ไม่มีใครไปดวงจันทร์มาตั้งแต่ปี 1972 แต่ด้วยการกำเนิดของการบินอวกาศเชิงพาณิชย์ ความปรารถนาของมนุษย์ที่จะกลับมาก็ลุกโชนขึ้นอีกครั้งและเริ่มการแข่งขันในอวกาศครั้งใหม่ นาซา เลือกบริษัทเอกชน ปา เพื่อเข้าร่วมในการบินอวกาศเชิงพาณิชย์ แต่บริษัทนี้ก็มีโครงการสำรวจอวกาศของตัวเองด้วย
เพื่อให้แน่ใจว่าเที่ยวบินไปยังดวงจันทร์และไกลออกไป NASA และ SpaceX กำลังพัฒนาจรวดความจุสูงใหม่: Starship จาก SpaceX และ ระบบเปิดพื้นที่ จากองค์การนาซ่า
แต่พวกมันต่างกันอย่างไรและอันไหนทรงพลังกว่ากัน?
ปา Starship
จรวดต้องผ่านหลายขั้นตอนเพื่อเข้าสู่วงโคจร ด้วยการทิ้งถังเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วระหว่างการบิน จรวดจะเบาลงและเร่งความเร็วได้ง่ายขึ้น เมื่อเปิดตัวแล้ว ระบบปล่อยของ SpaceX จะประกอบด้วย XNUMX ขั้นตอน ได้แก่ ยานปล่อยที่รู้จักกันในชื่อ BFR (จรวด Big Falcon) และตัวยานเอง
BFR ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์จรวด Raptor ซึ่งเผาไหม้ส่วนผสมของมีเทนเหลวและออกซิเจนเหลว หลักการพื้นฐานของเครื่องยนต์จรวดเหลวคือตัวขับดันสองตัว ได้แก่ ตัวขับดัน เช่น น้ำมันก๊าด และตัวออกซิไดเซอร์ เช่น ออกซิเจนเหลว จะรวมกันในห้องเผาไหม้และจุดไฟ เปลวไฟจะผลิตก๊าซร้อนภายใต้ความดันสูง ซึ่งถูกขับออกมาด้วยความเร็วสูงผ่านหัวฉีดของเครื่องยนต์เพื่อสร้างแรงขับ
จรวดจะให้แรงขับ 6,6 ล้านกิโลกรัมเมื่อปล่อย ซึ่งประมาณสองเท่าของจรวดในยุคอพอลโล ด้านบนของ BFR คือยานเอ็นเตอร์ไพรส์ ซึ่งตัวมันเองติดตั้งเครื่องยนต์ Raptor อีก 100 เครื่องและช่องปฏิบัติการขนาดใหญ่สำหรับเก็บดาวเทียม ห้องลูกเรือที่รองรับได้มากถึง XNUMX คน และแม้แต่ถังเชื้อเพลิงเพิ่มเติมสำหรับการเติมเชื้อเพลิงในอวกาศ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในระยะยาว - ระยะการบินของมนุษย์ระหว่างดาวเคราะห์
Zorelite ได้รับการออกแบบให้ทำงานทั้งในสุญญากาศของอวกาศและในชั้นบรรยากาศของโลกและดาวอังคาร โดยใช้ปีกขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ได้เพื่อร่อนลงไปยังโซนลงจอดที่ต้องการ
เมื่ออยู่เหนือพื้นที่ลงจอดแล้ว Starship พลิกเป็นแนวตั้งและใช้เครื่องยนต์ Raptor ในตัวเพื่อลงและลงจอด มันจะมีแรงขับมากพอที่จะแยกตัวออกจากพื้นผิวของดาวอังคารหรือดวงจันทร์ เอาชนะแรงโน้มถ่วงที่อ่อนกว่าของโลกเหล่านั้น และกลับสู่โลกอีกครั้ง โดยลงจอดอย่างนุ่มนวลด้วยไดรฟ์ Starship และ BFR นั้นสามารถนำมาใช้ซ้ำได้อย่างสมบูรณ์ และระบบทั้งหมดได้รับการออกแบบให้ยกน้ำหนักบรรทุกมากกว่า 100 ตันไปยังพื้นผิวดวงจันทร์หรือดาวอังคาร
ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับยานอวกาศลำนี้:
- SpaceX จะใช้ Starship เพื่อทำความสะอาดพื้นที่จากเศษขยะ
- การบินทดสอบของ SpaceX Starship SN8 ถือว่าประสบความสำเร็จแม้ว่าจะมีการระเบิดก็ตาม
