SpaceX vs NASA:Hvem får os først til månen? Her er hvordan deres seneste raketter sammenlignes

Ingen har besøgt månen siden 1972. Men med fremkomsten af ​​kommerciel menneskelig rumflyvning, trangen til at vende tilbage er genopstået og genererer et nyt rumkapløb. NASA har udvalgt det private selskab SpaceX til at være en del af dets kommercielle rumflyvningsoperationer, men firmaet forfølger også sin egen dagsorden for rumudforskning.

For at muliggøre flyvninger til månen og videre, både NASA og SpaceX er ved at udvikle nye tunge løfteraketter:SpaceX's Starship og NASA's Space Launch System.

Men hvordan adskiller de sig, og hvilken er mere kraftfuld?

Rumskib

Raketter gennemgår flere stadier for at komme i kredsløb. Ved at kassere brugte brændstoftanke under flyvning, raketten bliver lettere og derfor nemmere at accelerere. Når i drift, SpaceX's opsendelsessystem vil bestå af to faser:løfteraketten kendt som "BFR" (Big Falcon Rocket) og Starship.

BFR er drevet af Raptor-raketmotoren, forbrænding af en kombination af flydende metan og flydende ilt. Det grundlæggende princip for en raketmotor med flydende brændstof er, at to drivmidler, – et brændstof som petroleum og et oxidationsmiddel som flydende oxygen – bringes sammen i et forbrændingskammer og antændes. Flammen producerer varm gas under højt tryk, som udstødes ved høj hastighed gennem motordysen for at producere tryk.

Raketten vil give 15 millioner pund fremdrift ved opsendelsen, hvilket er cirka dobbelt så meget som raketterne fra Apollo-æraen. På toppen af ​​BFR sidder stjerneskibet, selv drevet af yderligere seks Raptor-motorer og udstyret med en stor missionsplads til at rumme satellitter, rum til op til 100 mandskab og endda ekstra brændstoftanke til tankning i rummet, hvilket er afgørende for langvarig interplanetarisk menneskelig rumflyvning.

Stjerneskibet er designet til at fungere både i rummets vakuum og i atmosfæren på Jorden og Mars, ved hjælp af små bevægelige vinger til at glide til en ønsket landingszone.

En gang over landingsområdet, stjerneskibet vender ind i en lodret position og bruger sine indbyggede Raptor-motorer til at lave en motoriseret nedstigning og landing. Det vil have tilstrækkeligt tryk til at løfte sig selv fra Mars eller månens overflade, overvinde disse verdeners svagere tyngdekraft, og vende tilbage til Jorden - igen laver en blød blød landing. Stjerneskibet og BFR er begge fuldt genbrugelige, og hele systemet er designet til at løfte mere end 100 tons nyttelast til overfladen af ​​månen eller Mars.

Rumfartøjet modnes hurtigt. En nylig testflyvning af Starship-prototypen, SN8, med succes demonstreret en række af de manøvrer, der kræves for at få dette til at fungere. Desværre, der var en funktionsfejl i en af ​​Raptor-motorerne, og SN8 styrtede ned ved landing. Endnu en testflyvning forventes i de kommende dage.

NASA's Space Launch System

Space Launch System (SLS) fra Nasa vil tage kronen fra den udgåede Saturn V som den mest kraftfulde raket, agenturet nogensinde har brugt. Den nuværende inkarnation (SLS blok 1) er næsten 100 meter høj.

SLS kernestadiet, indeholdende mere end 3,3 millioner liter flydende brint og flydende oxygen (svarende til halvanden olympiske svømmebassiner) er drevet af fire RS-25 motorer, hvoraf tre blev brugt på den tidligere rumfærge. Deres væsentligste forskel fra Raptors er, at de forbrænder flydende brint i stedet for metan.

Rakettens kernestadium er forstærket af to solide raketforstærkere, fastgjort til siderne, giver en samlet samlet fremdrift på 8,2 millioner pund ved lanceringen - omkring 5 % mere end Saturn V ved lanceringen. Dette vil løfte rumfartøjet til lav kredsløb om jorden. Det øverste trin er beregnet til at løfte den vedhæftede nyttelast – astronautkapslen – ud af Jordens kredsløb og er et mindre flydende brændstoftrin drevet af en enkelt RL-10-motor (allerede i brug af ATLAS- og DELTA-raketter), som er mindre og lettere end RS-25.

Space Launch System vil sende Orion-besætningskapslen, som kan støtte op til seks mandskab i 21 dage, til månen som en del af Artemis-1-missionen - en opgave, som nuværende Nasa-raketter i øjeblikket ikke er i stand til at udføre.

Det er beregnet til at have store akrylvinduer, så astronauter kan se rejsen. Det vil også have sin egen motor og brændstofforsyning, samt sekundære fremdriftssystemer til at vende tilbage til Jorden. Fremtidige rumstationer, såsom Lunar Gateway, vil fungere som et logistisk knudepunkt, hvilket kan omfatte tankning.

Det er usandsynligt, at kernestadiet og boosterraketterne kan genbruges (i stedet for at lande vil de falde i havet), så der er en højere pris med SLS-systemet, både i materialer og miljømæssigt. Den er designet til at udvikle sig til større etaper, der er i stand til at transportere mandskab eller last, der vejer op til 120 tons, hvilket potentielt er mere end Starship.

Meget af den teknologi, der bruges i SLS, er såkaldt "legacy-udstyr", idet det er tilpasset fra tidligere missioner, skære ned på forsknings- og udviklingstiden. Imidlertid, tidligere på måneden, en testbrand af SLS-kernetrinnet blev stoppet et minut inde i den otte minutters test på grund af en formodet komponentfejl. Der skete ingen væsentlig skade, og SLS-programlederen, John Honeycutt, udtalte:"Jeg tror ikke, vi ser på en væsentlig designændring."

Og vinderen er…

Så hvilket rumfartøj, der sandsynligvis vil nå, bærer en besætning til månen først? Artemis 2 er planlagt som den første bemandede mission, der bruger SLS til at udføre en forbiflyvning af månen og forventes at blive opsendt i august 2023. Hvorimod SpaceX ikke har nogen specifik dato planlagt for bemandet opsendelse, de kører #dearmoon – et projekt, der involverer månens rumturisme, der er planlagt til 2023. Musk har også udtalt, at en bemandet Mars-mission kunne finde sted allerede i 2024, bruger også Starship.

I sidste ende er det en konkurrence mellem et bureau, der har haft mange års test og erfaring, men som er begrænset af et fluktuerende skatteyderbudget og ændringer i administrationspolitikken, og et selskab, der er relativt nyt i spillet, men som allerede har lanceret 109 Falcon 9-raketter med en succesrate på 98 % og har et dedikeret langsigtet cashflow.

Den, der først når månen, vil indvie en ny æra for udforskning af en verden, som stadig har meget videnskabelig værdi.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.