Ekonomia windy kosmicznej
Ekonomia windy kosmicznej porównuje koszt wysłania ładunku na orbitę ziemską za pomocą windy kosmicznej z kosztem wykonania tego za pomocą alternatyw, takich jak rakiety .
Koszty obecnych systemów (rakiet)
Koszty wykorzystania dobrze przetestowanego systemu do wystrzeliwania ładunków są wysokie. Główny koszt pochodzi z elementów systemu startowego, które nie są przeznaczone do ponownego użycia, które normalnie spalają się w atmosferze lub są wysyłane na orbity cmentarne . Nawet w przypadku ponownego wykorzystania komponentów często wiąże się to z wysokimi kosztami renowacji. W przypadku geostacjonarnych orbit transferowych ceny wynoszą zaledwie około 11 300 USD /kg za start Falcona Heavy lub Falcona 9 . Koszty niskiej orbity okołoziemskiej startów jest znacznie mniej, ale nie jest to zamierzona orbita dla windy kosmicznej.
Proponowane redukcje kosztów
Zaproponowano różne adaptacje konwencjonalnej konstrukcji rakiety w celu obniżenia kosztów. Kilka jest obecnie w fazie rozwoju, na przykład SpaceX Starship . Aspiracyjna cena tego w pełni wielokrotnego użytku pojazdu startowego wynosi 10 USD/kg, znacznie taniej niż większość proponowanych wind kosmicznych. New Glenn jest obecnie w fazie rozwoju, rakieta częściowo wielokrotnego użytku, która obiecuje obniżyć cenę. Dokładny koszt uruchomienia nie został jednak określony. Innym, takim jak Sea Dragon i Roton, nie udało się uzyskać wystarczających funduszy. Prom kosmiczny obiecał dużą redukcję kosztów, ale osiągnął gorsze wyniki finansowe ze względu na rozległe koszty remontu potrzebne po każdym uruchomieniu.
Szacunki kosztów windy kosmicznej
W przypadku windy kosmicznej koszt różni się w zależności od projektu. Bradley C. Edwards otrzymał fundusze od NIAC w latach 2001-2003 na napisanie artykułu opisującego projekt kosmicznej windy. Stwierdził w nim, że: „Pierwsza winda kosmiczna natychmiast obniżyłaby koszty podnoszenia do 100 USD za funt” (220 USD / kg).
Energia potencjalna grawitacji dowolnego obiektu na orbicie geosynchronicznej (GEO), w stosunku do powierzchni Ziemi, wynosi około 50 MJ (15 kWh) energii na kilogram ( szczegóły w orbicie geosynchronicznej ). Biorąc pod uwagę hurtowe ceny energii elektrycznej w latach 2008-2009 i obecną 0,5% sprawność strumienia mocy , winda kosmiczna wymagałaby 220 USD/kg samych kosztów energii elektrycznej. Dr Edwards spodziewa się, że postęp techniczny zwiększy wydajność do 2%.
Jednak ze względu na fakt, że windy kosmiczne miałyby ograniczoną przepustowość, ponieważ tylko kilka ładunków mogłoby wspinać się po uwięzi w dowolnym momencie, cena uruchomienia może podlegać siłom rynkowym.
Finansowanie kosztów kapitałowych
Zgodnie z artykułem przedstawionym na 55. Międzynarodowym Kongresie Astronautycznym w Vancouver w październiku 2004 r., windę kosmiczną można uznać za prestiżowy megaprojekt , którego obecny szacowany koszt (6,2 mld USD) jest korzystniejszy w porównaniu z innymi megaprojektami, np. mostami, rurociągami, tunelami, wysokimi wieżami , szybkich połączeń kolejowych i maglevów. Koszty są również korzystne w porównaniu z innymi systemami lotniczymi i pojazdami nośnymi.
Całkowity koszt prywatnej windy kosmicznej firmy Edwards
Kosmiczna winda zbudowana zgodnie z propozycją Edwardsa ma kosztować 6 miliardów dolarów.
Dla porównania, w potencjalnie tych samych ramach czasowych co winda:
- że Skylon , jednostopniowy samolot kosmiczny o ładowności 12 000 kg (nie konwencjonalna rakieta) o ładowności 12 000 kg, będzie kosztował około 15 miliardów dolarów. Cena pojazdu wynosi około 3000 USD/kg. Skylon byłby odpowiedni do wystrzeliwania ładunków, a zwłaszcza ludzi, na niską/średnią orbitę okołoziemską (maksymalnie 30 osób na lot). Wczesne projekty wind kosmicznych przewożą tylko ładunek, ale mogą również przenosić ludzi do znacznie szerszego zakresu miejsc docelowych.
- Innym alternatywnym projektem mającym na celu niedrogie wysłanie dużej liczby ludzi i ładunków na orbitę w tym przedziale czasowym jest SpaceX Starship , który podobnie jak Skylon nie jest konwencjonalną konstrukcją rakiety, ponieważ będzie w pełni wielokrotnego użytku. Jego ładowność będzie wynosić od 100 do 150 ton (220 000 do 330 000 funtów), szacuje się, że koszt badań i rozwoju wyniesie 10 miliardów dolarów, a koszt produkcji około 200 milionów dolarów dla załogi Starship, 130 milionów dolarów dla tankowca Starship i 230 milionów dolarów dla superciężkich. System ma cenę mniejszą niż 140 USD/kg, która prawdopodobnie wynosi nawet 47 USD/kg. Będzie w stanie wygodnie przetransportować 100 osób na Marsa (a więc znacznie więcej na niską/średnią orbitę okołoziemską).
Zobacz też
| Główne artykuły |  |
|
|---|---|---|
| Technologie | ||
| Pojęcia pokrewne | ||
| Zawody | ||
| Ludzie | ||
| Organizacje | ||