Voi olla tarpeeksi rikas ostaakseen raketin, mutta silti kokea tarrasokin. Vuoden 2002 alussa PayPalin toinen perustaja Elon Musk, joka oli jo 30-vuotiaana monimiljonääri, ajoi suurta suunnitelmaa herättääkseen uudelleen yleisön kiinnostuksen ihmisten lähettämiseen Marsiin. Fysiikan ja liiketalouden tutkinnon suorittanut elinikäinen avaruusharrastaja Musk halusi sijoittaa Marsin pinnalle pienen kasvihuoneen, joka olisi täynnä siemeniä ja ravinnegeeliä ja jonka avulla sinne voitaisiin perustaa elämää, vaikkakin vain väliaikaisesti. Ongelmana ei ollut itse laskeutumisalusta; hän oli jo keskustellut urakoitsijoiden kanssa, jotka rakentaisivat sen suhteellisen edullisesti. Ongelmana oli sen laukaiseminen. Koska Musk ei halunnut maksaa sitä, mitä yhdysvaltalaiset rakettifirmat veloittivat, hän teki kolme matkaa Venäjälle yrittäen ostaa kunnostetun Dnepr-ohjuksen, mutta koki kauppojen tekemisen venäläisen kapitalismin villissä lännessä taloudellisesti liian riskialttiiksi.
From This Story
Kotimatkalla kotiin hän muistelee: ”Yritin ymmärtää, miksi raketit olivat niin kalliita. Ilmeisesti alhaisin kustannus, jolla voi valmistaa mitä tahansa, on materiaalikomponenttien spot-arvo. Ja tämä vain, jos sinulla olisi taikasauva ja voisit järjestää atomit uudelleen. Kysymys on siis vain siitä, miten tehokkaasti atomeja voidaan siirtää raaka-aineesta raketin muotoon.” Samana vuonna Musk perusti kourallisen kokeneita avaruusinsinöörejä ja perusti Space Exploration Technologiesin eli SpaceX:n, jolla oli kaksi huikean kunnianhimoista tavoitetta: Yhdeksän vuotta myöhemmin SpaceX työllistää 1 500 ihmistä ja toimii Kalifornian Hawthornessa puolen miljoonan neliömetrin tiloissa, joissa ennen valmistettiin Boeing 747 -koneiden rungon osia. Nykyään se on täynnä rakettien osia, mukaan lukien vaiheet ja moottorit Falcon 9 -raketteja varten, jotka voivat sijoittaa jopa 23 000 kilon hyötykuorman matalalle Maan kiertoradalle. Toisella puolella on hieman hiiltynyt, kartion muotoinen Dragon-kapseli, josta tuli vuosi sitten ensimmäinen kaupallinen avaruusalus, joka laukaistiin kiertoradalle ja palautettiin. SpaceX aikoo ensi vuonna laukaista ensimmäisen 12 Dragon-kapselista, joista kukin kuljettaa kuusi tonnia rahtia, kansainväliselle avaruusasemalle NASA:n kanssa tehdyn 1,6 miljardin dollarin arvoisen täydennyssopimuksen mukaisesti. Lisäksi on varattu yli kaksi tusinaa kaupallista laukaisua. Vuoteen 2015 mennessä Dragonin pilotoidun version odotetaan olevan valmis jatkamaan siitä, mihin avaruussukkula jäi, ja kuljettamaan astronautteja kiertävälle etuvartioasemalle ja sieltä pois.
Kaikki hyvin vaikuttavaa. Mutta se, mikä todella erottaa SpaceX:n muista ja on tehnyt siitä kiistelyn magneetin, ovat sen hinnat: Kuten yhtiön verkkosivustolla mainostetaan, Falcon 9 -raketin laukaisu maksaa keskimäärin 57 miljoonaa dollaria, mikä tarkoittaa alle 2 500 dollaria kilolta kiertoradalle. Se on huomattavasti vähemmän kuin mitä muut yhdysvaltalaiset laukaisuyhtiöt yleensä veloittavat, ja jopa Kiinan edullisen Long March -raketin (jonka maahantuonnin Yhdysvallat on kieltänyt) valmistaja sanoo, ettei se pysty päihittämään SpaceX:n hinnoittelua. Vuoteen 2014 mennessä yhtiön seuraavan raketin, Falcon Heavy -raketin, tavoitteena on alentaa kustannukset 1 000 dollariin kilolta. Ja Musk vakuuttaa, että se on vasta alkua. ”Suorituskykymme kasvaa ja hintamme laskee ajan myötä”, hän kirjoittaa SpaceX:n verkkosivulla, ”kuten jokaisen muunkin teknologian kohdalla”. Kiinalaisten tavoin monet tarkkailijat tässä maassa ihmettelevät, miten SpaceX pystyy toimittamaan sen, mitä se lupaa.
Koska Musk on lähes vuosikymmenen ajan ponnistellut päästäkseen tähän pisteeseen, hän ei aio paljastaa tarkempia yksityiskohtia siitä, miten hän ja hänen yksityisomistuksessa oleva yhtiönsä ovat luoneet Falconin ja Dragonin. He eivät edes hae patentteja, Musk sanoo, koska ”yritämme olla antamatta reseptiä, jonka avulla Kiina voi kopioida meidät ja huomaamme, että keksintömme tulevat suoraan takaisin meille”. Hän puhuu kuitenkin vapaasti SpaceX:n lähestymistavasta rakettien suunnitteluun, joka perustuu yhteen perusperiaatteeseen: yksinkertaisuus mahdollistaa sekä luotettavuuden että alhaiset kustannukset. Ajattele autoja, Musk sanoo. ”Onko Ferrari luotettavampi kuin Toyota Corolla tai Honda Civic?”
