星艦與土星五號：火箭容量比較

毫無疑問，月球探索是 20 世紀最偉大的太空競賽成就之一。 但歷史正在前進，現在，在 21 世紀，我們決心在月球上建立一個基地，並利用它進一步飛往火星。 美國宇航局將不再單獨完成這項工作——今天，該機構將依靠私人公司來實現其雄心勃勃的目標。

早在 20 世紀 60 年代末至 70 年代初，土星五號是有史以來建造的最先進的火箭 - 它成功完成了全部 13 次任務，安全地將總共 24 名太空人運送到目的地。 如今，大部分「重擔」將落在 SpaceX 的星艦 (SN) 上。 因此，快速比較一下Starship 與 Saturn V是有意義的，以了解這一切是如何開始的以及我們已經取得了多大進展。

星艦土星五號比較：尺寸與高度

儘管這兩種火箭已經經歷了六十年的技術進步，但星艦與土星五號的尺寸非常相似，儘管設計用於攜帶更大有效載荷的新太空船預計會更大。 星際飛船比土星五號大多少？ 它高9.4m，但直徑小1.1，土星高110.6m，寬10.1m，而星艦高120m，寬9m。

然而，這兩種載體是由不同的材料製成的。 著名的阿波羅火箭比 21 世紀的運載火箭輕得多，分別為 190,000 公斤和 330,000 公斤。 由於土星五號不是可重複使用的火箭，美國太空總署工程師選擇了輕質、一次性材料——鋁、石棉和鈦。 新的 Starship 發射器將完全可重複使用，因此 SpaceX 採用不銹鋼製造。

Starship 與 Saturn V Power

不出所料，新航母比阿波羅老航母更強大。 事實上，僅 SN 助推級所產生的推力幾乎是所有三個土星級總和的兩倍。 NASA 火箭的第一級助推器有 10 台發動機，可產生 33,000 kN 的推力。 加上兩個額外的級，土星 V 可以產生高達 40,000 kN 的扭力。 光是 Starship 的第一個助推級就有 33 台發動機，可產生超過 75,00 kN 的功率。 那麼，Starship有多少枚火箭呢？ 更具體地說，火箭階段？ 雖然只有兩個，但這已經足以超越 20 世紀的技術了。

當然，考慮到重量的差異，星艦需要更大的推力才能起飛。 這反過來又導致僅起飛時的燃料消耗就更高，但 SpaceX 還計劃重複使用其所有階段，並將它們帶回地球。 這就是為什麼新型發射器採用液態甲烷提供動力，而不是 20 世紀常見的煤油、液態氫和氧氣的組合。

這種推進劑的選擇有兩個非常重要的優點。 首先，甲烷比煤油「更乾淨」——儘管我們必須同意 Orbital Today 和其他受人尊敬的消息來源的觀點，即煤油是 20 世紀 60 年代的燃料中最「清潔」的。 其次，也許對 SpaceX 來說更重要的是，可以直接在火星上提取甲烷。 這意味著星艦將不需要為返回地球的航班攜帶額外的燃料供應，這意味著它可以為火星探索提供更多有用的有效載荷。

這就引出了下一個最有趣的問題──星際飛船的承載能力是多少？ 與20世紀的老將相比如何？

Starship 與 Saturn V 酬載比較

儘管 SpaceX 仍在用其 SN 原型機進行試飛，但很明顯，Starship 的運載能力將比其 20 世紀的前身大得多。 據 SpaceX 稱，Starship 將能夠運載 100-150 噸的有效載荷，具體取決於其軌道目的地。

那麼，土星五號火箭的容量是多少呢？ 它也依賴軌道，並且在小距離上可以與新的發射器進行比較。 20 世紀最著名的火箭可以將多達 140 噸的有用貨物運送到近地軌道 (LEO)。 然而，它只能將 43.5 噸的貨物運送到跨月軌道。 考慮到這一點，新事物再次擊敗了舊事物——但土星在其鼎盛時期所能承載的力量仍然令人印象深刻。

星艦與土星五號價格：製造與發射

僅有效載荷能力就已經意味著星際飛船在經濟上更加可行。 儘管如此，我們不該忘記，在過去的五十年裡，太空科技的開發也變得更便宜。 例如，NASA 花費了近 65 億美元來開發土星五號。考慮到通貨膨脹率，這相當於 2020 年代價格的 500 億美元。 當然，每次發射都是有成本的——在阿波羅計劃時，NASA 必須為每次任務起飛兌現 1.85 億美元，相當於今天的 13 億美元。 龐大的預算！

對我們來說幸運的是，今天的技術更具成本效益。 儘管 Starship 仍處於原型階段，但 SpaceX 創辦人馬斯克聲稱開發成本將在 500 至 100 億美元之間。 請記住，SN 將完全可重複使用，而每個土星 V 助推器階段都必須為每次新發射從頭開始構建 - 所以這是另一個需要記住的預算點。 SN 的預計發射成本應該便宜得多——大約在 150 到 200 萬美元之間。

現在，發射的可持續性和環境影響怎麼樣？ 好吧，這個房間裡的大像是無法隱藏的——火箭發射仍然對環境有害。 但是，正如我們已經提到的，為星際飛船提供動力的甲烷是一種較溫和的污染物，也可以在火星上開採，而無需利用我們地球的資源。 當然，開採太空資源的問題引起了一些合理的懷疑——但那是另一回事了。

現在，考慮到星際飛船與土星五號的快速比較，很明顯人類在火箭建造方面取得了令人印象深刻的進展。 另一方面，今天的成就得到了 20 世紀傑出設計的支持，土星就是最令人印象深刻的例子。