Звездолет против Сатурна V: сравнение мощности ракет

Исследование Луны, без всякого сомнения, было одним из величайших достижений космической гонки 20-го века. Но история идет вперед, и теперь, в 21 веке, мы полны решимости построить базу на Луне и использовать ее для дальнейших полетов на Марс. И НАСА больше не будет делать это в одиночку — сегодня агентство будет полагаться на частные компании для достижения своих амбициозных целей.

Еще в конце 1960-х — начале 1970-х годов «Сатурн-5» был самой совершенной ракетой из когда-либо созданных — она успешно выполнила все 13 миссий, благополучно доставив к месту назначения в общей сложности 24 космонавта. Сегодня большая часть «тяжелой работы» ляжет на корабль SpaceX Starship (SN). Итак, имеет смысл провести быстрое сравнение Starship и Saturn V , чтобы увидеть, как все началось и как далеко мы уже продвинулись.

Сравнение звездолета Сатурн V: размер и высота

Несмотря на то, что эти две ракеты разделяют шесть десятилетий технического прогресса, размеры Starship и Saturn V очень похожи, хотя новый космический корабль, предназначенный для перевозки более крупной полезной нагрузки, ожидаемо больше. Насколько Starship больше Сатурна V? Он на 9,4 метра выше, но на 1,1 метра меньше в диаметре: Сатурн имеет высоту 110,6 метра и ширину 10,1 метра, а Starship — 120 метров в высоту и 9 метров в ширину.

Однако эти два носителя построены из разных материалов. Знаменитая ракета «Аполлон» намного легче ракеты-носителя XXI века — 190 000 кг против 330 000 кг соответственно. Поскольку «Сатурн-5» не был ракетой многоразового использования, инженеры НАСА выбрали легкие одноразовые материалы — алюминий, асбест и титан. Новая ракета-носитель Starship будет полностью многоразовой, поэтому SpaceX строит ее из нержавеющей стали.

Звездолет против Сатурна V Power

Вполне ожидаемо, что новый носитель окажется мощнее ветерана «Аполлона». Фактически, только разгонная ступень SN генерирует почти вдвое большую тягу, чем все три ступени Сатурна вместе взятые. Первая ступень ракеты НАСА имела десять двигателей, способных развивать тягу 33 000 кН. В сочетании с двумя дополнительными ступенями Сатурн-5 может генерировать силу до 40 000 кН. Только первая ускорительная ступень Starship оснащена 33 двигателями мощностью более 75,00 кН. Итак, сколько ракет у Starship? Точнее, ступени ракеты? Всего два, но этого уже достаточно, чтобы превзойти технику 20-го века.

Конечно, учитывая разницу в весе, для взлета Starship требуется гораздо большая тяга. Это, в свою очередь, приводит к увеличению расхода топлива только на взлете, но SpaceX также планирует повторно использовать все свои ступени — то есть отправить их обратно на Землю. Вот почему новая ракета-носитель работает на жидком метане, а не на смеси керосина, жидкого водорода и кислорода, которая была распространена в 20 веке.

Такой выбор топлива имеет два очень важных преимущества. Во-первых, метан «чище», чем керосин — хотя мы должны согласиться с Orbital Today и другими авторитетными источниками, что керосин настолько «чист», насколько топливо могло быть в 1960-х годах. Во-вторых, и, возможно, даже более важным для SpaceX, является то, что метан можно добывать непосредственно на Марсе. Это означает, что Starship не нужно будет нести дополнительные запасы топлива для обратных полетов на Землю, а это означает, что он сможет доставить более полезную полезную нагрузку для исследования Марса.

И это подводит нас к следующему, самому интригующему вопросу — какова грузоподъемность Starship? И как он соотносится с ветераном 20-го века?

Сравнение полезной нагрузки Starship и Saturn V

Несмотря на то, что SpaceX все еще проводит испытательные полеты со своими прототипами SN , уже сейчас ясно, что грузоподъемность Starship будет намного больше, чем у его предшественника 20-го века. По данным SpaceX, Starship сможет нести 100-150 тонн полезной нагрузки, в зависимости от пункта назначения на орбите.

Итак, какова же была мощность ракеты «Сатурн-5»? Она также была орбитально-зависимой и на небольших дистанциях ее можно было сравнить с новой ракетой-носителем. Самая известная ракета 20-го века могла доставить на низкую околоземную орбиту (НОО) до 140 тонн полезного груза. Однако на транслунную орбиту он смог доставить лишь 43,5 тонны груза. Учитывая это, новое снова превосходит старое, но все же впечатляет, сколько Сатурн мог нести в расцвете сил.

Звездолет против Сатурна V Цена: производство и запуск

Одна только грузоподъемность уже подразумевает, что Starship будет более экономически целесообразным. Тем не менее, мы не должны забывать, что развитие космических технологий за последние пятьдесят лет также стало намного дешевле. Например, НАСА потребовалось почти 6,5 миллиардов долларов на разработку Сатурна-5. Учитывая уровень инфляции, это соответствует 50 миллиардам долларов в ценах 2020-х годов. И, конечно же, есть стоимость каждого запуска — во время программы «Аполлон» НАСА приходилось обналичивать 185 миллионов долларов за каждый взлет миссии, что сегодня эквивалентно 1,3 миллиарда долларов. Огромные бюджеты!

К счастью для нас, современные технологии значительно более эффективны с точки зрения затрат. Несмотря на то, что Starship все еще находится на стадии прототипа, основатель SpaceX Илон Маск утверждает, что цена разработки составит от 5 до 10 миллиардов долларов. Имейте в виду, что SN будет полностью многоразовым, тогда как каждую разгонную ступень Saturn V нужно было строить с нуля для каждого нового запуска — так что это еще одна статья бюджета, о которой следует помнить. Ориентировочная стоимость запуска SN должна быть намного дешевле — где-то между 1,5 и 2 миллионами долларов.

А как насчет устойчивости запуска и воздействия на окружающую среду? Что ж, слона в этой комнате не спрятать — запуски ракет по-прежнему вредны для окружающей среды. Но, как мы уже упоминали, метан, которым должны питаться звездолеты, является более мягким загрязнителем, который также можно добывать на Марсе, не эксплуатируя ресурсы нашей родной планеты. Да, вопрос добычи космических ресурсов вызывает некоторые обоснованные сомнения — но это уже разговор в другой раз.

Прямо сейчас, учитывая это быстрое сравнение Starship и Saturn V, становится очевидным, что человечество добилось впечатляющего прогресса в ракетостроении. С другой стороны, сегодняшние достижения подкреплены выдающимися проектами 20-го века, наиболее впечатляющим примером которых является Сатурн.