星舰与土星五号：火箭容量比较

毫无疑问，月球探索是 20 世纪最伟大的太空竞赛成就之一。 但历史在前进，现在，在 21 世纪，我们决心在月球上建立一个基地，并利用它进一步飞往火星。 美国宇航局将不再单独完成这项工作——今天，该机构将依靠私营公司来实现其雄心勃勃的目标。

早在 20 世纪 60 年代末至 70 年代初，土星五号是有史以来建造的最先进的火箭 - 它成功完成了全部 13 次任务，安全地将总共 24 名宇航员运送到目的地。 如今，大部分“重担”将落在 SpaceX 的星舰 (SN) 上。 因此，快速比较一下Starship 与 Saturn V是有意义的，以了解这一切是如何开始的以及我们已经取得了多大进展。

星舰土星五号比较：尺寸和高度

尽管这两种火箭已经经历了六十年的技术进步，但星舰与土星五号的尺寸非常相似，尽管设计用于携带更大有效载荷的新航天器预计会更大。 星际飞船比土星五号大多少？ 它高9.4m，但直径小1.1，土星高110.6m，宽10.1m，而星舰高120m，宽9m。

然而，这两种载体是由不同的材料制成的。 著名的阿波罗火箭比 21 世纪的运载火箭轻得多，分别为 190,000 公斤和 330,000 公斤。 由于土星五号不是可重复使用的火箭，美国宇航局工程师选择了轻质、一次性材料——铝、石棉和钛。 新的 Starship 发射器将完全可重复使用，因此 SpaceX 采用不锈钢制造。

Starship 与 Saturn V Power

不出所料，新航母比阿波罗老航母更强大。 事实上，仅 SN 助推级产生的推力几乎是所有三个土星级总和的两倍。 NASA 火箭的第一级助推器有 10 台发动机，可产生 33,000 kN 的推力。 加上两个额外的级，土星 V 可以产生高达 40,000 kN 的扭矩。 仅 Starship 的第一个助推级就有 33 台发动机，可产生超过 75,00 kN 的功率。 那么，Starship有多少枚火箭呢？ 更具体地说，火箭阶段？ 虽然只有两个，但这已经足以超越 20 世纪的技术了。

当然，考虑到重量的差异，星舰需要更大的推力才能起飞。 这反过来又导致仅起飞时的燃油消耗就更高，但 SpaceX 还计划重复使用其所有阶段，即将它们带回地球。 这就是为什么新型发射器采用液态甲烷提供动力，而不是 20 世纪常见的煤油、液氢和氧气的组合。

这种推进剂的选择有两个非常重要的优点。 首先，甲烷比煤油“更清洁”——尽管我们必须同意 Orbital Today 和其他受人尊敬的消息来源的观点，即煤油是 20 世纪 60 年代的燃料中最“清洁”的。 其次，也许对 SpaceX 来说更重要的是，可以直接在火星上提取甲烷。 这意味着星舰将不需要为返回地球的航班携带额外的燃料供应，这意味着它可以为火星探索提供更多有用的有效载荷。

这就引出了下一个最有趣的问题——星际飞船的承载能力是多少？ 与20世纪的老将相比如何？

Starship 与 Saturn V 有效载荷比较

尽管 SpaceX 仍在用其 SN 原型机进行试飞，但很明显，Starship 的运载能力将比其 20 世纪的前身大得多。 据 SpaceX 称，Starship 将能够运载 100-150 吨的有效载荷，具体取决于其轨道目的地。

那么，土星五号火箭的容量是多少？ 它也依赖于轨道，并且在小距离上可以与新的发射器进行比较。 20 世纪最著名的火箭可以将多达 140 吨的有用货物运送到近地轨道 (LEO)。 然而，它只能将 43.5 吨的货物运送到跨月轨道。 考虑到这一点，新事物再次击败了旧事物——但土星在其鼎盛时期所能承载的力量仍然令人印象深刻。

星舰与土星五号价格：制造和发射

仅有效载荷能力就已经意味着星际飞船在经济上更加可行。 尽管如此，我们不应该忘记，在过去的五十年里，太空技术的开发也变得更加便宜。 例如，NASA 花费了近 65 亿美元来开发土星五号。考虑到通货膨胀率，这相当于 2020 年代价格的 500 亿美元。 当然，每次发射都是有成本的——在阿波罗计划时，NASA 必须为每次任务起飞兑现 1.85 亿美元，相当于今天的 13 亿美元。 庞大的预算！

对我们来说幸运的是，今天的技术更具成本效益。 尽管 Starship 仍处于原型阶段，但 SpaceX 创始人埃隆·马斯克声称开发成本将在 5 至 100 亿美元之间。 请记住，SN 将完全可重复使用，而每个土星 V 助推器阶段都必须为每次新发射从头开始构建 - 所以这是另一个需要记住的预算点。 SN 的预计发射成本应该要便宜得多——大约在 1.5 到 200 万美元之间。

现在，发射的可持续性和环境影响怎么样？ 好吧，这个房间里的大象是无法隐藏的——火箭发射仍然对环境有害。 但是，正如我们已经提到的，为星际飞船提供动力的甲烷是一种较温和的污染物，也可以在火星上开采，而无需利用我们地球的资源。 当然，开采太空资源的问题引起了一些合理的怀疑——但那是另一回事了。

现在，考虑到星际飞船与土星五号的快速比较，很明显人类在火箭建造方面取得了令人印象深刻的进步。 另一方面，今天的成就得到了 20 世纪杰出设计的支持，土星就是最令人印象深刻的例子。