Statek kosmiczny kontra Saturn V: porównanie pojemności rakiet

Eksploracja Księżyca była bez wątpienia jednym z największych osiągnięć wyścigu kosmicznego XX wieku. Historia jednak idzie naprzód i teraz, w XXI wieku, jesteśmy zdeterminowani zbudować bazę na Księżycu i wykorzystać ją do dalszych lotów na Marsa. NASA nie będzie już tego robić sama — dziś agencja w realizacji swoich ambitnych celów będzie polegać na prywatnych firmach.

Na przełomie lat 60. i 70. XX wieku Saturn V był najbardziej zaawansowaną rakietą, jaką kiedykolwiek zbudowano — pomyślnie ukończyła wszystkie 13 misji, bezpiecznie przewożąc w sumie 24 astronautów do miejsc docelowych. Dziś większość „ciężkich ładunków” spadnie na statek kosmiczny SpaceX (SN). Dlatego warto szybko porównać Starship z Saturnem V , aby zobaczyć, jak to wszystko się zaczęło i jak daleko już zaszliśmy.

Porównanie statku kosmicznego Saturn V: rozmiar i wysokość

Mimo że te dwie rakiety dzieli sześć dekad postępu technologicznego, rozmiary Starship i Saturn V są bardzo podobne, mimo że nowy statek kosmiczny, zaprojektowany do przenoszenia większych ładunków, jest prawdopodobnie większy. O ile większy jest Starship od Saturna V? Jest o 9,4 m wyższy, ale o 1,1 m mniejszy w średnicy, Saturn ma 110,6 m wysokości i 10,1 m szerokości, zaś Starship ma 120 m wysokości i 9 m szerokości.

Jednakże te dwa nośniki są zbudowane z różnych materiałów. Słynna rakieta Apollo jest znacznie lżejsza od wyrzutni XXI wieku – odpowiednio 190 000 kg w porównaniu z 330 000 kg. Ponieważ Saturn V nie był rakietą wielokrotnego użytku, inżynierowie NASA wybrali lekkie, jednorazowe materiały — aluminium, azbest i tytan. Nowa wyrzutnia Starship będzie w pełni nadawała się do ponownego użycia, dlatego SpaceX buduje ją ze stali nierdzewnej.

Statek kosmiczny kontra moc Saturna V

Można się spodziewać, że nowy lotniskowiec jest potężniejszy niż weteran Apollo. W rzeczywistości tylko stopień wspomagający SN generuje prawie dwukrotnie większy ciąg niż wszystkie trzy stopnie Saturna razem wzięte. Pierwszy stopień wspomagający rakiety NASA miał dziesięć silników, które mogły generować ciąg 33 000 kN. W połączeniu z dwoma dodatkowymi stopniami Saturn V mógł generować do 40 000 kN. Sam pierwszy stopień wspomagania statku Starship posiada 33 silniki, które generują ponad 75,00 kN. Ile rakiet ma Starship? A konkretnie stopnie rakietowe? Tylko dwa, ale to już wystarczy, aby przewyższyć technologię XX wieku.

Oczywiście, biorąc pod uwagę różnicę w masie, Starship potrzebuje znacznie większego ciągu, aby wystartować. To z kolei skutkuje większym zużyciem paliwa podczas samego startu, ale SpaceX planuje także ponowne wykorzystanie wszystkich swoich etapów – czyli pilotowanie ich z powrotem na Ziemię. Właśnie dlatego nowa wyrzutnia zasilana jest ciekłym metanem, a nie mieszanką nafty, ciekłego wodoru i tlenu, co było powszechne w XX wieku.

