Kolik stál vývoj Crew Dragonu ve srovnání s jinými kosmickými loděmi NASA
Crew Dragon před misí DM-2 (Foto: NASA)
První mise Crew Dragonu s lidskou posádkou se blíží a spolu s ní mnoho lidí napadá otázka, kolik vlastně tahle „sranda“ stála. Jedná se o společný projekt NASA a SpaceX, do kterého byly investovány miliardy dolarů amerických daňových poplatníků. Je tedy na místě podívat se, jaké byly celkové náklady a jak si výše investice NASA vede při srovnání s jinými vývojovými programy pilotované kosmonautiky. Čísla vás možná překvapí.
Program Commercial Crew byl zahájen v roce 2010 s cílem financovat soukromé firmy, které by pro NASA vyvinuly kosmické lodě pro dopravu astronautů na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS). Celý projekt byl ale navržen velmi odlišně, než co bylo do té doby běžné. Problematiku dobře popsal Eric Berger z Ars Technica:
U předchozích velkých projektů pilotované kosmonautiky to probíhalo tak, že inženýři NASA přesně zadali, co potřebují, vybrali dodavatele, který to vyrobí, a poté pečlivě sledovali a hlídali každý krok. Dodavateli byly proplaceny náklady a dostal štědrý příplatek navíc. Když pak měl produkt 5 let zpoždění a rozpočet byl dvojnásobný oproti původnímu plánu, dodatečné náklady musela zaplatit NASA. To firmy nemotivovalo ke včasnému dodání produktu, ale vláda nakonec přeci jen dostala, co chtěla.
Administrátor NASA Mike Griffin přišel s „komerčním“ přístupem, který se dost lišil. Místo hotového řešení, které by dodavatel realizoval, NASA jen definovala, jakou službu hledá. V případě programu komerčního nákladu NASA potřebovala pravidelnou dopravu několika tun zásob na oběžnou dráhu. Agentura ale soukromým firmám neřekla, jakým způsobem toho mají docílit. Místo toho je nechala navrhnout vlastní kosmické lodě, které by splňovaly kýžené požadavky. A hlavně NASA firmám za tyto služby zaplatila pouze fixní částku. Výměnou za to firmám zůstalo vlastnictví vyvinutých lodí.
První popsaný typ kontraktu se nazývá „cost-plus“ a běžně se používá u velkých projektů, u kterých je příliš mnoho rizik a neznámých nebo nemají komerčně využití, takže nelze očekávat, že je nějaká firma vyvine na vlastní náklady pro svoje účely. Příkladem takových projektů jsou třeba raketa SLS nebo vesmírný dalekohled Jamese Webba. Druhý typ kontraktu se nazývá „fixed-price“ a hodí se pro projekty, u kterých není potřeba vyvinout příliš pokročilé nové technologie nebo přijít s nějakým revolučním řešením. Fixní hodnota kontraktu navíc firmu motivuje, aby projekt dokončila co nejrychleji a nejlevněji, protože náklady plynoucí z odkladů a překročení rozpočtu jdou na vrub firmy, nikoli NASA. Projekty jsou pak pro NASA levnější, než kdyby agentura zvolila způsob „cost-plus“.
NASA využila kontrakty s fixními částkami například u programů COTS a CRS, z nichž vzešly rakety Falcon 9 a Antares spolu s nákladními loděmi Dragon a Cygnus. Ty od roku 2012 pravidelně zásobují ISS za výrazně nižší ceny, než kdyby NASA nadále používala raketoplány nebo si vyvinula vlastní loď. Programy se tedy velice osvědčily a NASA následně fixní kontrakty použila také pro dopravu posádek na ISS, tedy program Commercial Crew. Z několika uchazečů o tento kontrakt nakonec byly v roce 2014 vybrány společnosti SpaceX a Boeing, které vyvíjejí lodě Crew Dragon a CST-100 Starliner. Tyto dvě firmy si mezi sebou ve výsledku zatím rozdělily přibližně 7 miliard dolarů, což zahrnuje náklady na vývoj lodi i prvních pár ostrých misí s astronauty. Za zmínku stojí, že zatímco u „cost-plus“ kontraktů je dost běžné postupné nabobtnávání rozpočtu, který ve výsledku může několikanásobně přesáhnout prvotní odhady, v případě Commercial Crew došlo k překročení původního rozpočtu o méně než 5 %.