Raketin kaltaisen monimutkaisen asian yksinkertaistaminen ei ole helppo tehtävä. Ja historiallisesti useimmat rakettivalmistajat ovat pitäneet tärkeimpänä prioriteettinaan suorituskykyä, eivät kustannuksia. Avaruussukkulan päämoottorit olivat kaikkien aikojen suorituskykyisimpiä raketteja, mutta ne auttoivat tekemään sukkulasta sen, mitä Musk kutsuu ”n:nnen tehon Ferrariksi”, jonka kunnostaminen lentojen välillä vaati tuhansia työtunteja. Hallituksen Evolved Expendable Launch Vehicle -ohjelman puitteissa hankitut Atlas- ja Delta-raketit palvelevat NASA:n ja puolustusministeriön asiakkaita, joiden tärkein huolenaihe on luotettavuus. ”EELV-ohjelmassa laukaistaan kansallisia tiedustelusatelliitteja, jotka maksavat miljardeja dollareita”, selittää NASAn entinen apulaishallintojohtaja Alan Stern. ” Ei ole väliä, ovatko ne 100 vai 300 miljoonaa dollaria; ne ovat melussa. He haluavat takuun siitä, että se toimii.” Sternin mukaan Atlaksen ja Deltan saavutukset ovat lähes virheettömät. ”Ne ovat näyttäviä…. Siitä huolimatta ne ovat hyvin kalliita.”
United Launch Alliance, Boeingin ja Lockheed Martinin konsortio, joka valmistaa sekä Deltan että Atlaksen, ei julkista hintojaan. Budjettiasiakirjoista käy kuitenkin ilmi, että vuonna 2010 EELV-ohjelma sai 1,14 miljardia dollaria kolmesta raketista eli keskimäärin 380 miljoonaa dollaria laukaisua kohti. Puolustusministeriön virkamiesten mukaan hintojen odotetaan nousevan merkittävästi lähivuosina. Miksi? Musk sanoo, että vastaus löytyy suurelta osin hallituksen perinteisestä ”cost plus” -sopimusjärjestelmästä, jolla varmistetaan, että valmistajat saavat voittoa, vaikka ne ylittäisivät mainostetut hinnat. ”Jos istuisit Boeingin ja Lockheedin johtajien kokouksessa ja keksisit jonkin loistoidean Atlaksen tai Deltan kustannusten alentamiseksi, saisit potkut”, hän sanoo. ”Koska sinun on raportoitava osakkeenomistajille, miksi tienasit vähemmän rahaa. Heidän kannustimenaan on siis maksimoida ajoneuvon kustannukset aina peruutuskynnykseen asti.”
Sternin mukaan tämä on hieman liioiteltua. Kyllä, raketit ovat kalliita pitkälti ”koska järjestelmä sallii sen”. Mutta nykyisessä taloustilanteessa ULA:n sotilasasiakkaat vaativat hintojen laskua. ”Tiedän, että heillä on kannustin alentaa kustannuksia”, Stern sanoo, ”mutta se on marginaalissa.” Toisin sanoen ULA:n kustannussäästöpyrkimyksiä rajoittavat suuret yleiskustannukset, jotka liittyvät perinteisiin rakettien rakentamis- ja laukaisutapoihin.
Musk sanoo, että yleiskustannukset alkavat siitä, miten kantoraketti suunnitellaan. Esimerkiksi työjuhta Atlas V:ssä, jota käytetään kaikkeen planetaarisista luotaimista vakoilusatelliitteihin, käytetään jopa kolmea erilaista rakettityyppiä, joista jokainen on räätälöity tiettyyn lentovaiheeseen. Venäläisvalmisteiset RD-180-raketin ensimmäisen vaiheen moottorit polttavat erittäin hienostunutta kerosiinia nimeltä RP1. Lisävarusteena saatavat kiinteän polttoaineen kantoraketit voivat lisätä työntövoimaa lentoonlähdössä, ja nestemäistä vetyä käyttävä ylempi vaihe ottaa ohjat lennon loppuvaiheessa. Kolmen rakettityypin käyttö samassa raketissa voi optimoida sen suorituskyvyn, mutta sillä on hintansa: ”Ensimmäisen asteen approksimaatiossa olet juuri kolminkertaistanut tehdaskustannuksesi ja kaikki käyttökustannuksesi”, Musk sanoo.
Sen sijaan SpaceX suunnitteli Falcon-rakettinsa alusta alkaen yhteismitallisuutta silmällä pitäen. Falcon 9:n molemmat vaiheet toimivat RP1:llä ja nestemäisellä hapella, joten tarvitaan vain yksi moottorityyppi. Molempien halkaisija on sama, ja ne on valmistettu samasta alumiini-litiumseoksesta, mikä vähentää työkalujen ja prosessien määrää ja johtaa Muskin mukaan ”valtaviin kustannussäästöihin”
.