• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • SpaceX vs NASA:Vem tar oss till månen först? Här är hur deras senaste raketer jämförs

    NASA:s rymduppskjutningssystem. Kredit:NASA

    Ingen har besökt månen sedan 1972. Men med tillkomsten av kommersiell mänsklig rymdfärd, lusten att återvända återuppstår och genererar en ny rymdkapplöpning. NASA har valt det privata företaget SpaceX som en del av dess kommersiella rymdfärdsverksamhet, men företaget driver också sin egen agenda för rymdutforskning.

    För att möjliggöra flyg till månen och bortom, både NASA och SpaceX utvecklar nya tunga lyftraketer:SpaceXs Starship och NASAs Space Launch System.

    Men hur skiljer de sig åt och vilken är mer kraftfull?

    Rymdskepp

    Raketer går igenom flera stadier för att komma in i omloppsbana. Genom att kassera använt bränsletankar under flygning, raketen blir lättare och därför lättare att accelerera. Väl i drift, SpaceX:s uppskjutningssystem kommer att bestå av två steg:bärraketen känd som "BFR" (Big Falcon Rocket) och Starship.

    BFR drivs av Raptor-raketmotorn, förbränning av en kombination av flytande metan och flytande syre. Grundprincipen för en raketmotor för flytande bränsle är att två drivmedel, – ett bränsle som fotogen och ett oxidationsmedel som flytande syre – förs samman i en förbränningskammare och antänds. Lågan producerar het gas under högt tryck som drivs ut med hög hastighet genom motormunstycket för att producera dragkraft.

    Raketen kommer att ge 15 miljoner pund dragkraft vid uppskjutning, vilket är ungefär dubbelt så mycket som raketerna från Apollo-eran. På toppen av BFR sitter Starship, själv drivs av ytterligare sex Raptor-motorer och utrustad med en stor uppdragsfack för att ta emot satelliter, fack för upp till 100 besättningar och till och med extra bränsletankar för tankning i rymden, vilket är avgörande för långvarig interplanetär mänsklig rymdfärd.

    NASA:s rymduppskjutningssystem. Kredit:NASA

    Stjärnskeppet är designat för att fungera både i rymdens vakuum och i atmosfären på jorden och Mars, använda små rörliga vingar för att glida till en önskad landningszon.

    Väl över landningsområdet, Starship vänder till en vertikal position och använder sina Raptor-motorer ombord för att göra en motoriserad nedstigning och landning. Den kommer att ha tillräcklig dragkraft för att lyfta sig själv från Mars eller månen, övervinna den svagare gravitationen i dessa världar, och återvända till jorden – återigen gör en mjuklandning med motor. Starship och BFR är båda fullt återanvändbara och hela systemet är designat för att lyfta mer än 100 ton nyttolast till ytan av månen eller Mars.

    Rymdfarkosten mognar snabbt. En nyligen genomförd testflygning av Starship-prototypen, SN8, framgångsrikt visat ett antal av de manövrar som krävs för att få detta att fungera. Tyvärr, det var ett fel i en av Raptor-motorerna och SN8:an kraschade vid landning. Ytterligare en testflygning väntas de kommande dagarna.

    NASA:s rymduppskjutningssystem

    Space Launch System (SLS) från Nasa kommer att ta kronan från den utgående Saturn V som den mest kraftfulla raket som byrån någonsin har använt. Den nuvarande inkarnationen (SLS block 1) är nästan 100 meter hög.

    SLS kärnstadiet, innehållande mer än 3,3 miljoner liter flytande väte och flytande syre (motsvarande simbassänger av en och en halv olympisk storlek), drivs av fyra RS-25-motorer, varav tre användes på den tidigare rymdfärjan. Deras huvudsakliga skillnad från Raptors är att de bränner flytande väte istället för metan.

    Raketens kärnstadium är förstärkt med två solida raketboosters, fäst vid dess sidor, ger en total sammanlagd dragkraft på 8,2 miljoner pund vid lanseringen – cirka 5 % mer än Saturn V vid lanseringen. Detta kommer att lyfta rymdfarkosten till låg omloppsbana om jorden. Det övre steget är avsett att lyfta den bifogade nyttolasten – astronautkapseln – ur jordens omloppsbana och är ett mindre steg för flytande bränsle som drivs av en enda RL-10-motor (används redan av ATLAS- och DELTA-raketer) som är mindre och lättare än RS-25.

    Space Launch System kommer att skicka Orion besättningskapsel, som kan stödja upp till sex besättningar i 21 dagar, till månen som en del av Artemis-1-uppdraget – en uppgift som nuvarande Nasa-raketer för närvarande inte kan utföra.

    Det är tänkt att ha stora akrylfönster så att astronauter kan se resan. Den kommer också att ha sin egen motor och bränsleförsörjning, samt sekundära framdrivningssystem för att återvända till jorden. Framtida rymdstationer, såsom Lunar Gateway, kommer att fungera som ett logistiskt nav, vilket kan innefatta tankning.

    Kärnsteget och boosterraketerna kommer sannolikt inte att kunna återanvändas (istället för att landa kommer de att falla i havet), så det är en högre kostnad med SLS-systemet, både materialmässigt och miljömässigt. Den är designad för att utvecklas till större etapper som kan transportera besättning eller last som väger upp till 120 ton, vilket är potentiellt mer än Starship.

    Mycket av tekniken som används i SLS är så kallad "legacy equipment" genom att den är anpassad från tidigare uppdrag, skära ned forsknings- och utvecklingstiden. Dock, Tidigare den här månaden, en testbrand av SLS-kärnsteget stoppades en minut in i det åtta minuter långa testet på grund av ett misstänkt komponentfel. Ingen betydande skada inträffade, och SLS-programledaren, John Honeycutt, sade:"Jag tror inte att vi tittar på en betydande designförändring."

    • Stadier av SLS. Kredit:NASA

    • NASA:s SLS och SpaceX:s Starship, till höger, kan både ta oss till månen och bortom. Kredit:Ian Whittaker/NASA/SpaceX, Författare tillhandahålls

    Och vinnaren är…

    Så vilken rymdfarkost kommer troligen att nå bära en besättning till månen först? Artemis 2 är planerad som det första besättningsuppdraget som använder SLS för att utföra en förbiflygning av månen och förväntas lanseras i augusti 2023. SpaceX har inget specifikt datum planerat för besättningsuppskjutning, de driver #dearmoon – ett projekt som involverar månens rymdturism planerat till 2023. Musk har också uttalat att ett bemannat marsuppdrag kan äga rum så tidigt som 2024, använder även Starship.

    I slutändan är det en konkurrens mellan en byrå som har haft många års testning och erfarenhet men som begränsas av en fluktuerande skattebetalares budget och förändringar i administrationspolitiken, och ett företag som är relativt nytt i spelet men som redan har lanserat 109 Falcon 9-raketer med 98 % framgång och har ett dedikerat långsiktigt kassaflöde.

    Den som når månen först kommer att inviga en ny era av utforskning av en värld som fortfarande har mycket vetenskapligt värde.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com