Lodě SpaceX Crew Dragon a Boeing CST-100 Starliner (Autor: Michael Stillwell)
SpaceX si během výběrového řízení řeklo o 2,4 miliardy, což bylo výrazně méně než Boeing, který získal 4,2 miliardy. SpaceX nejspíš podcenilo, jak náročný vývoj Crew Dragonu bude. Kdyby manažeři ze SpaceX měli stroj času, jistě by se rádi vrátili o pár let do minulosti a u NASA si řekli aspoň o miliardu víc. SpaceX ve výsledku dodalo Crew Dragon přibližně o rok dříve než Boeing svou loď, ale pořád jde o více než tříleté zpoždění oproti původnímu plánu, což se jistě projevilo na celkové výši nákladů obou firem. Elon Musk dokonce loni prohlásil, že SpaceX do vývoje Crew Dragonu investovalo stovky milionů dolarů z vlastní kapsy.
Každopádně pro NASA byl program Commercial Crew i přes zpoždění velmi výhodnou investicí což potvrzují i oficiální informace agentury. Pokud by totiž NASA před lety nevsadila na soukromé firmy, původním plánem bylo dopravovat astronauty na ISS pomocí rakety Ares I a lodi Orion. Jenže NASA v roce 2009 vypočítala, že vývoj by vyšel na 24 miliard dolarů, a jiná nezávislá studie odhadovala dokonce 34 miliard. Oproti tomu u Commercial Crew agentura zaplatila za vývoj jen asi 6 miliard se vším všudy a výsledkem jsou dva zcela nezávislé způsoby dopravy astronautů na ISS místo jednoho, který by navíc byl o 20–30 miliard dražší.
Koncept rakety Ares I s lodí Orion (Zdroj: NASA)
Commercial Crew si vede velmi dobře i ve srovnání s dřívějšími pilotovanými programy NASA. Organizace Planetary Society analyzovala historické náklady projektů Mercury, Gemini, Apollo, raketoplánu a Orionu a ve srovnání s nimi vycházejí soukromé lodě Boeingu a SpaceX výrazně lépe. Náklady NASA na vývoj Crew Dragonu vycházejí na 1,7 miliardy a v případě Starlineru na 2,8 miliardy, ale to je stále několikanásobně levnější než téměř všechny předchozí kosmické lodě (hodnoty nezahrnují vývoj nosných raket a dalšího hardwaru). Analýza Planetary Society došla k závěru, že po započítání inflace vyšel například vývoj Orionu na více než 23 miliard, vývoj lodi Apollo na téměř 31 miliard a vývoj orbiteru raketoplánu na 27 miliard.
Celkové náklady NASA na vývoj různých pilotovaných kosmických lodí (Zdroj: Planetary Society)
Autor článku Planetary Society se také pokusil spočítat náklady na přepravu jednoho astronauta pomocí různých lodí. Lodě SpaceX a Boeingu nepřekvapivě vycházejí cenově nejlépe. Hodnoty nezahrnují náklady na vývoj a autorovi vyšla cena kolem 65 milionů dolarů za sedadlo v Crew Dragonu a přibližně 95 milionů v případě Starlineru. Starší analýza odhadovala 44 milionů u SpaceX a 71 milionů u Boeingu. Oproti tomu sedadlo v ruském Sojuzu aktuálně stojí 90 milionů, u raketoplánu to bylo 170 milionů (zde hodně pomáhá, že byl sedmimístný) a jedno sedadlo v Orionu bude stát 291 milionů.
Náklady na vynesení jednoho astronauta na oběžnou dráhu různými kosmickými loděmi (Zdroj: Planetary Society)
A pokud se podíváme na celkové náklady na vývoj u jednotlivých programů NASA, dojdeme také k zajímavým číslům. Třeba Apollo vyšlo na 175 miliard dnešních dolarů, raketoplán na 50 miliard a Gemini na 12 miliard. Oproti tomu NASA investovala méně než 8 miliard dolarů do komerčních programů dopravy nákladu a astronauty na ISS. A výsledkem těchto kontraktů jsou rakety Antares a Falcon 9, zásobovací lodě Dragon, Cygnus a Dream Chaser, a pilotované lodě Starliner a Crew Dragon. A některé z nich najdou uplatnění i mimo potřeby NASA.
Celkové náklady na vývoj různých programů NASA (Zdroj: Planetary Society)
Autor analýzy samozřejmě dodává, že jednotlivé programy nelze přímo srovnávat, protože se technicky liší a mají různé účely. Například lodě Apollo přistávaly na Měsíci a Orion je určen pro cesty do hlubokého vesmíru, zatímco Crew Dragon a Starliner jsou relativně jednoduché lodě pro cesty na nízkou oběžnou dráhu a zpět. I tak je ale rozdíl v nákladech obrovský. Při pohledu na tato čísla proto asi nelze pochybovat, že pro NASA byly komerční kontrakty dobrou investicí. A není tedy divu, že agentura zvolila stejný přístup u některých výběrových řízení pro svůj lunární program Artemis. Soukromé firmy soutěží o fixní kontrakty na dopravu nákladu na měsíční povrch, vývoj lunárních přistávacích modulů nebo třeba zásobování orbitální stanice Gateway. A nejspíš vás nepřekvapí, že SpaceX se se svými raketami a loděmi účastní všech těchto programů.
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 6-76 - 23. 11. 2024
- Mise Starlink 12-1 - 20. 11. 2024
- Mise Starlink 9-13 - 19. 11. 2024
NO, článek super, jen bych ještě dodal zohlednění, že dnes to také stojí méně i díky tomu, že už víme jak a co udělat, abychom ty lidi do vesmíru dostali, v rozpočtu tohle asi udělá taky dost. Každopádně, když porovnám státní sféru a komerční (sice jen u nás, ale ve světě to bude dost podobné) tak je jasné, že státní věci jsou dost velké molochy a vždy tam dojde k velkým nákladům. Já být dodavatelskou firmou, tak chci tu první možnost, za vícepráce si myslím, že firma dostane tolik, že zbyde i na prémie pro uklízečku 🙂 … nejde prostě porovnávat apollo vs. crew dragon, protože díky apollu známe dobré a slepé cesty k úspěchu.
ale ide porovnat Orion a CrewDragon, oba programy mozu stavat na ziskanych poznatkoch z minulosti. A bohuzial “statny” Orion z toho nevychadza o nic lepsie. Skor to vyzera, akoby sa v statnych programoch vzdy odznova vymyslalo koleso…
To tedy rozhodně nelze. Jednak CrewDragon přímo vychází z nákladního Dragonu, takže tam nebyla úspora jen v technologiích, ale i přímo v části hardwaru.
Orion je oproti tomu do posledního šroubku samostatný projekt. A součástí programu Orion od počátku byl servisní modul pro několikatýdenní mise k Měsíci a dál. Od Orionu se od počátku chtělo trochu víc než taxikaření na ISS. Mimo jiné se po něm chce 100% spolehlivost od prvního startu.
Nikdo nemůže popřít že CrewDragon i při vzatí do úvahy co jsem napsal výše vychází ekonomičtěji (bylo by divné kdyby tomu tak nebylo). Ale přímé srovnání v současnosti prostě možné není. Jsou to úplně jiné kategorie lodí.
to nerozporujem, su to ine lode. Ale aj ked zapocitame vyvoj Dragonu, aj ked zapocitame servisny modul (nema ho vyrabat europa?), a spolahlivost (jakoze CrewDragon nemusi byt spolahlivy??), rozdiel v nakladoch na vyvoj je stale tak obrovsky, ze sa neda zdovodnit inymi technickymi parametrami. Tu ide o system vyvoja.
Konieckoncov keby to tak nebolo, nenasadzovala by NASA metodu fixed-price do stale viac a viac projektov. Najskor len cargo, potom aj posadky na ISS, a teraz uz aj mesacny lander.
Napsal jste: “ako by sa vzdy odznova vymyslalo koleso”
Jenže tohle je přece vážně míněná definice programu Orion – bez legrace znovu vymyslet kolo. Američané poprvé po 50ti letech navrhnuli loď do deep space. A když píšu Američané tak to platí i pro zbytek lidstva, protože nikdo jiný nedostal lidi dál než na LEO ! SpaceX v té době byla jen další (asi desátá…) soukromá firma téměř odsouzená ke krachu (v letech 2000-2010 se kompletně zhroutil trh s komerčními zakázkami a o cubesatech apod. se zatím jen “vášnivě debatovalo”).
Bezpečnostní standardy pro loď na LEO, kde zapálíte primitivní motor a za hodinu stojíte na pevné zemi a pro loď k Měsíci kde musíte přežít i několik týdnů bez pomoci se TROCHU liší.
