Während der alten Tage des Weltraumrennens scheint der Start von doppelten oder mehreren wissenschaftlichen Sondenkopien der Standard gewesen zu sein. Es sollte den Vorteil haben, dass die einmaligen festen Entwicklungskosten geteilt werden, während die Herstellungs- und Betriebskosten bei sinkenden Grenzkosten der Wiederholung weniger als verdoppelt werden.
Basierend auf Pioneer-, Viking-, Voyager- und anderen Doppelmissionen (bis zu einem gewissen Grad sogar Galileo/Cassini und MSL/Mars2020 und den sowjetischen Venus-Missionen), wie sollte man heute die Grenzkosten für die Duplizierung eines Orbiters der Cassini-Klasse zum Uranus mit einer Kopie abschätzen? Neptun zur gleichen Zeit (wenn auch auf separaten Trägerraketen im Abstand von einem Jahr)? Würden sich große Designunterschiede der Raumfahrzeuge und ihrer Instrumente lohnen, um daraus zwei unabhängige Missionen zu machen?
Teilweise Kostenbeteiligung:
Einmalige Kosten:
Ein Großteil des Grenzkostenunterschieds ergibt sich aus dem Folgenden, das davon abhängt, wie genau die zusätzlichen Missionen mit dem Original übereinstimmen.
Zusätzliche Trägerrakete(n) (Raketen)*
Herstellungskosten für eine zweite Sonde
Softwarerevisionen zur Anpassung an die Bedürfnisse der zusätzlichen Mission(en)
Planung für zusätzliche Mission(en)
Begrenzungsfaktor:
Während die oben aufgeführten Kosten erheblich sind, kann der begrenzende Faktor der Kraftstoff sein . Die in Ihrer Frage erwähnten doppelten Missionen werden von einem sogenannten Radioisotope Power System (RPS) angetrieben, das auch als Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG) bezeichnet wird und auf die Verfügbarkeit von Plutonium-238 als langlebige thermische Energiequelle angewiesen ist.
Die Verfügbarkeit von Plutonium-238 für Weltraummissionen ist so begrenzt, dass eine doppelte Mission auf der Grundlage der Treibstoffverfügbarkeit und nicht der Kosten abgelehnt werden kann. Am 11. Februar 2018 gibt die NASA an, dass sie noch 17 kg Plutonium-238 übrig hat, das mit aktuellen RPS-Designs kompatibel ist. Jede Mission dauert etwa 4 kg.
Daher sind erhebliche Kosten für die Produktion einer doppelten Mission der Erwerb von Pu-238 oder die Erforschung einer alternativen langlebigen Energiequelle.
Andere Überlegungen
Die spezifischen Preise für die oben aufgeführten Kategorien haben sich im Laufe der Jahre aufgrund wirtschaftlicher und politischer Faktoren geändert. Ich glaube, diese Kategorien decken die bedeutendsten Kosten ab, aber es können noch andere existieren.
*Wiederverwendbare Raketen, die günstigere Kosten pro Flug versprechen, waren für die zuvor erwähnten Missionen nicht verfügbar.
Für eine Neuentwicklung, die so ziemlich alle interplanetaren Raumfahrzeuge sind, gilt als Faustregel, dass ein zweiter Flugartikel, der vollständig qualifiziert und einsatzbereit ist, 30% bis 40% der Entwicklungskosten hinzufügt. Die Entwicklungskosten sind die AD-Kosten der Phase vor dem Start nur des Raumfahrzeugs, die die Trägerrakete(n) oder den Betrieb nicht beinhalten.
Dies setzt voraus, dass das zweite Raumfahrzeug zur gleichen Zeit wie das erste gebaut wird, unter Verwendung der gleichen Subverträge, des gleichen Personals, der gleichen Einrichtungen und des gleichen Designs. Bei Änderungen am Design, z. B. für andere Wissenschaft oder andere Zielvorgaben, kann die Ersparnis gegenüber einer separaten Entwicklung sehr schnell schrumpfen.
Die Sache mit den verschiedenen Zielen wurde kurz für die CRAF-Cassini-Mission versucht, die vorhatte, einen gemeinsamen Raumfahrzeugbus für zwei sehr unterschiedliche Missionen zu verwenden, eine einen Saturn-Orbiter, der eine Titan-Sonde liefert, und die andere einen Asteroiden-Vorbeiflug und eine Kometen-Rendezvous-Mission, die a liefert Kometensonde. Der CRAF-Teil wurde jedoch sehr früh in der Entwicklung gestrichen, sodass wir nie wissen werden, wie sich das in Bezug auf die Kosten entwickelt hätte.
Hobbes
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Uwe
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