Astronave vs Saturn V: confronto della capacità dei razzi

L’esplorazione della Luna è stata, senza dubbio, una delle più grandi conquiste della corsa allo spazio del 20° secolo. Ma la storia avanza e ora, nel 21° secolo, siamo determinati a costruire una base sulla Luna e utilizzarla per ulteriori voli su Marte. E la NASA non lo farà più da sola: oggi l’agenzia farà affidamento su società private per raggiungere i suoi ambiziosi obiettivi.

Tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70, Saturn V era il razzo più avanzato mai costruito: completò con successo tutte le 13 missioni, trasportando in sicurezza un totale di 24 astronauti a destinazione. Oggi, la maggior parte del “lavoro pesante” ricadrà sulla Starship (SN) di SpaceX. Quindi, ha senso fare un rapido confronto tra Starship e Saturn V per vedere come tutto è iniziato e quanto siamo già progrediti.

Confronto dell'astronave Saturn V: dimensioni e altezza

Anche se sei decenni di progresso tecnologico separano questi due razzi, le dimensioni di Starship e Saturn V sono molto simili, anche se il nuovo veicolo spaziale, progettato per trasportare carichi utili maggiori, è presumibilmente più grande. Quanto è più grande Starship di Saturn V? È 9,4 m più alto ma 1,1 più piccolo di diametro, con Saturno che misura 110,6 m di altezza e 10,1 m di larghezza, mentre Starship è alto 120 m e largo 9 m.

Tuttavia, questi due vettori sono costruiti con materiali diversi. Il famoso razzo Apollo è molto più leggero del lanciatore del 21° secolo, rispettivamente con 190.000 kg contro 330.000 kg. Poiché il Saturn V non era un razzo riutilizzabile, gli ingegneri della NASA hanno scelto materiali leggeri e usa e getta: alluminio, amianto e titanio. Il nuovo lanciatore Starship sarà completamente riutilizzabile, quindi SpaceX lo costruisce in acciaio inossidabile.

Astronave contro Saturn V Power

Come era prevedibile, la nuova portaerei sarà più potente della veterana Apollo. In effetti, solo lo stadio booster SN genera quasi il doppio della spinta rispetto a tutti e tre gli stadi Saturn messi insieme. Il primo stadio booster del razzo della NASA aveva dieci motori in grado di generare una spinta di 33.000 kN. In combinazione con i due stadi aggiuntivi, Saturn V potrebbe generare fino a 40.000 kN. Il solo primo stadio booster di Starship ha 33 motori che generano oltre 75,00 kN. Allora, quanti razzi ha Starship? Più specificamente, gli stadi dei razzi? Solo due, ma già sufficienti per sovraperformare la tecnologia del XX secolo.

Naturalmente, considerando la differenza di peso, la Starship ha bisogno di molta più spinta per decollare. Ciò, a sua volta, si traduce in un maggiore consumo di carburante solo al decollo, ma SpaceX prevede anche di riutilizzare tutte le sue fasi, ovvero di riportarle sulla Terra. Questo è il motivo per cui il nuovo lanciatore è alimentato da metano liquido e non da una combinazione di cherosene, idrogeno liquido e ossigeno comune nel 20° secolo.

Una tale scelta di propellente presenta due vantaggi molto importanti. Innanzitutto, il metano è “più pulito” del cherosene, anche se dobbiamo essere d’accordo con Orbital Today e altre fonti rispettabili sul fatto che il cherosene è “pulito” quanto il carburante poteva essere ottenuto negli anni ’60. Il secondo, e forse ancora più importante per SpaceX, è che il metano può essere estratto direttamente su Marte. Ciò significa che Starship non avrà bisogno di trasportare ulteriori scorte di carburante per i voli di ritorno sulla Terra, il che significa che potrebbe fornire un carico utile più utile per l’esplorazione di Marte.

E questo ci porta alla domanda successiva, più intrigante: qual è la capacità di carico di Starship? E come si confronta con il veterano del 20° secolo?

Confronto del carico utile tra astronave e Saturn V

Anche se SpaceX sta ancora effettuando voli di prova con i suoi prototipi SN , è già chiaro che la capacità di carico della Starship sarà molto maggiore di quella del suo predecessore del 20° secolo. Secondo SpaceX, la Starship sarà in grado di trasportare 100-150 tonnellate di carico utile, a seconda della destinazione orbitale.

Allora, qual era la capacità del razzo Saturn V? Dipendeva anche dall'orbita e, su piccole distanze, poteva essere paragonato al nuovo lanciatore. Il razzo più famoso del 20° secolo poteva trasportare fino a 140 tonnellate di carico utile nell'orbita terrestre bassa (LEO). Tuttavia, poteva trasportare solo 43,5 tonnellate di carico nell’orbita translunare. Considerando questo, il nuovo batte ancora una volta il vecchio, ma è comunque impressionante quanto Saturno potesse portare al suo apice.

Starship vs Saturn V Prezzo: produzione e lancio

La sola capacità di carico utile implica già che Starship sarà economicamente più fattibile. Tuttavia, non dovremmo dimenticare che lo sviluppo della tecnologia spaziale è diventato anche molto più economico negli ultimi cinquant’anni. Ad esempio, la NASA ha impiegato quasi 6,5 miliardi di dollari per sviluppare Saturn V. Considerando il tasso di inflazione, ciò si traduce in 50 miliardi di dollari nei prezzi del 2020. E, naturalmente, c’è il costo di ogni lancio: all’epoca del programma Apollo, la NASA doveva incassare 185 milioni di dollari per ogni decollo di missione, che oggi equivalgono a 1,3 miliardi di dollari. Budget enormi!

Fortunatamente per noi, la tecnologia odierna è notevolmente più conveniente. Anche se Starship è ancora in fase di prototipo, il fondatore di SpaceX Elon Musk afferma che il prezzo di sviluppo sarebbe compreso tra 5 e 10 miliardi di dollari. Tieni presente che SN sarà completamente riutilizzabile, mentre ogni stadio di potenziamento del Saturn V doveva essere costruito da zero per ogni nuovo lancio, quindi questo è un altro punto di budget da ricordare. Il costo di lancio stimato per SN dovrebbe essere molto più economico, tra 1,5 e 2 milioni di dollari.

Ora, che dire della sostenibilità del lancio e dell’impatto ambientale? Ebbene, non si può nascondere l’elefante in questa stanza: i lanci di razzi sono ancora dannosi per l’ambiente. Ma, come abbiamo già accennato, il metano che dovrebbe alimentare le astronavi è un inquinante più blando che può essere estratto anche su Marte senza sfruttare le risorse del nostro pianeta natale. Certo, la questione dell’estrazione delle risorse spaziali suscita qualche ragionevole dubbio, ma questa è una storia per un altro giorno.

In questo momento, considerando questo rapido confronto tra Starship e Saturn V, diventa ovvio che l’umanità ha fatto progressi impressionanti nella costruzione di razzi. D'altra parte, i risultati odierni sono supportati da importanti progetti del 20° secolo, di cui Saturno è l'esempio più impressionante.