K programu landeru byly přizvány tři firmy s nadějí že aspoň jedna to dotáhne do zdárného konce – osobně tipuju Blue Origin, protože ti na landeru makali sami i bez pobídky NASA (New Sheppard na LOX pohon slouží jako výborný prototyp lunárního hardwaru a Bezos chce na Měsíc minimálně tak silně, jako Elon na Mars). Starship jednou na Měsíci taky přistane, ale napřed se musí naučit tankovat na LEO.
Doufám, že podobného principu NASA někdy v budoucnu využije při stavbě ISS 2. A nemyslím tím Gateway. Přece jenom pokud by se to dalo postavit za zlomek ceny co stál ISS, tak by tu byla motivace mít přímého následovníka. A klidně by mohli soukromému sektoru přenechat nejenom návrh stanice, ale také její provoz a výstavbu. Soukromník by následně celou stanici pro NASA za poplatek provozoval a to včetně zajištění vlastního personálu pro provoz stanice. A NASA by mohla dělat vědu a výzkum.
Bigelow s vlastními moduly už nějakou dobu úspěšně experimentuje a tohle by mohl být skvělý impulz další komerzializace vesmíru a třeba inásledně výstavbu prvních hotelů.
Bohužel, s Bigelow je to hodně nahnuté. V březnu propustili všechny zaměstnance.
To je škoda, ale to byl jenom příklad. Pokud by byla poptávka od NASA tak věřím, že zájemců by se objevilo spousta.
Pokud by byla poptávka. To je to podstatné. Možná je to nadčasový produkt, pro který nenadešel čas, nebo slepá větev. To je těžké říci.
Poptávky by asi byla. V jednom dokumentu o ISS říkali že by vědci potřebovali asi 3 stanice, ale vůle politiků a peníze prostě nejsou.
Takže ve výsledku poptávka není. Vědci bez dotace příliš solventní nejsou.
Poptávka je, nejsou peníze. A tohle by mohl vyřešit komerční program.
Nikdo nedá NASA několik set miliard na novou vesmírnou stanici, ale kdyby byl požadavek na pár desítek miliard, tak to by byla jiná.
Vůbec jste to nepochopil, já bych chtěl exotickou dovolenou, ale koupí mi jí někdo? 😉
Tady vůbec nejde o vaši dovolenou, ale o mezinárodní výzkumný projekt financovaný ze státního rozpočtu. Když se vrátím k tomu, na co jste reagoval, tak nejsou peníze na 3 ISS a ne poptávka po vědeckém výzkumu.
Z pohledu Bigelow je to uplne fuk. Zakazku nedostali, takze neni poptavka. Poptavku po vedeckem vyzkumu nezpochybnuji.
Myslím že podceňujete náklady na posádku, logistiku a samotné experimenty. Provoz ISS by stál ranec i kdyby stanici samotnou NASA dostala zadarmo.
Ale já o provozních nákladech přece vůbec nemluvím. Provozní náklady jsou už dnes součástí rozpočtu NASA a provozní náklady nejsou tím důvodem ukončení provozu ISS. Tím je plánovaná životnost.
Po skončení provozu ISS (2030+) by mohly být stejné provozní náklady využity na ISS2. A je možné, že i provozní náklady by byly nižší přes komerčního partnera než jaké jsou dnes. Takže jediné, co by bránilo ve výstavbě přímého pokračovatele jsou konstrukční náklady.
Nebyly to stovky, ale zhruba jedno sto miliard dolarů co se budování ISS týče. Z toho starty raketoplánů stály 20-30 miliard.
Jen roční provozní náklady ze strany NASA jsou ale 2,5 miliardy.
Při budování nové stanice půjde použít komerční moduly jen v některých případech. Bavíme se o vědecké stanici, takže část unikátního hardwaru bude vždy vyvinutá nebo i vyrobená přímo v NASA.
Součástí vědy v NASA je navíc i zkoušení nových konstrukčních materiálů a postupů (Na Zemi i na orbitě). Což posouvá vpřed celý americký kosmický průmysl.
Konstrukční náklady tedy nejsou problém (už v současné generaci stanic jde o částku srovnatelnou s provozními náklady)!
