Kukaan ei ole käynyt kuussa vuoden 1972 jälkeen. Mutta kaupallisten avaruuslentojen myötä ihmisen halu palata syttyy uudelleen ja käynnistää uuden avaruuskilpailun. NASA valitsi yksityisen yrityksen SpaceX osallistua kaupallisiin avaruuslennoihin, mutta tällä yrityksellä on myös oma avaruustutkimusohjelma.
Varmistaakseen lennot Kuuhun ja sen ulkopuolelle NASA ja SpaceX kehittävät uusia suurikapasiteettisia raketteja: Starship SpaceX:ltä ja Avaruusaloitusjärjestelmä NASA:lta.
Mutta miten ne eroavat toisistaan ja kumpi on tehokkaampi?
SpaceX Starship
Raketit käyvät läpi useita vaiheita päästäkseen kiertoradalle. Kun käytetyt polttoainesäiliöt heitetään pois lennon aikana, raketista tulee kevyempi ja siten helpompi kiihdyttää. Laukaisun jälkeen SpaceX:n laukaisujärjestelmä koostuu kahdesta vaiheesta: kantoraketista, joka tunnetaan nimellä BFR (Big Falcon Rocket) ja itse tähtialuksesta.
BFR:n voimanlähteenä on Raptor-rakettimoottori, joka polttaa nestemäisen metaanin ja nestemäisen hapen seosta. Nestemäisen rakettimoottorin perusperiaate on, että kaksi ponneainetta – ponneaine, kuten kerosiini ja hapetin, kuten nestemäinen happi – yhdistetään palotilassa ja sytytetään. Liekki tuottaa korkeassa paineessa kuumaa kaasua, joka suihkutetaan suurella nopeudella moottorin suuttimen läpi työntövoiman luomiseksi.
Raketin työntövoima laukaisussa on 6,6 miljoonaa kiloa, mikä on noin kaksi kertaa suurempi kuin Apollo-aikakauden raketteissa. BFR:n päällä on tähtilaiva, joka itsessään on varustettu kuudella muulla Raptor-moottorilla ja suurella operaatiopaikalla satelliiteille, miehistöosastoille jopa 100 hengelle ja jopa ylimääräisillä polttoainesäiliöillä avaruudessa, mikä on ratkaisevan tärkeää pitkään. -aikainen planeettojen välinen ihmisen lento.
Zorelite on suunniteltu toimimaan sekä avaruuden tyhjiössä että Maan ja Marsin ilmakehissä käyttämällä pieniä liikkuvia siipiä liukumaan halutulle laskeutumisvyöhykkeelle.
Laskeutumisalueen yläpuolella, Starship kääntyy pystyasentoon ja käyttää sisäisiä Raptor-moottoreita laskeutumiseen ja laskeutumiseen. Sillä on tarpeeksi työntövoimaa irtautuakseen Marsin tai Kuun pinnasta, voittaakseen noiden maailmojen heikomman painovoiman ja palatakseen Maahan – jälleen pehmeän laskun ajolla. Starship ja BFR:t ovat täysin uudelleenkäytettäviä, ja koko järjestelmä on suunniteltu nostamaan yli 100 tonnia hyötykuormaa Kuun tai Marsin pinnalle.
Lisää mielenkiintoisia faktoja tästä avaruusaluksesta:
- SpaceX käyttää Starship puhdistamaan tilaa roskista
- SpaceX koelento Starship SN8:aa pidetään onnistuneena räjähdyksestä huolimatta
Starship kiihtyy nopeasti. Prototyypin äskettäinen koelento StarshipSN8, osoitti onnistuneesti tämän työn suorittamiseen tarvittavien liikkeiden määrän. Valitettavasti yksi Raptorin moottoreista epäonnistui ja SN8 kaatui laskeutuessaan. Toista testilentoa odotetaan lähipäivinä.
NASAn avaruuslaukaisujärjestelmä
NASAn Space Launch System (SLS) on tehokkain viraston koskaan käyttämä raketti. Nykyinen inkarnaatio (SLS Unit 1) on lähes 100 metriä korkea.
SLS:n päälava, joka sisältää yli 3,3 miljoonaa litraa nestemäistä vetyä ja nestemäistä happea (noin puolitoista olympiauima-allasta), saa voimansa neljällä RS-25-moottorilla, joista kolmea käytettiin aiemmissa avaruussukkuloissa. Niiden tärkein ero Raptoreihin on, että ne polttavat nestemäistä vetyä metaanin sijaan.
