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SpaceX vs NASA井川结衣:谁先把我们送上月球?以下是他们最新火箭的对比

天文学与空间 2022-07-08 00:02:03

作者加雷斯·多里安和伊恩·惠特克,《对话》 美国宇航局的太空发射系统

信用:NASA 自1972年以来,没有人到过月球

但是,随着商业载人航天的到来,重返地球的渴望重新燃起,并引发了一场新的太空竞赛

美国国家航空航天局已经选择私营公司SpaceX作为其商业航天行动的一部分,但该公司也在追求自己的空间探索议程

为了能够飞往月球和更远的地方,美国国家航空航天局和SpaceX公司都在开发新的重型运载火箭:SpaceX公司的星际飞船和美国国家航空航天局的太空发射系统

但是它们有什么不同,哪一个更强大呢? 星际飞船 火箭通过多个阶段进入轨道

通过在飞行中丢弃用过的燃料箱,火箭变得更轻,因此更容易加速

一旦投入运行,SpaceX的发射系统将由两个阶段组成:被称为“BFR”(大猎鹰火箭)的运载火箭和星际飞船

BFR号由猛禽火箭发动机提供动力,燃烧液态甲烷和液氧的混合物

液体燃料火箭发动机的基本原理是两种推进剂——一种燃料如煤油,一种氧化剂如液态氧——一起放入燃烧室点燃

火焰在高压下产生热气,通过发动机喷嘴高速排出,产生推力

该火箭将在发射时提供1500万磅的推力,大约是阿波罗时代火箭的两倍

在BFR的顶端是星际飞船,它本身由另外六个猛禽引擎提供动力,并配备了一个容纳卫星的大型任务舱、可容纳100名船员的舱室,甚至还有额外的燃料箱用于太空加油,这对长时间的星际人类太空飞行至关重要

美国宇航局的太空发射系统

信用:NASA 星舰被设计成既能在太空真空中运行,又能在地球和火星的大气中运行,使用小型可移动机翼滑行到所需的着陆区

一旦越过着陆区,星际飞船翻转到垂直位置,并使用机载猛禽引擎进行动力下降和着陆

它将有足够的推力将自己抬离火星或月球表面,克服这些世界较弱的重力,然后返回地球——再次进行动力软着陆

“星舰”和“BFR”都是完全可重复使用的,整个系统被设计用来将超过100吨的有效载荷提升到月球或火星表面

宇宙飞船正在迅速成熟

星舰原型机SN8最近的一次试飞成功地演示了完成这项工作所需的许多机动动作

不幸的是,一个猛禽引擎出现故障,SN8在着陆时坠毁

预计未来几天还会有一次试飞

美国宇航局的太空发射系统 美国宇航局的空间发射系统将取代停产的土星五号,成为该机构使用过的最强大的火箭

目前的化身(SLS街区1)高达近100米

SLS核心阶段,包含3个以上

300万升液态氢和液态氧(相当于一个半奥林匹克大小的游泳池)由四个RS-25发动机提供动力,其中三个曾在以前的航天飞机上使用过

它们与猛禽的主要区别在于它们燃烧液态氢而不是甲烷

火箭的核心级由两个固体火箭助推器增强,附在它的侧面,提供总推力为8

发射时重200万磅——比土星五号发射时重约5%

这将把宇宙飞船带到低地球轨道

上一级是为了将附加的有效载荷——太空舱——提升出地球轨道,是一个较小的液体燃料级,由单个RL-10发动机(已经被阿特拉斯和德尔塔火箭使用)提供动力,比RS-25更小更轻

太空发射系统将把猎户座乘员舱送上月球,作为阿尔特弥斯-1任务的一部分,该乘员舱可以支持多达6名乘员21天——这是目前美国宇航局火箭无法完成的任务

它打算有大的丙烯酸窗户,以便宇航员可以观看旅程

它还将拥有自己的发动机和燃料供应,以及返回地球的二次推进系统

未来的空间站,如月球入口,将作为一个物流枢纽,这可能包括加油

核心级和助推火箭不太可能被重复使用(它们不会着陆,而是会掉在海里),所以SLS系统在材料和环境方面的成本都更高

它的设计是为了进化成更大的平台,能够运载重达120吨的船员或货物,这可能比星际飞船还要多

SLS中使用的许多技术是所谓的“遗留设备”,因为它是从以前的任务中改编而来的,减少了研发时间

然而,本月早些时候,由于一个可疑的组件故障,SLS核心级的测试火在八分钟测试的一分钟后停止了

没有发生重大损坏,SLS项目经理约翰·霍尼卡特说:“我认为我们没有看到重大的设计变化

" SLS的各个阶段

信用:NASA 美国国家航空航天局的太空飞船和太空探索公司的星际飞船,在右边,都可以把我们带到月球和更远的地方

信用:伊恩·惠特克/美国宇航局/太空探索中心,作者提供 获胜者是… 那么最有可能到达月球的航天器是哪一个呢?阿尔忒弥斯2号计划作为第一次载人飞行任务,使用空间光通信系统进行月球飞越,预计将于2023年8月发射

尽管SpaceX没有载人发射的具体计划日期,但他们正在运行#迪尔蒙——一个计划于2023年进行的月球太空旅游项目

马斯克还表示,载人火星任务最早可能在2024年进行,也使用星舰

最终,这是一家拥有多年测试和经验、但受到不断波动的纳税人预算和管理政策变化限制的机构,与一家对游戏相对陌生、但已经以98%的成功率发射了109枚猎鹰9号火箭、并拥有专门的长期现金流的公司之间的竞争

谁先到达月球,谁就将开创一个探索世界的新时代,这个世界仍然具有很大的科学价值

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