Problém je nízká politicko-finanční priorita kosmického výzkumu. Soukromý sektor zatím příliš zájem nemá a stát dá prachy jen na jednu aktuální stanici u které si každý modul budou muset vědci a kosmonauti doslova vyhádat (že bez toho modulu lidstvo nemůže být).
Myslím že nechápete financování státních agentur. NASA je financována skrze roční rozpočtování. NASA si nemůže ušetřené peníze (za levnější starty, levnější hardware) nechat na “lepší vědu”. Co se ušetří v NASA to kongres pošle na dávky nezaměstnaným, nebo na armádu.
Nemít většinový podíl na stavbě a provozu ISS by byla pro USA politická ostuda, ale mít dvě stanice (na LEO), nebo dát peníze na rozšíření ISS je podle politiků (a jejich voličů) plýtvání. Smiřte se s tím, že my fanoušci kosmonautiky jsme hodně malá menšina !!
Moduly co stavela primo NASA jsou celkem v mensine, vetsinu stavel Boeing/Lockheed/Northrop, tedy soukrome firmy. Nejake outsoursovani pozamniho rizeni by se asi udelat dalo, ale to zasadni je vynaseni zasob/experimentu/posadky na orbitu a to uz ted dela (zacina delat) soukromy sektor. Na prilis velke uspory uz to nevidim.
Magrathea 🙂
To se ti povedlo 😀
Poslední vývoj v této oblasti se ubírá ve prospěch společnosti Axiom Space.
https://www.axiomspace.com/axiom-station
Je ťažké porovnávať vtedy a dnes. Vtedy išlo o národnú prestíž a na peniaze sa veľmi nepozeralo. Krásne to ilustruje skoršie ukončenie programu Apollo. Keď už to verejnosť nezaujímalo výrazne klesla finančná podpora. Ale dá sa porovnávať dnes boeing a SpaceX. Aj keď boeing používa výrazne drahšiu raketu sú stále oveľa drahší ako SpaceX. Stále sa ukazuje že sa to dá lacnejšie rýchlejšie a rovnako kvalitne. Dúfam že sa SpaceX nestane časom moloch prerastený byrokraciou ktorý robí všetko dlhšie a drahšie.
Tady bych byl trošku opatrný, v srpnu 1968 měly být objednány saturny V SA-516 a 517 a adminstrátor neudělal, v době, kdy ještě neletěla jediná pilotovaná mise Apollo. A pokud si vybavuju přednášku T. Přibyla, tak po prvním přistání na měsíci dostala buď třetina nebo pětina zaměstnanců KSC padáka. Takže v té době fakt nikdo ještě nasycený nebyl.
Další o čem se pojednávalo v jednom dokumentu, bylo obrovské riziko letů, kdy tehdejší technologie byla spíše za hranicemi svých možností a byl jen zázrak, že to všichni přežili. Pokračování programu by pravděpodobně nevyhnutelně vedlo i k ztrátám na životech.
Asi ano, ale myslím si, že ani teď to nebude mnohem lepší. I když se teď snad vše více testuje, tak technika i režie letu se zase tak moc nezměnila. Mám obavy, aby ve snaze stihnout termíny Artemisu III se to neřešilo na úkor bezpečnosti, zejména u landeru.
Nebol to zazrak ale kolektivna snaha velmi mudrych ludi.
Na Apollo 1 jistě pečlivě dohlíželi – z bezpečné vzdálenosti. Na druhou stranu Apollo 13 byla hezká ukázka improvizace. Dále ignorace varování inženýrů a havárie Challengeru, pak letité ignorování poškození tepelného štítu a Columbie.
Zajímavý článek, ale srovnává nesrovnatelné. Asi bych tak ten soukromý sektor tak nepřechválil, že až po necelých 60 letech se konečně dostal k tomu poslat člověka na LEO. A ani těch 7,6 mld. US dolarů není po tak dlouhé době zase tak málo.
Tak ho muzen srovnat se soucasnym statnim (STS)
Copak má NASA současně nějaký STS?
Asi myslel SLS.
