Wie sieht die grobe Aufschlüsselung der Raketenkosten aus?

SpaceX tut wenig, außer Dinge in den Weltraum zu bringen, plus Forschung und Entwicklung für zukünftige Missionen. Die aktuelle Mitarbeiterzahl bei SpaceX liegt bei über 4000 . Payscale schätzt die Gehälter, die wir effektiv verdoppeln können, um die tatsächlichen Kosten pro Mitarbeiter zu schätzen, einschließlich Leistungen, Arbeitsplätzen usw. Daraus schätze ich, dass das Durchschnittsgehalt etwa 90.000 US-Dollar pro Mitarbeiter beträgt . Das bedeutet, dass die ungefähren Kosten eines Mitarbeiters eher bei 180.000 US-Dollar liegen. Somit belaufen sich die mit der Arbeit verbundenen Kosten auf etwa 720 Millionen US-Dollar pro Jahr .

Die Rohware ist hauptsächlich Aluminium in Luft- und Raumfahrtqualität. Die Kosten betragen etwa 1 $ /Pfund. Vieles davon ist auch Kohlenstoff-Verbundwerkstoff und teurere Artikel, also lasst uns das verdoppeln. Die träge Masse beträgt etwa 30.000 kg. Das bedeutet, dass die Rohkosten etwa 120.000 US-Dollar betragen. Es wird noch mehr geben, wenn man bedenkt, dass es einige speziell bestellte Komponenten gibt.

Die Treibstoffkosten pro Start werden auf etwa 60.000 US-Dollar pro Start geschätzt. Es gibt normalerweise 3 Füllungen des Treibstoffs pro Mission, also verdreifachen wir das.

Okay, nehmen wir an, es gibt 18 Starts pro Jahr mit durchschnittlich 70 Millionen US -Dollar pro Start (einschließlich staatlicher Starts, die teurer sind). Das ergibt ein Einkommen von etwa 1,26 Milliarden Dollar pro Jahr . Die Rohwarenkosten betragen 300.000 US- Dollar pro Start oder 5,4 Millionen US- Dollar.

Zur Verteidigung von SpaceX wird der größte Teil des Unterschieds, von dem ich vermute, dass er real ist, entweder in Kapitalkosten investiert, für mehr Maschinen und Gebäude, zukünftige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, Dragon (die nicht berücksichtigt wurden) oder Geld aus den Jahren verdient dass SpaceX in einem Jahr nicht so viele Starts hatte.

Fazit: Wie bei den meisten teuren Produkten entstehen die meisten Kosten in der Arbeit. Die Zahlen hier sind Schätzungen, und die Anzahl der Starts ist höher als erwartet.

Kosten für einen einzelnen Start

Von Trägerraketen: eine wirtschaftliche Perspektive :

Die Studie von 1994 über DOD-Trägerraketen (hauptsächlich Titan und Atlas) zeigte den Zusammenbruch der verschiedenen Komponenten eines Starts. Das Fahrzeug machte nur etwa die Hälfte der Gesamtkosten aus. Der Rest verteilte sich auf Betrieb (30 %), Nutzlastintegration (5 %) und „andere“ staatliche Kosten (15 %).

Produktionskosten

Ariane 5

Produktionskosten: 114 Mio. (keine Startkosten, basierend auf dem Kauf von 35 Raketen durch Arianespace für 4 Mrd.) (in €, 2009)

Booster: ~25m
Vulcain: ~15m
Oberstufe: ~20m
EPC (erste Stufe inkl. Vulcain), VEB (Steuerungssystem auf der zweiten Stufe), Verkleidung: 69m

Die Produktionskosten unterliegen einer Kostenkurve : Wenn die erste zu bauende Rakete 100 % kostet, kostet die zweite (ungefähr) 90 %, die dritte 90 % der zweiten. Die Kurve sieht so aus:

Die 200. Rakete kostet also 50% der ersten zu bauen. In Raketenbegriffen ist das ein riesiger Produktionslauf.

Um eine Rakete herzustellen, benötigen Sie teure Werkzeuge:

• Ein Gebäude, das groß genug ist, um die Bühne hineinzumanövrieren.
• Um beispielsweise die erste Stufe zu schweißen, benötigen Sie eine Schweißvorrichtung, die groß genug ist, um die gesamte Stufe zu halten, und auf Millimeter genau, wenn nicht weniger.
• Wenn Sie Kohlenstoffverbundwerkstoffe verwenden, benötigen Sie einen Autoklaven (Vakuumofen), der groß genug für das größte Stück ist, das Sie herstellen. Bei einigen Raketen ist die Außenhaut ganzer Stufen aus einem einzigen Stück Kohlefaserverbundstoff gebaut.
• Fräs- und Schweißgeräte für exotische Materialien, wie die Hochtemperaturlegierungen, die in Raketentriebwerken verwendet werden.
• Inspektionsausrüstung (wiederum riesige Systeme zur Inspektion eines gesamten Tanks der ersten Stufe).

All diese Werkzeuge müssen über eine kleine (in Bezug auf die Massenproduktion) Anzahl gebauter Raketen abbezahlt werden. Die Werkzeuge können in der Größenordnung von Milliarden kosten.

Aufgrund der kleinen Produktionsauflagen können Sie nicht alles automatisieren. Es sind also viele hochqualifizierte Arbeitskräfte beteiligt.

Die Materialkosten machen nur einen kleinen Teil der Produktionskosten aus.

Entwicklungsbudget

Nochmal Ariane 5, aus 'Europäische Tragerraketen, Band 2', Bernd Leitenberger:

Studien und Tests 125
feste Booster 355
H120 erste Stufe 270
HM60 (Vulcain) Motor und Prüfstände 738
andere Elemente der ersten Stufe und Booster 95
obere Stufe und VEB 200
Bodenunterstützung in Europa 80
Gebäude und andere Strukturen in Kourou (Startrampe) 450
Testflüge 185
Gesamt 2498
ESA- und CNES-Management 102

Dies war das 1985 festgelegte Budget in Millionen €. Die Endkosten lagen in der Größenordnung von 120 % dieses Budgets.

Hier gibt es viele gute Antworten. Schauen wir uns auch an , warum Raketen so viel kosten.

Google sagt, dass der durchschnittliche Hauskauf etwa 250.000 US- Dollar kostet, davon etwa ein Drittel Arbeit, 80.000 US- Dollar . Eine typische Aufschlüsselung der Hauskosten finden Sie hier . Es wiegt auch etwa 120.000 Pfund. Die Arbeitskosten betragen also etwa 1 $ /lb.

Bauarbeiter werden jedoch in der Nähe des Mindestlohns bezahlt, während, wie Pearson zitierte, Angestellte in der Raketenherstellung etwa das Zehnfache verdienen. Das sind also 10 $ /Pfund. Verdoppeln wir das auf 20 $ /Pfund, vorausgesetzt, eine Rakete ist komplexer als ein Haus. Wie Hobbes zitiert, entfällt etwa die Hälfte der Kosten auf F&E. Verdoppeln wir also auf 40 $ /lb. Rechts- und andere Geschäftskosten könnten uns auf $ 60/Pfund bringen, wenn wir wieder davon ausgehen, dass die Gemeinkosten ein Drittel der Kosten ausmachen.

Sie können hier sehen, dass SpaceX potenziell eine Gewinnspanne von 40 % haben wird. Insgesamt kostet eine Rakete also etwa 100 $ /lb.

Eine Rakete kostet jedoch typischerweise etwa 1.000 US- Dollar pro Pfund Trockenmasse, wobei der Treibstoff weitere 90 % des Gewichts ausmacht. Es muss also Verschwendung, Bürokratie, Tests oder etwas anderes geben, das den Rest ausmacht. Basierend auf diesem Beispiel von Schusswaffen können Produkte siebenfach ausgezeichnet werden, nachdem sie Schicht für Schicht von Zwischenhändlern durchlaufen haben. Etwas Ähnliches könnte also mit der Raketentechnik passieren.

Wenn nicht, muss ein erheblicher Testaufwand anfallen. Wenn wir gemäß den Kommentaren und diesem Link davon ausgehen, dass der Treibstoff einer Falcon 9 200.000 US- Dollar kostet, bedeutet dies, dass für jede Rakete 300 vollständige Starttests durchgeführt werden können, um die Kosten in die Nähe des Verkaufspreises von 60 Millionen US-Dollar zu bringen. Wenn Arbeit die Haupttestkosten sind, dann sind bei Kosten von 200.000 USD pro Mitarbeiter 300 Personenjahre Test erforderlich. Geht man von 1 Million Teilen aus, was typisch für große Flugzeuge ist, muss jedes Mitarbeiterjahr ein Teil pro Arbeitsstunde testen.