¿Cuál es el desglose aproximado de los costos de los cohetes?

SpaceX hace poco más que lanzar cosas al espacio, además de investigación y desarrollo para futuras misiones. El recuento actual de empleados en SpaceX supera los 4000 . Payscale estima los salarios, a los que podemos duplicar efectivamente para estimar el costo real por empleado, incluidos los beneficios, lugares para trabajar, etc. A partir de eso, voy a suponer que el salario promedio es de aproximadamente $ 90K por empleado. Eso significa que el costo aproximado de un empleado es más como $ 180K. Así, los costes asociados a la mano de obra rondan los 720 millones de dólares al año .

Las materias primas son principalmente aluminio de grado aeroespacial. El costo es de aproximadamente $ 1 / libra. Gran parte también es compuesto de carbono y artículos más caros, así que dupliquemos eso. La masa inerte es de aproximadamente 30.000 kg. Eso significa que el costo bruto es de aproximadamente $ 120,000. Habrá más cuando considere que hay algunos componentes especialmente ordenados.

Los costes de combustible por lanzamiento se estiman en unos 60.000 dólares por lanzamiento. Por lo general, hay 3 llenados de combustible por misión, así que tripliquemos eso.

Bien, supongamos que hay 18 lanzamientos por año, con un promedio de $ 70 millones por lanzamiento (incluidos los lanzamientos gubernamentales que son más caros). Eso le da un ingreso de alrededor de $ 1,26 mil millones por año. El costo de las materias primas es de $ 300.000 por lanzamiento, o $ 5,4 millones.

En defensa de SpaceX, la mayor parte de la diferencia, que sospecho que es real, se aplica a los costos de capital, al pago de más máquinas y edificios, al trabajo futuro de I+D, a Dragon (que no se contabilizó) o a la obtención de dinero a partir de los años. que SpaceX no tuvo tantos lanzamientos en un año.

En pocas palabras, como el producto más caro, la mayor parte del costo está en mano de obra. Los números aquí son conjeturas, y el número de lanzamientos es más alto de lo esperado.

Costo de un solo lanzamiento

De Vehículos de lanzamiento: una perspectiva económica :

El estudio de 1994 de los vehículos de lanzamiento del DOD (principalmente Titan y Atlas) mostró el desglose de los diversos componentes de un lanzamiento. El vehículo fue sólo alrededor de la mitad del costo total. El resto se dividió entre operaciones (30 %), integración de carga útil (5 %) y “otros” costos gubernamentales (15 %).

Costo de producción

ariana 5

Costo de producción: 114 millones (sin costo de lanzamiento, basado en la compra de Arianespace de 35 cohetes por 4 mil millones) (en €, 2009)

Boosters: ~25m
Vulcain: ~15m
Etapa superior: ~20m
EPC (primera etapa incl. Vulcain), VEB (sistema de control en la parte superior de la segunda etapa), carenado: 69m

El costo de producción está sujeto a una curva de costos : si el primer cohete que se construye cuesta el 100%, el segundo será (aproximadamente) el 90% de eso, el tercero será el 90% del segundo. La curva se verá así:

Entonces, el cohete número 200 cuesta el 50% del primero en construirse. En términos de cohetes, esa es una gran producción.

Para producir un cohete, necesita herramientas costosas:

• Un edificio lo suficientemente grande como para maniobrar el escenario.
• Por ejemplo, para soldar la primera etapa, necesita un dispositivo de soldadura lo suficientemente grande como para sostener toda la etapa y con una precisión de milímetros, si no menos.
• si usa compuestos de carbono, necesita un autoclave (horno de vacío) lo suficientemente grande para la pieza más grande que fabrique. Algunos cohetes tienen la capa exterior de etapas enteras construidas como una sola pieza de compuesto de carbono.
• equipos de fresado y soldadura para materiales exóticos, como las aleaciones de alta temperatura utilizadas en los motores de cohetes.
• equipo de inspección (nuevamente, enormes sistemas para inspeccionar un tanque completo de primera etapa).

Todas estas herramientas deben pagarse con una pequeña cantidad (en términos de producción en masa) de cohetes construidos. Las herramientas pueden costar del orden de miles de millones.

Debido a la pequeña producción, no se puede automatizar todo. Así que hay mucha mano de obra altamente calificada involucrada.

El costo de los materiales es solo una pequeña parte del costo de producción.

presupuesto de desarrollo

De nuevo, Ariane 5, de 'Europäische Tragerraketen, band 2', Bernd Leitenberger:

Estudios y ensayos 125
propulsores sólidos 355
H120 primera etapa 270
Motor HM60 (Vulcain) y bancos de pruebas 738
otros elementos de la primera etapa y propulsores 95 apoyo en tierra de
etapa superior y VEB 200
en Europa 80
Edificios y otras estructuras en Kourou (plataforma de lanzamiento) 450
Vuelos de prueba 185
Total 2498
Gestión ESA y CNES 102

Este era el presupuesto en millones de €, tal y como se fijó en 1985. El coste final fue del orden del 120% de este presupuesto.

Hay muchas buenas respuestas aquí. Veamos también por qué los cohetes cuestan tanto.

Google dice que la casa promedio cuesta alrededor de $ 250k para comprar una casa, aproximadamente un tercio de los cuales es mano de obra, $ 80k. Puede ver un desglose típico del costo de una casa aquí . También pesa alrededor de 120k libras. Entonces, los costos de mano de obra son de aproximadamente $ 1/lb.

Sin embargo, a los trabajadores de la construcción se les paga cerca del salario mínimo, mientras que, como citó Pearson, los empleados de fabricación de cohetes ganan unas diez veces más. Así que eso es $ 10/lb. Dupliquemos eso a $ 20/lb asumiendo que un cohete es más complejo que una casa. Como citó Hobbes, aproximadamente la mitad del costo es I+D. Así que dupliquemos a $ 40/lb. Los costos legales y otros costos comerciales podrían llevarnos a $ 60/lb, suponiendo nuevamente, a partir del ejemplo de la vivienda, que los gastos generales son un tercio del costo.

Puede ver aquí que SpaceX tendrá potencialmente un margen de beneficio del 40%. Entonces, en total, el costo de un cohete es de aproximadamente $ 100 / lb.

Sin embargo, un cohete suele costar alrededor de $ 1,000 / lb de masa seca, y el combustible representa otro 90% del peso. Entonces debe haber desperdicio, burocracia, pruebas o algo que compense el resto. Basado en este ejemplo de armas de fuego, los productos se pueden marcar siete veces después de pasar por una capa tras otra de intermediarios. Entonces, algo similar a esto puede estar sucediendo con los cohetes.

Si no, entonces debe haber un gasto de prueba significativo. Si asumimos, según los comentarios y este enlace, que el combustible de un Falcon 9 cuesta $ 200k, eso significa que se pueden realizar 300 pruebas de lanzamiento completas para cada cohete para acercar el costo a lo que se vende, $ 60MM. Si la mano de obra es el costo principal de las pruebas, entonces, con un costo de $ 200k por empleado, se requieren 300 años-persona de pruebas. Suponiendo 1 millón de piezas, típicas de aviones grandes , cada empleado-año implica probar una pieza por hora de trabajo.