A má súkromný sektor reálny dôvod dostávať človeka na LEO (alebo ďalej)? imho komerčne dáva zmysel maximálne turistika, ale to musia náklady ešte aspoň o rád klesnúť. Muskov cieľ kolonizovať Mars nie je komerčná, ale ideová záležitosť.
len druzice GPS maju komercnu hodnotu radovo v bilionoch (skuste si spocitat kde vsade sa vyuzivaju lokacne sluzby), k tomu telecom, meteo, vyskum, buduje sa starlink… suma sumarum mame nad hlavou infrastrukturu s komercnou hodnotou desiatok bilionov usd. A tuto infrastrukturu momentalne “udrziavame” tak, ze ked druzici dojde palivo, alebo sa pokazi suciastka za 10 usd, tak druzicu zahodime a postavime za stovky mega novu. Sme na to zvyknuti, lebo donedavna sa to inak robit nedalo, ale ked sa nad tym zamyslime, je to dobre hlupy sposob.
Takze ma sukromny sektor zaujem na schopnosti poslat na LEO relativne lacno opravarov? Isteze ma.
Teoreticky je to snad pravda. Chápu dopravovovat palivo, to už se pomocí robota odzkoušelo, ale provádět opravy nebude nic jednoduchého, jen uvažte kolik stál servis Hubblova teleskopu. U družic na GEO to bude mnohem náročnější. Dnes je spolehlivost GPS družic velmi vysoká, takže končí spíš z důvodů morálního zastarávání, než z důvodů poruchy techniky.
Lidský opravář je asi nejdražší z možných řešení, lidský opravář = kosmonaut s výcvikem pro práci ve skafandru (dost možná nejdražší pracovní síla kterou lidstvo zná). Daleko dražší než robotický opravář a často dražší než start nové družice.
Další námitkou je morální životnost komerčních satelitů a nedostupnost velké části komerčních satelitů (jelikož se tyto nachází na GEO a nikoli na snadno dostupné LEO).
Družice ke kterým se finančně a morálně (riziko katastrofy pilotovaného letu nikdy nebude NULA) vyplatí poslat lidské opraváře se dají spočítat na prstech ruky nešikovného dřevorubce.
no a prave to je ta paradigma – lety do kozmu su drahe a s posadkou este viac. Ano dnes to plati, a takisto vase uvahy su pravdive pre dnesny stav.
Ale co ked sa paradigma zmeni? Co ked bude start Starshipu naozaj stat iba zopar milionov? Stale bude GEO prilis daleko? Stale budeme druzice robit kusovou vyrobou? Stale budeme zahadzovat stomilionovy hardver, z 9/10 stale funkcny, pretoze mala cast z neho moralne zastarala?
To je asi ako dobyvanie divokeho zapadu – po istu dobu platilo, ze to je nebezpecne uzemie pre dobroduhov, a po tuto dobu to bola naozaj pravda. Potom sa postavila zeleznica a tato stara pravda jednoducho prestala platit.
Konieckoncov, kto by pred 10 rokmi povedal, ze vyvoj dvoch pilotovanych lodi bude NASA stat iba 7 miliard…
Neuražte se, ale celé je to hodně na vodě:
– pár milionů je cena pouze ocelového plechu a paliva. Pokud by si tuhle nízkou cenu skutečně účtovala i SpaceX logicky by čelila vyšetřování za narušení hospodářské soutěže (dumping). Uvidíme kolik si bude účtovat Blue Origin – jestli je znovupoužití nosičů skutečně takový bod zlomu (nebo to zatím s našimi technologickými možnostmi vychází šul nul).
– GEO bude vždy o hodně dál než LEO, takže bez dotankování tam Starship nedoletí i kdybyste ji rozkrájel. Ale to znamená dalších X startů tankerů. Zatím ještě nevíme jak složité takové tankování bude, jaká bude kapacita kosmodromu a jak dlouho bude trvat poletový servis nosiče a lodi. Teoreticky to “musí fungovat” (a mělo by to být levnější než klasické rakety) ale ďábel je skrytý v detailech.
– a v neposlední řadě vám levné vynášení zejména zlevní automatické sondy. K sondě za pár šupů se vám nevyplatí posílat VŽDY DRAHÉHO (protože vzácného a zranitelného) živého opraváře. Levné starty tedy jdou ve skutečnosti PROTI lidským opravářským misím.
Známe to i tady ze Země. Dnes vyrábíme věci tak levně a ceníme si (možná i v číně a indii) lidského zdraví tak vysoko, že se nějaké riskantní opravy běžně už nedělají (opravuje a zachraňuje se jen to, co by právě ohrozilo životy dalších spoluobčanů).