Taki wybór paliwa ma dwie bardzo istotne zalety. Po pierwsze, metan jest „czystszy” niż nafta – chociaż musimy zgodzić się z Orbital Today i innymi szanowanymi źródłami, że nafta jest tak „czysta”, jak tylko paliwo mogło być dostępne w latach sześćdziesiątych. Po drugie, być może nawet ważniejsze dla SpaceX, jest to, że metan można wydobywać bezpośrednio na Marsie. Oznacza to, że Starship nie będzie musiał przewozić dodatkowych zapasów paliwa na loty powrotne na Ziemię, co oznacza, że ​​będzie mógł dostarczyć bardziej użyteczny ładunek do eksploracji Marsa.

A to prowadzi nas do kolejnego, najbardziej intrygującego pytania – jaka jest nośność statku Starship? A jak wypada na tle weterana XX wieku?

Porównanie ładunku statku kosmicznego i Saturna V

Choć SpaceX nadal prowadzi loty testowe ze swoimi prototypami SN , już teraz wiadomo, że nośność Starshipa będzie znacznie większa niż jego XX-wiecznego poprzednika. Według SpaceX Starship będzie w stanie przewieźć 100–150 ton ładunku, w zależności od miejsca docelowego na orbicie.

Jaka była zatem pojemność rakiety Saturn V? Zależała również od orbity i na małych dystansach można ją było porównać do nowej wyrzutni. Najsłynniejsza rakieta XX wieku mogła przenieść do 140 ton użytecznego ładunku na niską orbitę okołoziemską (LEO). Jednak na orbitę półksiężycową mógł dostarczyć jedynie 43,5 tony ładunku. Biorąc to pod uwagę, nowe po raz kolejny pokonuje stare, ale wciąż robi wrażenie, jak wiele Saturn mógł unieść w szczytowym okresie.

Statek kosmiczny kontra Saturn V Cena: produkcja i uruchomienie

Już sama pojemność ładunkowa oznacza, że ​​Starship będzie bardziej ekonomicznie wykonalny. Nie powinniśmy jednak zapominać, że rozwój technologii kosmicznych stał się również znacznie tańszy w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat. Na przykład NASA potrzebowała prawie 6,5 miliarda dolarów na opracowanie Saturna V. Biorąc pod uwagę stopę inflacji, oznacza to 50 miliardów dolarów w cenach z lat 20. XX wieku. No i oczywiście każdy start wiąże się z kosztami — w czasie realizacji programu Apollo NASA musiała wypłacić 185 milionów dolarów za każdy start misji, co obecnie stanowi równowartość 1,3 miliarda dolarów. Ogromne budżety!

Na szczęście dla nas dzisiejsza technologia jest znacznie tańsza. Mimo że Starship jest wciąż w fazie prototypu, założyciel SpaceX Elon Musk twierdzi, że cena opracowania wyniesie od 5 do 10 miliardów dolarów. Należy pamiętać, że SN będzie w pełni nadawał się do ponownego użycia, podczas gdy każdy stopień wspomagający Saturn V musiał być budowany od podstaw przed każdym nowym startem – jest to więc kolejny punkt budżetowy, o którym należy pamiętać. Szacunkowy koszt uruchomienia SN powinien być znacznie tańszy – od 1,5 do 2 milionów dolarów.

A co z zrównoważonym rozwojem i wpływem na środowisko? Cóż, w tym pokoju słonia nie da się ukryć – wystrzelenie rakiet nadal jest szkodliwe dla środowiska. Jednak, jak już wspomnieliśmy, metan, który powinien zasilać statki kosmiczne, jest łagodniejszą substancją zanieczyszczającą, którą można wydobywać również na Marsie bez wykorzystywania zasobów naszej rodzimej planety. Jasne, kwestia zasobów przestrzeni wydobywczej budzi pewne uzasadnione wątpliwości – ale to historia na inny dzień.

W tej chwili, biorąc pod uwagę to szybkie porównanie Starshipa z Saturnem V, staje się oczywiste, że ludzkość poczyniła imponujący postęp w budowie rakiet. Z drugiej strony, dzisiejsze osiągnięcia poparte są wybitnymi projektami XX wieku, których Saturn jest najbardziej imponującym przykładem.