スターシップ vs サターン V: ロケット容量の比較

月探査は、疑いもなく、20 世紀の宇宙開発競争における最大の成果の 1 つでした。 しかし歴史は進歩し、21世紀の今、私たちは月に基地を建設し、それを火星へのさらなる飛行に使用することを決意しています。 そして、NASA はもはやこれを単独で行うことはありません。今日、NASA はその野心的な目標を達成するために民間企業に依存することになります。

1960 年代後半から 1970 年代前半にかけて、サターン V はこれまでに製造された最も先進的なロケットであり、13 のミッションすべてを成功裡に完了し、合計 24 人の宇宙飛行士を目的地まで安全に運びました。 今日、「重労働」のほとんどはスペースXのスターシップ（SN）にかかることになる。 したがって、すべてがどのように始まったのか、そしてすでにどこまで進んでいるのかを確認するために、 Starship と Saturn Vを簡単に比較することは理にかなっています。

Starship Saturn V の比較: サイズと高さ

60 年にわたる技術の進歩により、これら 2 つのロケットは分離されていますが、より大きなペイロードを運ぶように設計された新しい宇宙船の方が予想通り大きいにもかかわらず、スターシップとサターン V のサイズは非常に似ています。 スターシップはサターン V よりどれくらい大きいのでしょうか? 高さは9.4メートルですが、直径は1.1メートル小さく、土星は高さ110.6メートル、幅10.1メートルですが、スターシップは高さ120メートル、幅9メートルです。

ただし、これら 2 つのキャリアは異なる材料で作られています。 有名なアポロ ロケットは、21 世紀の打ち上げロケットよりもはるかに軽量で、それぞれ 190,000 kg と 330,000 kg です。 サターン V は再利用可能なロケットではなかったため、NASA のエンジニアは軽量で使い捨ての材料、つまりアルミニウム、アスベスト、チタンを選択しました。 新しいStarshipランチャーは完全に再利用可能であるため、SpaceXはステンレス鋼でそれを構築します。

スターシップ vs サターン V パワー

かなり予想通り、この新しい空母はアポロのベテラン空母よりも強力です。 実際、SN ブースター ステージだけが、3 つのサターン ステージすべてを合わせた推力のほぼ 2 倍の推力を生成します。 NASA のロケットの最初のブースター段には、33,000 kN の推力を生成できるエンジンが 10 基搭載されていました。 2 つの追加ステージと組み合わせると、サターン V は最大 40,000 kN を生成できます。 Starship の最初のブースター ステージだけでも、75,00 kN 以上を発生するエンジンが 33 基あります。 それで、スターシップにはロケットが何発あるのでしょうか？ もっと具体的に言えば、ロケットステージでしょうか？ たった 2 つですが、これはすでに 20 世紀のテクノロジーを上回るのに十分です。

もちろん、重量の違いを考慮すると、スターシップの離陸にはさらに多くの推力が必要です。 これにより、離陸時だけでも燃料消費量が増加しますが、SpaceX はすべてのステージを再利用する、つまり操縦して地球に帰還させることも計画しています。 このため、新しい打ち上げロケットは、20 世紀に一般的だった灯油、液体水素、酸素の組み合わせではなく、液体メタンを動力源としています。

このような推進剤の選択には、2 つの非常に重要な利点があります。 まず、メタンは灯油よりも「クリーン」です。たとえ、Orbital Today やその他の立派な情報源が、灯油が 1960 年代に得られた燃料と同じくらい「クリーン」であることに同意する必要があります。 次に、SpaceX にとっておそらくさらに重要なことは、火星でメタンを直接抽出できることです。 これは、スターシップが地球への帰還飛行のために追加の燃料を運ぶ必要がないことを意味し、火星探査により有用なペイロードを提供できる可能性があることを意味します。

そして、それは私たちを次の最も興味深い質問に導きます - スターシップの輸送能力は何ですか? そして、20世紀のベテランと比べてどうですか？

Starship と Saturn V のペイロードの比較

SpaceX は依然としてSN プロトタイプの試験飛行を行っていますが、Starship の輸送能力が 20 世紀の前任者よりもはるかに大きいことはすでに明らかです。 スペースXによると、スターシップは軌道の目的地に応じて100～150トンのペイロードを運ぶことができるという。

では、サターン V ロケットの容量はどれくらいでしょうか? これは軌道にも依存しており、短距離では新しい発射装置と比較できる可能性がありました。 20 世紀で最も有名なロケットは、最大 140 トンの有用な貨物を地球低軌道 (LEO) まで運ぶことができました。 しかし、月周回軌道に輸送できる貨物は 43,5 トンしかありませんでした。 このことを考慮すると、新しいものは再び古いものを上回りますが、それでも土星が最盛期にどれだけ多くのものを運ぶことができたかは印象的です。

Starship vs Saturn V 価格: 製造および発売

ペイロード容量だけでも、Starship のほうが経済的に実現可能であることがすでに暗示されています。 それでも、過去 50 年間で宇宙技術の開発が大幅に安くなったということを忘れてはなりません。 たとえば、NASA がサターン V の開発に要した費用は約 65 億ドルです。インフレ率を考慮すると、これは 2020 年代の価格に換算すると 500 億ドルに相当します。 そしてもちろん、打ち上げごとに費用がかかります。アポロ計画当時、NASA はミッションの離陸ごとに 1 億 8,500 万ドルを現金化する必要がありましたが、これは今日では 13 億ドルに相当します。 莫大な予算！

私たちにとって幸運なことに、今日のテクノロジーはコスト効率が大幅に向上しています。 スターシップはまだ試作段階にあるが、スペースXの創設者イーロン・マスク氏は、開発価格は50億ドルから100億ドルの間になるだろうと主張している。 SN は完全に再利用可能ですが、Saturn V の各ブースター ステージは新しい打ち上げのたびに一から構築する必要があるため、これも覚えておくべき予算のポイントです。 SN の推定打ち上げコストはこれよりはるかに安くなり、150 万ドルから 200 万ドルの間になるはずです。

では、打ち上げの持続可能性と環境への影響についてはどうでしょうか? まあ、この部屋では象を隠すことはできません。ロケットの発射は依然として環境に有害です。 しかし、すでに述べたように、宇宙船に動力を供給するメタンはより穏やかな汚染物質であり、私たちの故郷の惑星の資源を搾取することなく火星でも採掘することができます。 確かに、宇宙資源の採掘の問題には合理的な疑念が生じますが、それはまた別の機会にお話しします。

現時点で、このスターシップとサターン V の簡単な比較を考慮すると、人類がロケット製造において目覚ましい進歩を遂げたことは明らかです。 一方で、今日の成果は 20 世紀の著名なデザインによって裏付けられており、その最も印象的な例は土星です。