Raketin runkoa täydentää kaksi kiinteää rakettivahvistinta, jotka on kiinnitetty sen kylkeen, ja ne tarjoavat yhteensä 3.7 miljoonan kg:n yhteistyöntövoiman laukaisun yhteydessä – noin 5 % enemmän kuin Saturn V:llä laukaisun yhteydessä. Tämä järjestelmä asettaa avaruusaluksen matalalle Maan kiertoradalle. Tehosteyksikkö on suunniteltu poistamaan siihen kiinnitetty hyötykuorma - astronautin kapseli - Maan kiertoradalta ja se on nestemäisellä polttoaineella toimiva pienempi vaihe, joka toimii yhdellä RL-10-moottorilla (sellaisia käytetään jo ATLAS- ja DELTA-raketeissa), joka on pienempi ja kevyempi kuin RS-25.
Avaruuslaukaisujärjestelmä lähettää Orionin miehistökapselin, joka voi tukea jopa kuuden miehistön jäsentä 21 päivän ajan, kuuhun osana Artemis-1-tehtävää, mikä on tehtävä, jota NASAn nykyiset raketit eivät tällä hetkellä pysty suorittamaan.
Siinä tulee olla suuret akryyliikkunat, jotta kosmonautit voivat tarkkailla matkaa. Sillä on myös oma moottori- ja polttoaineensyöttöjärjestelmä sekä apuvoimalaitteet palatakseen Maahan. Tulevat avaruusasemat, kuten Lunar Gateway, toimivat logistiikkakeskuksena, joka voi sisältää tankkausta.
Mielenkiintoista myös NASAn suunnitelmista:
- NASA on ehdottanut 28 miljardin dollarin suunnitelmaa ihmisten palauttamiseksi kuuhun vuoteen 2024 mennessä
- NASA ja Japani rakentavat yhdessä kiertoradan etuvartioaseman Artemis-ohjelmaa varten
Päälava ja kantoraketti eivät todennäköisesti ole uudelleenkäytettäviä (ne putoavat mereen laskeutumisen sijaan), joten SLS-järjestelmä on kalliimpi sekä materiaalien että ympäristön kannalta. Se on suunniteltu kehitettäviksi suurempiin vaiheisiin, jotka pystyvät kuljettamaan miehistöä tai rahtia, joka painaa jopa 120 tonnia, mahdollisesti enemmän kuin Starship.
Monet SLS:ssä käytetyistä teknologioista ovat niin sanottuja "perintölaitteita", koska ne on mukautettu aikaisemmista tehtävistä, mikä vähentää tutkimus- ja kehitystyötä. Aiemmin tässä kuussa SLS-päälavan testikäynnistys keskeytettiin minuutin ajaksi kahdeksan minuutin testin jälkeen epäillyn komponenttivian vuoksi. Merkittäviä vahinkoja ei tapahtunut, ja SLS-ohjelman johtaja John Honeycutt totesi: "En usko, että meillä on suuria suunnittelumuutoksia."
Ja voittajaksi tulee...
Joten mikä avaruusalus laskee miehistön todennäköisimmin Kuuhun ensimmäisenä? Artemis 2:n on tarkoitus olla ensimmäinen SLS:ää käyttävä miehitetty lento Kuun ohitse, ja sen odotetaan käynnistyvän elokuussa 2023. Vaikka SpaceX:llä ei ole tarkkaa päivämäärää miehistön laukaukselle, heillä on käynnissä #dearmoon, kuun avaruusmatkailuprojekti, joka on suunniteltu vuodelle 2023. Musk sanoi myös, että miehitetty Mars-lento voisi tapahtua jo vuonna 2024, myös käyttämällä Starship.
Loppujen lopuksi kyseessä on kilpailu viraston välillä, jolla on vuosien testausta ja kokemusta, mutta jota rajoittavat vaihtelevat veronmaksajien budjetit ja muutokset hallintopolitiikassa, ja yrityksen, joka on suhteellisen uusi pelissä mutta joka on jo käynnistänyt 109 Falcon 9 -rakettia 98 prosentin osuudella. onnistumisprosentti ja sillä on erityinen pitkän aikavälin kassavirta.
Ensimmäisenä kuuhun saapuva avaa uuden aikakauden maailmantutkimukselle, jolla on edelleen suuri tieteellinen arvo.
Lue myös: