博斯特 财经 地球两大全新重型火箭PK:马斯克星舰完胜

地球两大全新重型火箭PK:马斯克星舰完胜

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10月11日消息,美国宇航局(NASA)的巨型火箭 太空发射系统 (SLS)和埃隆 马斯克旗下SpaceX的星际飞船将在未来几十年内将人类送入太空,包括登陆月球乃至火星。

这两大系统都可能在下个月尝试发射,开启太空探索的新纪元。那么它们到底有何不同,各有什么目标?

1.高度、重量以及推力

SLS和星际飞船都是世界上最强大的火箭。其中,星际飞船似乎具有更大优势:

星际飞船能够产生1600万磅(约合7257吨)的推力,而SLS可以产生的推力为880万磅(约合3992吨)。

SLS的Block 1(即发射系统第一级)高322英尺(约合98米),星际飞船高394英尺(120米),其中飞船本身高164英尺(约合49米),助推器高230英尺(约合70米)。

在加满推进剂的情况下,星际飞船的整体重量达到1100万磅(约合500万公斤)。相比之下,SLS的重量为550万磅(约合250万公斤)。

星际飞船不使用固体燃料,以液氧和甲烷为推进剂,而SLS使用液氧、液氢以及固体燃料;此外,星际飞船由32台猛禽发动机提供动力,SLS核心级使用四个RS-25发动机。

2.建造成本和时间跨度

SLS与NASA重返月球计划Artemis同时推进,但这款运载火箭的设计于2011年首次亮相。八年前,SLS进入了正式开发阶段。

自那以后的许多次延迟都是由SLS本身问题所致,而Artemis计划也始终受到宇航服和载人登陆器系统开发问题的困扰,这些系统将把宇航员送到月球表面。

为了减少成本和开发时间,NASA一直在升级航天飞机和其他探索项目经过验证的硬件,同时利用尖端工具和制造技术。SLS的某些部件是新的,其他部件则是升级而来,比如增加满足现代太空探索任务所需要的功能。整个Artemis项目耗资约230亿美元,且不能重复使用。

马斯克星际飞船的助推器是多年研发成果,先后用于2009年退役的猎鹰1号火箭、猎鹰9号火箭、猎鹰重型火箭以及现在的超重型火箭上。

因此,就开发和制造成本而言,很难准确地将SLS与星际飞船进行比较。但仅就星际飞船而言,据估计其已经花费了SpaceX大约2.16亿美元。

SpaceX超重型火箭的想法可以追溯到2005年11月,当时马斯克首次谈到他想要打造巨型火箭的愿景。

3.星际飞船与SLS工作原理

SLS由核心级和临时低温推进级提供动力,核心级的两侧是两个固体火箭助推器。固体火箭助推器含有推进剂聚丁二烯丙烯腈,在飞行的前两分钟内提供75%以上的飞行推力。与此同时,核心级储存了约200万升的过冷液氢和液氧,为RS-25发动机提供燃料。

与SLS不同,星际飞船属于可重复使用发射系统,为此其飞行成本可能比大多数火箭便宜200倍。在准备好降落在地面上时,星际飞船最初将以60度角重新进入大气层,然后以水平位置 俯冲 到地面。

这种返回方式利用了大气层来减缓飞行器的下降速度,但缺点是不太稳定。正是出于这个原因,星际飞船在前后安装了四个钢制着陆襟翼以控制其下降姿态,其工作方式类似于跳伞运动员使用手臂和腿控制自由落体的方式。

当星际飞船接近地面时,它会重新翻转为垂直姿态,然后启动猛禽发动机控制安全着陆。

2019年11月,马斯克声称,由于重复使用火箭提高了效率,星际飞船每次发射的成本可能只需200万美元。相比之下,SLS每次发射成本股价高达41亿美元。

4.载人太空舱

SLS搭载的太空舱名为 猎户座 ,可以容纳四名宇航员。虽然NASA定于11月首次试射SLS,但这将是猎户座太空舱的第二次发射。早在2014年12月,猎户座就进行了首次试飞,当时它搭乘ULA Delta IV重型火箭进入太空。

11月份发射时,猎户座将不会搭载任何机组人员,而是将携带假人往返月球。这些设计是为了复制人类体重,让科学家和工程师了解太空舱的飞行性能,而不会让人类处于危险之中。

从发射到返回前,猎户座将与3米长的欧洲服务舱(ESM)相连,后者为其提供空气、水、电力和动力。

如果计划进展顺利,Artemis II将在2024年进行载人绕月飞行,而Artemis III将在2025年将人类送回月球表面。届时,SLS、猎户座和星际飞船将通力合作。当猎户座到达月球轨道,它将与星际飞船充当的着陆器对接。

2021年,NASA授予SpaceX价值28.9亿美元的合同,将星际飞船开发成能够在2030年前将宇航员送上月球表面的着陆器。最终,NASA希望让猎户座、着陆器与月球轨道空间站对接,以执行更复杂的太空任务。

另一方面,星际飞船最终将能够搭载多达100人前往火星。对于往返火星的长途旅行(单程可能需要长达9个月),马斯克希望在靠近上级前部的有效载荷区域安装大约40个舱室。

马斯克曾说过: 如果你真的想让人挤进去,每个舱室应该可以容纳五到六个人。但我认为大多数情况下,我们预计每个舱室会有两到三个人,所以每次飞往火星的航班大约可搭乘100人。

至于其余有效载荷,星际飞船近地轨道最大有效载荷为100到150吨,月球轨道最大有效载荷为100吨,而SLS分别为95吨和27吨。虽然星际飞船暂时领先,但SLS有效载荷能力预计将随着设计的更新迭代而增长。

5.SLS和星际飞船发射

星际飞船预计将从美国得克萨斯州靠近博卡奇卡镇的星际基地发射。然而,SpaceX在发射之前首先需要获得美国联邦航空管理局(FAA)的发射许可证。

马斯克此前曾表示,星际飞船可以从佛罗里达州肯尼迪航天中心的39A发射台升空,该设施目前用于发射SpaceX的猎鹰系列火箭。它就在39B发射台旁边,SLS将从那里升空。

这两款运载火箭都受到了一系列延迟的困扰。马斯克最近表示,他认为超重型火箭应该可以在本月发射升空。在被问及星际飞船何时进行首次轨道飞行时,马斯克发文称: 可能是下10月底,但11月的可能性也很大。

SpaceX原计划于2022年1月将星际飞船送入轨道,但在FAA对其得克萨斯州发射场进行环境评估后,该公司被迫推迟计划。

Artemis I任务原计划在8月底发射,将无人驾驶的猎户座太空舱送入太空,并开始绕月飞行。但自那以来,先是发动机故障,随后燃料泄漏,最近又有飓风来袭,SLS的发射不得不一次次延迟。NASA已经表示,计划在11月12日至27日之间进行发射尝试。

6.SLS和星际飞船目标不同

从技术上讲,这两款火箭都是为将人类送上火星而设计的。但SLS首先将更多地关注月球,包括帮助人类返回月球表面,在月球轨道上建造空间站,以及在月球上建立永久人类基地。

在此过程中,星际飞船也将出力,而且马斯克还承诺在2023年为日本亿万富翁前泽有作进行一次环月旅行。显然,星际飞船也可以用于太空旅游。

不过,马斯克对星际飞船的主要愿景是登陆火星,他甚至希望在这颗红色星球上建造城市。这听起来有些雄心勃勃,但马斯克对星际飞船的长期目标是,它可能会把人们送到太阳系更远的地方,包括像木星这样的气态巨星上。

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作者: seoba2020

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