн., ПУ с Falcon Heavy за $ 90 млн. С помощью пропорции вычисляем, что стоимость ПУ с Falcon Heavy стоит как 1,5 ПУ с РН Falcon 9. Получаем, что в среднем в рамках этого контракта пусковая услуга с РН Falcon 9 стоит $84,9 млн., а с РН Falcon Heavy $127,2 млн., откуда по ранее описанной логике получим стоимость матчасти Falcon 9 на уровне $55,2 млн.
Возникает два вопроса: если в рамках этого контракта SpaceX изготовит новые РН, то является ли это реальной стоимостью новой матчасти обоих типов РН соответственно? Если же предполагается использование для миссий ВВС ранее использованной матчасти, то почему тогда стоимость пусковых услуг не $62 млн. и $90 млн. соответственно?
Если мы взглянем на экономику reusability под иным углом, то нам откроются интересные выводы, которые, с точки зрения ценовых показателей и заявления руководителей SpaceX, выглядят более реалистично, чем цены, приведенные на сайте компании.
Для повторного использования матчасти РН необходимо первый раз изготовить ее за полную стоимость, а далее продавать ее либо за одинаковую стоимость, исходя из планов использовать ее несколько раз (и важно не забыть о возврате инвестиций, которые были вложены в разработку ракеты, а также затрат на РВР матчасти), или применять другую модель, более безопасную для бизнеса. Во втором случае кто-то из заказчиков запуска должен заплатить SpaceX максимальную или полную стоимость за матчасть Falcon 9 или Heavy, как это и было сделано в случае запуска КА SES-10. НАСА заплатило за доставку груза к МКС с использованием новой РН Falcon 9. Первая ступень была возвращена и повторно использована для оказания коммерческой пусковой услуги по выведению КА SES-10.
Сколько же заплатило НАСА за пуск к МКС? Из отчета FAA за 2018г. следует, что в рамках контрактов CRS НАСА заплатило SpaceX $3,7 млрд. за 23 пуска по доставке груза к МКС вплоть до 2024г. Это означает, что НАСА платит в среднем $160,9 млн. за пусковую услугу. Используя ту же пропорцию, что и выше, получим, что матчасть РН Falcon с кораблем Dragon стоит на уровне $104,5 млн. Мы не знаем наверняка, сколько стоит матчасть корабля Dragon cargo; предположим (на уровне экспертной оценки и опираясь на некоторые открытые материалы), что цена корабля в пуске - около $40 млн. Отсюда делаем вывод - матчасть 1-ой и 2-ой ступеней РН стоит $64,5 млн. Если к этой сумме добавить стоимость ГО $6 млн. и минимальную стоимость системы адаптации ПН $1 млн., получим стоимость всей вновь изготовленной матчасти РН Falcon 9 на уровне $71,5 млн., пригодной для запуска КА. Вернемся к словам Шотвелл: The first stage accounts for roughly 70% of the hardware costs of a Falcon 9 launch. Таким образом, новая 1-ая ступень стоит для НАСА $50 млн.
Получается следующая статистика: для внутреннего рынка одна и та же матчасть стоит для НАСА и ВВС по-разному (хотя цены близки), при этом матчасть стоит существенно дороже, чем SpaceX ее продает на международном рынке в рамках коммерческих пусковых услуг.
Если учесть, что суммарно НАСА профинансировала SpaceX на сумму более $7 млрд. в рамках контрактов на разработку технологий и обеспечения доставки грузов и астронавтов на МКС, то можно сделать вывод: технология reusability, по состоянию дел на сегодня, с экономической точки зрения оправдывает себя только в случае наличия «якорного» заказчика пусковых услуг на внутреннем рынке (в случае SpaceX это НАСА и ВВС США), готового заплатить максимальную или полную стоимость за матчасть РН, часть из которой потом будет повторно использована в рамках коммерческих пусковых услуг на внешнем рынке.
Источник.
P.S. От себя добавлю, что сама идея частной космонавтики, обречена на провал. Слишком большой разрыв существует между затратами на космические полеты и той практической ценностью, которую можно извлечь из космоса.
|
