ロケット打ち上げのコストは、第一原理に基づいてどのように再計算できますか?

直樹 淳
直樹 淳
Researcher in AI, uses first principles for novel designs.

さて、この話題についてお話ししましょう。

想像してみてください。五つ星ホテルで食べるのではなく、自宅で豪華なシーフードディナーを作りたいとします。

ホテルのメニューでは一皿2000元(約4万円)するかもしれません。しかし、あなたはその値段をそのまま受け入れるのではなく、「この料理はいったい何でできているんだ?」と考えるでしょう。これが第一原理思考です。物事を最も基本的で核となる構成要素に分解する考え方です。

すると、この料理はボストンロブスター1匹+ホタテ半ダース+ハタ数匹+ネギ、ショウガ、ニンニク、バターなどの調味料+あなたの手間賃で構成されていることがわかります。そして、あなたは魚市場やスーパーマーケットに行って、これらの原材料の価格を調べます。

  • ロブスター:300元
  • ホタテ:50元
  • 魚:80元
  • 調味料:20元
  • 合計:450元

あなたは突然、原材料費がたった450元であることに気づきます!では、ホテルが上乗せしている1550元はどこへ行ったのでしょうか?ああ、それはシェフの給料、レストランの家賃、内装、ブランドプレミアム、ウェイターの人件費、そして利益だったのですね……

さて、この論理をロケットに当てはめてみましょう。

イーロン・マスクが登場する前、ロケット1機の打ち上げ費用は数億ドルにもなるのが一般的でした。人々はこの価格に慣れ、宇宙開発とはこれほど費用がかかるものだと考えていました。しかし、マスクは第一原理思考を用いて、その費用を改めて計算し直しました。

ステップ1:ロケットの「原材料」を分解する

ロケット1機はいったい何で構成されているのでしょうか?

  1. 機体構造材料:主にアルミニウム合金、チタン合金、炭素繊維といった工業材料です。これらは国際市場で公開されている金属価格があります。マスクのチームが調べたところ、ロケット1機を製造するのに必要なすべての金属原材料を揃えても、そのコストは総打ち上げ費用の約2%に過ぎないことが判明しました。これは驚くべき発見でした!まるでシーフードディナーの原材料がたった450元で買えることに気づいたのと同じです。

  2. 燃料:ロケット燃料と聞くと高度なものに聞こえますが、実際には何でしょうか?SpaceXの「ファルコン9」を例にとると、ケロシン(精製された航空用ケロシン)と液体酸素を使用しています。これら2つは大量生産されている化学製品であり、価格は法外なものではありません。計算すると、1回の打ち上げにかかる燃料費は数十万ドル程度です。数千万ドル、あるいは数億ドル規模のビジネスにとって、燃料費はほとんど無視できるレベルです。

ステップ2:「加工費」と「その他のコスト」を分析する

原材料と燃料がこれほど安いのに、なぜロケットはそんなに高価なのでしょうか?コストの大部分はここにあります。

  1. 製造と組み立て:大量のアルミニウム合金を、高温高圧に耐えうる精密なエンジンに変えるには、一流のエンジニア、複雑な機械、厳格なテスト、そして多くの熟練労働者が必要です。この「人件費」と「設備減価償却費」は非常に高額です。

  2. 使い捨て(これが最も重要です!):これが、これまでの宇宙開発分野における最大のコストブラックホールでした。想像してみてください。ボーイング747型機を購入し、北京からニューヨークへ飛び、着陸後すぐにその飛行機を大西洋に廃棄するとします。次に飛ぶときは、また新しい飛行機を製造しなければなりません。馬鹿げていますよね?しかし、過去数十年間、宇宙開発ではまさにそれが実行されてきました。すべてのロケットは使い捨ての消耗品だったのです。これにより、前述の高額な「製造と組み立て」コストが、打ち上げのたびに再び発生していました。

ステップ3:分析結果に基づき、コスト削減の核心を見つける

上記の分解を通じて、結論は非常に明確になりました。

  • 材料コストを削減する?元々高くないので、大きな余地はありません。
  • 燃料コストを削減する?さらに意味がありません。占める割合が小さすぎます。
  • 「製造と組み立て」コストを削減する? 2つの道があります。
    • 自社で製造し、中間業者を減らす:多くの従来の宇宙開発企業は、エンジンや航行システムなどを異なるサプライヤーに下請けに出しており、各サプライヤーが利益を上乗せするため、段階的に価格が上がっていきます。SpaceXは可能な限りすべてを自社で生産し(これを「垂直統合」と呼びます)、これらの利益を削減しました。
    • 再利用し、コストを償却する:これが最も革新的な一歩です。ロケット1機を製造するコストが莫大であるならば、それを帰還させて修理し、再利用すれば、コストは下がらないでしょうか?航空会社が一度飛んだら飛行機を捨てることはないのと同じです。10回再利用できれば、製造コストは元の10分の1に希薄化されます。

したがって、第一原理思考による再計算の結果、導き出された結論は次のとおりです。ロケットの回収と再利用を実現することが、打ち上げコストを削減する唯一の王道である。

まとめると、このプロセスは次のようになります。

  • :ロケットはいったい何でできているのか?
  • :その基本材料と燃料の市場価格を合計する。
  • :材料コストは極めて低いが、「使い捨て」の製造コストは莫大であると発見する。
  • :したがって、問題解決の核心は「捨てるな」、つまり帰還させる方法を見つけることである。

これが、SpaceXが必死になってロケットを着陸させようとする理由です。彼らは派手な技術を見せびらかしているのではなく、最も基本的なコスト計算に基づいた、最も合理的なビジネス上の決定を下しているのです。