问题

马斯克称猎鹰 9 号回收和翻新过程仅占成本的 10%,参考维护成本高昂的航天飞机,此话可信度如何?

回答
马斯克称猎鹰 9 号回收和翻新过程仅占成本的 10%,与维护成本高昂的航天飞机相比,这句话在概念上是可信的,并且是 SpaceX 革命性的关键之一,但其准确性需要更细致地解读,特别是“10%”这个具体数字。

为了更详细地评估这句话的可信度,我们需要从以下几个方面进行分析:

一、 SpaceX 猎鹰 9 号回收和翻新技术的革命性:

颠覆性创新: 航天飞机的时代,每个任务都意味着建造一套全新的、昂贵的航天器。而猎鹰 9 号的目标是实现可重复使用,就像飞机一样,可以多次发射。这种从一次性到可重复使用的转变,是航天领域的一大飞跃。
动力下降段回收: 猎鹰 9 号的核心创新在于其第一级火箭动力下降段的回收。通过精确的飞行控制、推力矢量控制、格栅翼(用于空气动力学控制)和火箭动力再生(用于着陆时的减速),第一级火箭能够安全地降落在海上平台或陆地上。
翻新和再利用: 回收后的第一级火箭会经过一系列检查、测试和必要的维护,然后再次用于新的发射任务。这种翻新过程旨在最大程度地降低对全新部件的需求。

二、 航天飞机维护成本的“高昂”体现在何处:

一次性结构设计: 航天飞机是一个巨大的、复杂的系统,其各个部分(包括轨道器、固体火箭助推器和外储箱)都是为一次性使用而设计的。
氧化铝和陶瓷隔热瓦: 航天飞机的隔热瓦是其最著名的、也是最脆弱的部件之一。每次发射后,这些隔热瓦都需要仔细检查、修复甚至更换,以防止在再入大气层时过热。哥伦比亚号失事事件就充分暴露了隔热瓦的极端重要性。
主发动机(SSME)的复杂性: 航天飞机的三台主发动机是世界上最复杂的火箭发动机之一,每次发射后都需要进行极其详尽的检查和维护,这涉及大量的工程人员、时间和昂贵的零部件。
固体火箭助推器(SRB)的维护: 虽然SRB可以回收并重新组装,但其大型火箭马达的制造和填装仍是复杂且昂贵的。
整体系统集成和测试: 航天飞机是一个庞大的系统,每次发射前的准备工作都涉及无数的测试和集成工作,人力和时间成本极高。
高昂的单次发射成本: 航天飞机每发射一次的成本估计在数亿美元(具体数字有争议,但普遍很高),其中很大一部分用于维护和准备。

三、 分析马斯克“10%”说法的可信度:

“成本”的定义: 这个“10%”的说法取决于“成本”是如何定义的。
是否包含研发成本? 如果是指 相对于制造一个全新火箭的成本,那么10%是有可能接近的。SpaceX 已经投入了大量的研发资金来开发和完善可重复使用技术。
是否包含地面操作和翻新的人工成本? 翻新过程仍然需要熟练的技术人员进行检查、维修、更换部件(如发动机的某些易损件)和进行测试,这些都伴随着人力成本。
是否包含海上平台或回收设施的运营成本? 回收火箭需要专门的船只、设备以及操作人员,这些也有运营成本。
“翻新过程”的范围: “翻新”可能指的是从回收的火箭到可以再次发射的火箭所进行的 具体的维修和测试工作,而不是将火箭从头到尾重建的成本。
与航天飞机的对比: 相较于航天飞机几乎需要重新制造大部分隔热瓦、发动机等关键部件,猎鹰 9 号的回收翻新更多的是 检查、有限的更换和测试。这种差异是巨大的。猎鹰 9 号的第一级设计就考虑到了耐用性和可维修性。
实际数据和公开信息: SpaceX 本身并没有详细公布其每次回收和翻新的具体成本明细。我们只能根据其公开的声明和行业分析来推断。马斯克作为公司的 CEO,他的说法通常会比较激进,但也反映了公司的核心优势。
可能的解读: 如果马斯克指的是 回收和翻新过程的直接硬件成本(替换的零部件、检查和测试的耗材)占制造一个全新火箭第一级成本的比例,那么10%是可能合理的,甚至可能更低。例如,一个全新的第一级火箭可能价值数千万美元,而翻新成本可能只涉及几百万美元的零部件更换和人工。
更全面的成本考量: 如果将所有与可重复使用相关的隐性成本、长期维护、研发投入都算在内,那么10%这个数字可能会被摊薄。然而,从 单次发射的边际成本 来看,可重复使用确实极大地降低了成本。