Lidsky opravar nepoleti opravit jednu druzici. Udela se seznam oprav, pripravi se dily a naradi a schemata a pak tam nekdo (hadam tak 2-3 lidi) poleti na mesic. Za ten mesic udelaji 10-20 druzic (podle slozitosti … ono EVA neni zrovna sranda) a pak poleti dolu. Takze se to vyplati i kdyby jejich start byl 3x drazsi, nez cena jedne nove druzice. Samozrejme to nebude stat 400kc/hodinu, jako v autoservisu :-).
Cena oprav casem vyrazne poklesne, protoze dnesni druzice nejsou na opravy stavene, takze bude pakarna se dovnitr vubec dostat. Asi tak druha generace druzic pote, co se opravy stanou dostupnymi, uz bude stavena bud na snadne rozebirani, nebo mozna i na to, aby je bylo mozne vtahnout dovnitr nafukovaciho modulu/opravarenske stanice a opravit v prostredi s atmosferou. Takze pujde za den zvladnout treba tri, nebo ctyri jednoduche opravy (ve trech lidech).
To bych vsadil spis na servisni moduly, co se pripoji pres konektor na sbernici a nahradi nefunkcni cast druzice. Vetsinou odchazeji gyroskopy nebo solarni panely, pripadne dochazi palivo. S timhle uz se experimentuje (vloni letel prototyp) a ekonomicky je to urcite levnejsi. Na pilotovane servisni mise neverim.
JJ. Hubble by mohl vyprávět 🙂
Jinak asi ano – spíš bude převládat autoopravář…
OK, Hubble je trochu jina liga a roboticka mise nebyla v moznostech a nizka obezna draha byla v dosahu raketoplanu. Navic kdyby neudelali prvni servisni misi, tak ma NASA z ostudy kabat a chodili by kanalama. I tak to pekne schytali od novinaru a verejnosti.
Ja nemel na mysli opravare, ale modul co primo prevezme funkce selhane soucastky
Jo to se teď testuje. Já měl na mysli situaci, kdy satelity budou více modulární a bude se v něm dát vyměnit spousta věcí. Pak bude možné je auto-vyměňovat.
Satelity vzhledem k rostoucí nosnosti raket za rozumnou cenu nebudou muset být do budoucna tak kompaktní (lehké).
Váš návrh vypadá zajímavě, ale na základní fyzikální zákony oběhové mechaniky. Trochu větší změny oběžné dráhy jsou energeticky velmi náročné, mnohdy je úspornější přistát a pak ve vhodnou dobu na odstartovat na cílovou dráhu.
Ehm… prakticky jakákoliv smysluplná změna oběžné dráhy je energeticky daleko levnější, než opakovaný start.
(Ale to nic nemění na tom, že často nezbude než nový start, protože nemáš dost paliva – byť by změna dráhy byla úspornější).
Já psal “trochu větší změna dráhy” a “mnohdy”. Není to z mé hlavy, je to citát asi z ruské knihy o kosmonautice, odkaz Vám hledat nebudu. Pokud vezme extrém, tak to platí pro změnu orientace dráhy o cca 90° nebo např. pokud chcete se napojit na satelit na druhé straně Země apod. O něco menší změny dráhy by sice potřebovaly prakticky menší paliva (např. polovinu původní startovní hmotnosti), ale kde ho oběžné dráze seženete? Budete si muset pro něj stejně “zaletět” na Zem.
V první větě si vytáhl “základní fyzikální zákony oběhové mechaniky” a v druhé větě si (v jedné větě) napsal “energeticky náročné … a úspornější přistát a odstartovat” – což si tedy já nedovedu vyložit jinak, než že úspornost se týká energie a ne problému aktuální nedostupnosti paliva.
Takže sem narážel na to, že jsou to dvě různé věci – a z pohledu fyziky a energie, neplatí, že je úspornější znovu odstartovat než provést změnu.
I když si vezmu ty nejextrémnější případy:
Nový start je nějakých řekněme 9,5 km/s potřebného delta V.
Prakticky nejjextrémnější změna, kterou si můžeš vymyslet je změna inklinace dráhy o 90 na nejnižší možné kruhové oběžné dráze – řekněme na 200 km. Taková PŘÍMÁ změna stojí nějakých 11 km/s delta v. (Na úrovni ISS – je to nějakých 10,1 km/s). Taková by byla energeticky dražší než nový start… jenže…
Jenže … v reálu by nikdo takovou změnu napřímo neprováděl. Protože existuje způsob, jak to udělat efektivněji – v reálu bys nejdříve zvednul jednu osu oběžné dráhy někam mezi 120 – 150 000 km (což by tě stálo necelé 3 km/s delta v) – tam bys změnil inklinaci o 90 (za nějakých 0,6 km/s – protože v apogeu budeš mít rychlost jen někde kolem 0,45-0,5 km/s) a pak zase dole za necelé 3 km/s dráhu zakulatil … a celkově budeš někde na 6,5 km/s – tedy ENERGETICKY ÚSPORNĚJI než nový start.
