Falcon 9 succesvol

[Michel Uphoff]

Hier een uitgebreid verslag van de lancering gisteren van de SpaceX Falcon 9 raket.
 
Deze raket is de eerste die, naast het afleveren van 11 satellieten in een baan om de Aarde door de tweede trap, de 1e trap een zachte landing liet maken. Een bijna uitzinnig publiek bij het controlecentrum. Mooi om te zien hoe de versnelling van de tweede trap almaar groter wordt naarmate haar massa door verbranding van stuwstof afneemt. Het uitwerpen van de 11 ORBCOMM (M2M, 'internet of things') communicatiesatellieten is ook goed te volgen.
 

[descheleschilder]

Dit lieten ze echter niet zien. Een gebeuren echter zonder publiek:

 


 
Kijk ook eens naar het filmpje waarvan na dit filmpje linksonder een beeld te zien is. Gewoon even aanklikken...

[Michel Uphoff]

(Defecte dubbele berichten verwijderd)
 
Dat is de mislukte landing van een paar maanden geleden. Die is ook uitgezonden.
Dat er geen publiek bij aanwezig was, is duidelijk. Er was natuurlijk ook niemand in de buurt van de landingszone van het openingsbericht.
 

[Professor Puntje]

Ik wist niet wat ik zag! Ik zag het op het nieuws en dacht dat ze het filmpje per vergissing terugdraaiden. Heel knap om zo'n raket verticaal terug te laten keren.
 
(Nu maar eens zien of daar ook weer complottheorieën over gelanceerd worden.  )

[Benm]

Het is mogelijk iets dat je met eigen ogen kunt gaan zien

Wat ik me bij dit verhaal echter wel afvroeg: hoe economisch is dit hele gebeuren?

Uiteraard is er winst door het herbruikbaar maken van de eerste trap, maar wat kost dat vergeleken met de constructie van een complete 'wegwerp' trap met gelijke prestaties? Het lijkt me dat de herbruikbare trap extra brandstof omhoog (en terug) moet zeulen voor de extra landing, maar ook degelijker moet zijn om hergebruik mogelijk te maken.

[descheleschilder]

In deze tijd is recyclen altijd goed. Het kost weliswaar extra brandstof, maar intuïtief voel ik aan dat dat niet zo´n heel groot deel vertegenwoordigt van de hoeveelheid die er mee bespaard wordt.
Wat mij wel stoort is de vrij algemene gedachte dat ongevallen nu eenmaal bij de ontwikkeling horen. 10 000 000 Dollar voor een raket die explodeert ( en twee daarvoor) is niet niks. Te betalen door de belastingbetaler, die zijn/haar geld letterlijk in rook ziet opgaan.

[zenn]

Heeft dit ook niet te maken met het feit dat men dan eventuele "ladingen"  terug op aarde kan brengen.

[kedam]

Heeft dit ook niet te maken met het feit dat men dan eventuele "ladingen"  terug op aarde kan brengen.

Het klopt inderdaad dat men ook, nadat men bijvoorbeeld bevoorrading heeft gebracht naar het ISS, er waarschijnlijk ook iets opnieuw ingestopt zal worden. Maar de voornaamste reden blijft nog steeds dat een deel van de raket opnieuw kan gebruikt worden. Een Falcon 9 raket kost ongeveer 60 miljoen dollar. Elon Musk claimt dat 0,3 procent van de totale kost naar brandstof gaat en 3/4 van de kost gaat naar de bouw van de eerste trap van de Falcon. Dus je kan je inbeelden dat er hier veel tijd en geld mee bespaard wordt door dit opnieuw te kunnen recupereren.

[Benm]

Ik weet niet precies wat er bij komt kijken op zo'n raket opnieuw bruikbaar te maken voor een volgende vlucht. Het lijkt me sterk dat je er alleen maar kerosine en vloeibare zuurstof in hoeft te tanken en het meteen 'good to go' is.

En qua verbruik voor het systeem om te kunnen landen: volgens wikipedia zou de payload 30% hoger zijn zonder dat systeem, dus dat is best aanzienlijk als je naar de kosten per ton payload kijkt.

[Michel Uphoff]

Het is heel lastig betrouwbare cijfers te vinden, en wat je leest wijkt sterk af.

 

Zo lees ik dat de totale kosten van een Falcon 9 lancering 61,2 miljoen dollar zijn. Welk deel hiervan R&D is, is onbekend maar er bij inbegrepen zitten ook kosten voor mission control, logistiek, transport en dergelijke. De brandstofkosten zijn maar een paar honderdduizend dollar, die vallen in het niet.

 

De kosten van de raket zelf zijn natuurlijk een bedrijfsgeheim, maar ze worden door meerderen ingeschat op 40 miljoen dollar, waarvan 3/4 voor de eerste trap. Die zou dan 30 miljoen kosten.

Elders lees ik dat de Merlin motoren ongeveer 1,3 miljoen dollar per stuk kosten. De Falcon 9 heeft er 8+1 (eerste en tweede trap).

De kosten van de eerste trap zouden dan ruwweg 10 miljoen voor de motoren, en 20 miljoen voor de tanks, behuizing landingssystemen en dergelijke zijn.

 

Hergebruik van de tweede trap is nog ver weg, die zou van een zwaar hitteschild, complexe systemen en van behoorlijk veel brandstof voorzien moeten worden. Musk zelf geeft aan dat dat niet haalbaar is met de huidige Falcon.

 

Verder is het momenteel het meest interessant te bekijken wat er van die 1e trap hergebruikt kan worden, en hoeveel het kost om alle onderdelen te testen/vervangen. Dat bleek bij de Space Shuttle erg tegen te vallen. Mocht het lukken om tegen bijvoorbeeld 5 miljoen dollar per keer die trap 10 keer te hergebruiken, dan dalen de kosten met 22 miljoen per lancering tot pakweg 40 miljoen.

 

SpaceX is naar verhouding goedkoop met een huidige prijs van ongeveer 4.650 dollar per kg nuttige lading in een lage omloopbaan. Bij de Space Shuttle lag dat rond 18.000 dollar per kg. SpaceX mikt op 2.000 dollar per kilo (LEO), en voor de zware uitvoering met boosters (bestaande uit aangepaste 1e trappen) nog wat lager. Als de trappen tegen acceptabele kosten goed herbruikbaar blijken, de productie gaat fors omhoog en wordt zeer efficiënt, dan lijkt dat een haalbare kaart.

 

Musk claimt uiteindelijk een magnitude kostenvermindering bij volledig hergebruik. Dat lijkt mij echt te optimistisch.

 

Eerst maar eens afwachten of, hoe vaak, en tegen welke kosten zo'n eerste trap betrouwbaar herbruikbaar blijkt. Dezelfde Merlin motor heeft in een aantal grondtests in totaal 27 minuten gewerkt, dat is ongeveer gelijk aan 10 vluchten.

 

Hier een interview met Musk:

 

[Benm]

Verder is het momenteel het meest interessant te bekijken wat er van die 1e trap hergebruikt kan worden, en hoeveel het kost om alle onderdelen te testen/vervangen. Dat bleek bij de Space Shuttle erg tegen te vallen. Mocht het lukken om tegen bijvoorbeeld 5 miljoen dollar per keer die trap 10 keer te hergebruiken, dan dalen de kosten met 22 miljoen per lancering tot pakweg 40 miljoen.

Die getallen verkrijgen is inderdaad lastig. Zoiets als 5 miljoen en 10 keer is aardig, maar het zou maar zo 20 miljoen en 3 keer kunnen zijn in de praktijk.

Space shuttle is natuurlijk een heel ander verhaal, daar moesten mensen mee omhoog en ook weer veilig naar beneden. Dat is m.i. een heel ander systeem dan iets dat bedoelt is voor het lanceren van niet-levende payloads (uiteraard vervelend als dat mis gaat, maar vooral een verzekeringskwestie). Bovendien willen ze hier juist de eerste trap terug hebben ipv de laatste.

[Michel Uphoff]

Met je eens dat die 5 miljoen per keer en 10 maal hergebruik zomaar een greep is. Wat ik er mee aan wil geven is dat het hergebruiken - als het meezit, en dat moet nog bewezen worden - wel degelijk flink kosten zou kunnen besparen.

 

Ook met je eens dat de Shuttle een compleet ander systeem met een ander doel is. Maar ook als je de LEO kosten van de Falcon vergelijkt met andere systemen, zoals de Delta IV, Atlas V en Titan IV (alle ruwweg $13000 per kg) liggen deze duidelijk gunstiger (klik).

 

De zeer succesvolle Sojuz (een stokoud, maar erg betrouwbaar ontwerp) die onder andere de astronauten naar ISS brengt kost nu ongeveer $5360 per kg.

 

De genoemde bedragen zijn niet echt betrouwbaar, maar geven m.i. wel aan dat áls het SpaceX lukt om de betrouwbaarheid en herbruikbaarheid op te krikken, ze een goede positie kunnen veroveren.

 

 

[Benm]

Ik heb er een beetje een dubbel idee bij. Als je een systeem maakt om lading te lanceren heb je andere overwegingen dan bij een systeem voor passagiers.

Iets dat goedkoop is maar steevast 1 op 20 lanceringen ontploft is acceptabel voor de meeste cargo missies. Je verzekert de lading voor 5% plus rendement van de verzekeraar, zeg 7% in totaal voor iedere missie. Bij lanceringen van gote systemen als navigatie kun je er rekening mee houden en domweg iets meer sats laten bouwen dan nodig zodat je die ene gefaalde lancering kunt compenseren uit reserves die je toch al nodig had vanwege potentiele ongelukking in orbit.

Uiteraard kunnen systemen naast elkaar bestaan en gebruikt worden voor een bepaalde taak. Je zou bijvoorbeeld kunnen kiezen om de lading naar het iss per falcon te doen, maar het personeel per sojuz.

Een andere interessante optie op langere termijn is de constructie van bijvoorbeeld een fors ruimteschip voor een reis naar mars. Daarvan zou je de onderdelen stuk voor stuk in een baan om de aarde kunnen brengen met falcons, en een crew kunnen nazenden per sojuz als alles, in orbit, geassembleerd is. Dat kan een aantrekkelijke manier zijn om een relatief zwaar ruimteschip op weg naar mars te krijgen, zwaarder dan iets dat je in 1 keer kunt lanceren met de huidige technologie (saturn-V's hebben we niet meer).