四、 论证马斯克说法的合理性:

硬件的耐用性: SpaceX 在设计猎鹰 9 号时就非常注重第一级火箭发动机(Merlin)的寿命和耐用性,以及火箭结构的承受能力。目标是让它们能够承受多次发射和着陆的压力。
模块化设计: 许多关键部件可以被相对容易地更换和测试,而不是像航天飞机那样需要大范围的重建。
迭代优化: SpaceX 在回收和翻新技术上不断进步,每次回收和翻新都会从中学习经验,优化流程,从而降低未来成本。
与航天飞机的成本差异: 航天飞机每发射一次的总成本可能高达数亿美元,而 SpaceX 的猎鹰 9 号发射成本已大幅降低,这得益于可重复使用,即使回收翻新成本占比较高,其绝对值也远低于航天飞机。

总结:

马斯克称猎鹰 9 号回收和翻新过程仅占成本的 10%,这个数字在强调可重复使用对降低发射成本的巨大贡献方面是具有革命性的,并且与航天飞机的高昂维护成本形成鲜明对比,其核心理念是可信的。

然而,“10%”这个具体的数字更可能是一种“边际成本”或“硬件替换成本”的描述,而不是指将火箭从废弃状态恢复到完全可发射状态的总运营和维护成本的全部比例。 如果将研发、地面设施运营、人员工资等所有相关成本都计算在内,这个比例可能会更高。

总而言之,马斯克的这句话准确地抓住了 SpaceX 的核心竞争力:通过可重复使用技术,极大地降低了太空发射的成本,将航天从昂贵的一次性活动转变为更具经济效益的常态化活动,这是其与航天飞机时代最根本的区别。 他夸大“10%”这个数字的可能性是存在的,但其传达的降低成本的信号是真实且具有颠覆性的。

网友意见

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2016年,我有个回答,说如果斯克马能把发射收费降到10%,我直播吃翔。

最近本人被苟咬,连这个2016年的答案也被翻出来了,嘲笑我。

不过,我并没打算删除和修改那个答案。

回答继续有效。


苟而们,来咬啊,可惜咬不着!


这叫水平,懂不!

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我不知道你从哪里听说的航天飞机翻新不如造新。 历史上美国航天飞机一架的造价是大约100亿美元,发射一次的相关费用大约是5亿美元,这还是包含了作为载人飞行相关的技术准备,包含了发射费用(抛弃的燃料罐,相关的测控,保障等费用),真正的回收,监测,翻新等费用大约就在1、2亿美元。和新造一架差了两个数量级。

至于说猎鹰9火箭的回收和翻新大约占总成本的10%,我觉得没什么可奇怪的,现在一枚火箭从回收到重新发射已经压缩到几十天,基本就是走流程监测一下,最多少量零件置换一下,成本还能高到哪里去

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航天飞机数据不找了。

猎鹰系列复用成本最大一块是复用前的再检验检测,如果能稳定检验检测成本,则猎鹰火箭在重复使用8次后成本不再降低,保持在首次成本的46%。

马斯克说尽占成本的10%,可能是一种话术,空X有自己的成本核算模式吧,调整(尽力压缩)单次发射检验检测部分的变动成本,这在小批量模式下非常有效且合理,但规模越大越不合理。

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