Ale znovu … to nic nemění na tom, že přestože je energeticky úspornější provést změnu na oběžné dráze než znovu odstartovat, je možné, že budeš muset znovu odstartovat protože nebudeš mít ssebou potřebné palivo (na druhou stranu – oproti novému startu můžeš nahoře používat efektivnější druhy pohonu a externí zdroje energie).
ISS léta ve výšce 400 km, nízké orbity (LEO) jsou označovány orbity s výškou do cca 2.000 km (Pod Van Allenovými radiačními pásy). Družice GPS létají ve výšce 20.000 km. Což už je energeticky dost blíž cestě na měsíc.
Ono to chce trochu pozorněji číst. V těch 7.6G je cargo i crew – tzn. Crew dragon, Starliner, Cargodragon 1, Cygnus
Na to, kdo kolik přesně z koláče odkrojil, existuje na tomhle serveru starší článek. První tabulka a první graf článku.
Píšu to jen pro doplnění.
Přímé srovnání je ten Ares/Orion versus F9/Crew Dragon. Obojí mělo vozit lidi na LEO (k přeorientování Orionu na hluboký vesmír došlo až později), ale první varianta by stála NASA 30 miliard, druhá jen asi 3 miliardy. Desetinásobné snížení nákladů vám přijde málo? 🙂
Orion byl vždy plánován jako víceúčelový se schopností letu do deep space. Použití na cestu k ISS by bylo vázáno na nosič Ares-I a Orion by v této konfiguraci byl odlehčený o některé přebytečné systémy (možná by se obešel i zcela bez servisního modulu, každopádně by ten modul byl hodně osekaný).
Kvůli deep space ale měl Orion od počátku tepelný štít spočítaný pro 2. kosmickou rychlost, a od počátku plánovaný servisní modul s podporou života 21 dní (pro 4 osoby) a dostatkem (cca 8 tun !) paliva na poskytnutí více než 1000 m/s delta-V.
Servisní modul z programu Constelation a současný SM vyrobený v Evropě (pro program Artemis) mají prakticky totožné parametry.
Díky za doplnění. Nicméně na argumentu o nákladnosti to nic moc nemění.
Přikláním se k tomu, co napsal 3,14ranha. Odhad nákladů NASA na cenu systému Ares I/Orion ve výši 24 miliard USD pocházel již z května 2004 (v lednu 2004 Bush vyhlásil návrat na Měsíc) a zahrnoval celkové odhadované náklady včetně misí do roku 2020, a to nejen k ISS, ale i pro spojení na LEO s lunárním landerem. Tento odhad byl součástí celkového odhadu finančních nákladů na návrat na Měsíc ve výši 64 miliard USD do roku 2020. Rozdíl 40 miliard USD byly odhadované náklady na Ares V/lander, včetně přistání na Měsíci do roku 2020.
Zdroj informací: článek z roku 2004 https://www.spacedaily.com/news/spacetravel-04zf.html
Takze Dragon crew je skoro stejne drahy jak tunel Blanka. 🙂
Bem s Janouskem by klukum z NASA ukazala, kolikanasobne se da rozpocet prekrocit. 🙂
Moc hezký článek a srovnání, dík! Kdydy ještě šlo přidat do druhé tabulky (per-seat cost) počet míst v každé lodi, se kterými ta kalkulace pracuje, bylo by to ještě o kousek lepší 😉
Díky moc za článek. O absolutní přesnosti těch čísel by se samozřejmě dalo diskutovat, ale rámcově si člověk představu udělá.
Hezký článek. Díky!
Já jsem si vlastně až při čtení těch výčtů uvědomil ten fakt, že místo jedné rakety s jedním účelem jako dříve je tu celá plejáda dopravních prostředků. Jestli jsem si někdy představoval začátek expanze do vesmíru, tak to bylo nějak takhle. Možná jsem naivní, ale naplňuje mě to optimizmem …