La economía de los elevadores espaciales compara el costo de enviar una carga útil a la órbita terrestre a través de un elevador espacial con el costo de hacerlo con alternativas, como los cohetes .
Costos de los sistemas actuales (cohetes)
Los costos de usar un sistema bien probado para lanzar cargas útiles son altos. El costo principal proviene de los componentes del sistema de lanzamiento que no están destinados a ser reutilizados, que normalmente se queman en la atmósfera o se envían a las órbitas del cementerio . Incluso cuando se reutilizan componentes, a menudo hay un alto costo de reacondicionamiento. [1] Para las órbitas de transferencia geoestacionaria , los precios son tan bajos como alrededor de US $ 11.300 / kg para un lanzamiento de Falcon Heavy o Falcon 9 . [2] [3] [4] Los costos de los lanzamientos en órbita terrestre baja son significativamente menores, pero esta no es la órbita prevista para un ascensor espacial.
Reducciones de costos propuestas
Se han propuesto varias adaptaciones del diseño de cohete convencional para reducir el coste. Varios están actualmente en desarrollo, como el SpaceX Starship . Un precio aspiracional para este vehículo de lanzamiento totalmente reutilizable es de $ 10 / kg, significativamente más barato que la mayoría de los ascensores espaciales propuestos. [5] New Glenn también está actualmente en desarrollo, un cohete parcialmente reutilizable que promete reducir el precio. Sin embargo, no se ha especificado un costo exacto por lanzamiento. [6] Otros, como Sea Dragon y Roton , no han logrado obtener fondos suficientes. El transbordador espacial prometió una gran reducción de costos, pero tuvo un rendimiento financiero inferior debido a los grandes costos de renovación necesarios después de cada lanzamiento. [1]
Estimaciones de costos para un ascensor espacial
Para un ascensor espacial, el costo varía según el diseño. Bradley C. Edwards recibió financiación del NIAC de 2001 a 2003 para escribir un artículo [7] que describía el diseño de un ascensor espacial. En él declaró que: "El primer ascensor espacial reduciría los costos de elevación inmediatamente a $ 100 por libra" ($ 220 / kg). [8] [9]
La energía potencial gravitacional de cualquier objeto en órbita geosincrónica (GEO), en relación con la superficie de la Tierra, es de aproximadamente 50 MJ (15 kWh) de energía por kilogramo (ver órbita geosincrónica para más detalles). Utilizando los precios de la electricidad al por mayor de 2008 a 2009, y la eficiencia actual del 0,5% de la transmisión de energía , un ascensor espacial requeriría 220 dólares EE.UU. / kg solo en costos eléctricos. El Dr. Edwards espera que los avances técnicos aumenten la eficiencia al 2%. [10] [11]
Sin embargo, debido al hecho de que los ascensores espaciales tendrían un rendimiento limitado, ya que solo unas pocas cargas útiles podrían subir por la correa en un momento dado, el precio de lanzamiento puede estar sujeto a las fuerzas del mercado.
Financiamiento de los costos de capital
Según un documento presentado en el 55º Congreso Astronáutico Internacional [12] en Vancouver en octubre de 2004, el ascensor espacial puede considerarse un megaproyecto de prestigio cuyo costo estimado actual (6.200 millones de dólares) es favorable en comparación con otros megaproyectos, como puentes, tuberías, túneles. , torres altas, enlaces ferroviarios de alta velocidad y maglev. Los costos también son favorables en comparación con los de otros sistemas aeroespaciales y vehículos de lanzamiento. [13]
Costo total de un elevador espacial de Edwards financiado con fondos privados
Se estima que un ascensor espacial construido de acuerdo con la propuesta de Edwards costará $ 6 mil millones. [14]
A modo de comparación, potencialmente en el mismo período de tiempo que el ascensor:
- Se estima que el Skylon , un avión espacial de una sola etapa a órbita con capacidad de carga de 12.000 kg (no un cohete convencional) tiene un costo de I + D y producción de alrededor de $ 15 mil millones. [14] El vehículo tiene un precio de etiqueta de alrededor de $ 3,000 / kg. Skylon sería adecuado para lanzar carga y particularmente personas a una órbita terrestre baja / media (apuntando a un máximo de 30 personas por vuelo [15] ). Los primeros diseños de ascensores espaciales solo mueven carga, pero también podrían trasladar personas a una gama mucho más amplia de destinos. [dieciséis]
- Otro proyecto alternativo para hacer que un gran número de personas y carga orbite a bajo costo durante este período de tiempo es la nave espacial SpaceX que, como Skylon, no es un diseño de cohete convencional ya que será completamente reutilizable. Su capacidad de carga será de entre 100 y 150 toneladas (220,000 y 330,000 lb), se estima que tendrá un costo de I + D de $ 10 mil millones, [17] y un costo de producción de alrededor de $ 200 millones para la tripulación de Starship, $ 130 millones para el petrolero Starship y $ 230 millones para Super Heavy. El sistema tiene un precio de etiqueta de menos de $ 140 / kg que posiblemente sea tan bajo como $ 47 / kg. [18] [19] Será capaz de transportar a 100 personas cómodamente a Marte (por lo tanto, significativamente más a la órbita terrestre baja / media). [20]
Ver también
- Comercialización de espacio
- Ascensor: 2010
- Elevador espacial lunar
- Mega proyecto
- Lanzamiento espacial sin cohetes
- Anillo orbital
- Skyhook (estructura)
- Construcción de ascensores espaciales
- Seguridad del ascensor espacial
- Ascensores espaciales en la ficción
- Correa espacial
- Propulsión de Tether
Referencias
- ↑ a b Grush, Loren (24 de diciembre de 2015). "Los cohetes reutilizables de SpaceX harán que el espacio sea más barato, pero ¿cuánto?" . The Verge . Consultado el 4 de febrero de 2021 .
- ^ "Capacidades y servicios" (PDF) . SpaceX.com . SpaceX . Consultado el 4 de febrero de 2021 .
Falcon 9: 62 millones de dólares por 5,5 toneladas métricas. Falcon Heavy: $ 90 millones por hasta 8 toneladas métricas.
- ^ Sheetz, Michael (12 de febrero de 2018). "Elon Musk dice que el nuevo cohete SpaceX Falcon Heavy aplasta a su competencia en costos" . CNBC .
- ^ "La economía del transporte de interfaz" . 2003 . Consultado el 5 de marzo de 2006 .
- ^ Zafar, Ramish (8 de mayo de 2020). "SpaceX podría reducir los costos de lanzamiento de la nave estelar a $ 10 / kg cree Musk" . Wccftech . Consultado el 4 de enero de 2021 .
- ^ "New Glenn" . Origen azul . Consultado el 4 de febrero de 2021 .
- ^ Bradley Edwards (1 de marzo de 2003). "Estudio NIAC Fase II" . Eureka Scientific.
- ^ "Segunda Conferencia Anual Internacional de Ascensores Espaciales celebrada en Santa Fe Nuevo México" . 24 de septiembre de 2003.
- ^ "¿Qué es el Elevador Espacial?" . Institute for Scientific Research, Inc. Archivado desde el original el 13 de octubre de 2007 . Consultado el 5 de marzo de 2006 .
- ^ Bradley C. Edwards, Eric A. Westling (noviembre de 2003). El elevador espacial: un revolucionario sistema de transporte de la Tierra al espacio . ISBN 0-9726045-0-2.
- ^ Bradley C. Edwards, Philip Ragan (octubre de 2006). Dejando el planeta en ascensor espacial . ISBN 978-1-4303-0006-9.
- ^ "55º Congreso Astronáutico Internacional" . Instituto de Investigación Científica, Inc . Consultado el 5 de marzo de 2006 .
- ^ Raitt, David; Bradley Edwards. "EL ELEVADOR ESPACIAL: ECONOMÍA Y APLICACIONES" (PDF) . 55º Congreso Astronáutico Internacional 2004 - Vancouver, Columbia Británica, Canadá. IAC-04-IAA.3.8.3. Archivado desde el original (PDF) el 16 de marzo de 2006 . Consultado el 5 de marzo de 2006 .
- ^ a b Bradley Edwards (2003). "11: Estimaciones presupuestarias". El ascensor espacial .
- ^ JL Scott-Scott; M. Harrison y AD Woodrow (2003). "Consideraciones para el transporte de pasajeros por aviones espaciales avanzados" (PDF) . Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica . 56 : 118-126. Archivado desde el original (PDF) el 19 de marzo de 2009.
- ^ Bradley Edwards (2003). "7: Destinos". El ascensor espacial .
- ^ "Cinco cosas que debes saber sobre los proyectos espaciales de Elon Musk" . Phys.org . 6 de febrero de 2018.
- ^ http://www.spacex.com/sites/spacex/files/making_life_multiplanetary-2017.pdf [ enlace muerto ]
- ^ "Resumen de Falcon 1" . SpaceX. Archivado desde el original el 18 de enero de 2012 . Consultado el 5 de mayo de 2007 .
- ^ Dinkin, Sam (9 de octubre de 2017). "Estimación del costo de BFR" . La revisión del espacio .