Starship กำลังได้รับแรงผลักดันอย่างรวดเร็ว การบินทดสอบล่าสุดของต้นแบบ StarshipSN8 ประสบความสำเร็จในการแสดงจำนวนการซ้อมรบที่จำเป็นสำหรับงานนี้ น่าเสียดายที่หนึ่งในเครื่องยนต์ของ Raptor ล้มเหลวและ SN8 ขัดข้องขณะลงจอด คาดว่าจะบินทดสอบอีกครั้งในอีกไม่กี่วันข้างหน้า
ระบบปล่อยอวกาศของนาซ่า
Space Launch System (SLS) ของ NASA เป็นจรวดที่ทรงพลังที่สุดเท่าที่หน่วยงานเคยใช้มา ชาติปัจจุบัน (SLS หน่วยที่ 1) สูงเกือบ 100 เมตร
เวทีหลักของ SLS ซึ่งบรรจุไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวมากกว่า 3,3 ล้านลิตร (ประมาณ 25 ของสระว่ายน้ำโอลิมปิก) ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ RS-XNUMX สี่เครื่อง ซึ่งสามเครื่องเคยใช้กับกระสวยอวกาศก่อนหน้านี้ ความแตกต่างหลักจาก Raptors ก็คือพวกมันเผาผลาญไฮโดรเจนเหลวแทนก๊าซมีเทน
ตัวหลักของจรวดถูกเสริมด้วยตัวเสริมจรวดแบบแข็ง 3.7 ตัวที่ติดอยู่ด้านข้าง ทำให้มีแรงขับรวม 5 ล้านกก. เมื่อปล่อย – มากกว่า Saturn V ประมาณ 10% เมื่อปล่อย ระบบนี้จะทำให้ยานอวกาศเข้าสู่วงโคจรระดับต่ำของโลก หน่วยสนับสนุนได้รับการออกแบบมาเพื่อถอดน้ำหนักบรรทุกที่ติดอยู่ - แคปซูลของนักบินอวกาศ - ออกจากวงโคจรของโลกและเป็นเวทีขนาดเล็กที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวซึ่งขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ RL-25 เดียว (ซึ่งใช้ในจรวด ATLAS และ DELTA แล้ว) ซึ่งมีขนาดเล็กและเบากว่า RS-XNUMX
ระบบปล่อยอวกาศจะส่งแคปซูลลูกเรือ Orion ซึ่งสามารถรองรับสมาชิกลูกเรือได้สูงสุด 21 คนเป็นเวลา 1 วัน ไปยังดวงจันทร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจ Artemis-XNUMX ซึ่งเป็นภารกิจที่จรวดปัจจุบันของ NASA ไม่สามารถทำได้ในปัจจุบัน
ควรมีหน้าต่างอะคริลิกขนาดใหญ่เพื่อให้นักบินอวกาศสามารถสังเกตการเดินทางได้ มันจะมีเครื่องยนต์และระบบจ่ายเชื้อเพลิงของตัวเอง เช่นเดียวกับหน่วยขับเคลื่อนเสริมสำหรับการกลับสู่โลก สถานีอวกาศในอนาคต เช่น Lunar Gateway จะทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางด้านโลจิสติกส์ซึ่งอาจรวมถึงการเติมเชื้อเพลิง
ที่น่าสนใจเกี่ยวกับแผนการของ NASA:
- NASA ได้เสนอแผนมูลค่า 28 พันล้านดอลลาร์เพื่อส่งมนุษย์กลับดวงจันทร์ภายในปี 2024
- NASA และญี่ปุ่นจะร่วมกันสร้างด่านหน้าวงโคจรสำหรับโปรแกรม Artemis
เวทีหลักและยานปล่อยไม่น่าจะนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (พวกมันจะตกลงสู่มหาสมุทรแทนที่จะลงจอด) ดังนั้นระบบ SLS จึงมีราคาแพงกว่าทั้งในแง่ของวัสดุและสิ่งแวดล้อม ได้รับการออกแบบให้พัฒนาไปสู่ระยะที่ใหญ่ขึ้นโดยสามารถบรรทุกลูกเรือหรือสินค้าที่มีน้ำหนักได้ถึง 120 ตัน ซึ่งอาจจะมากกว่า Starship.
เทคโนโลยีหลายอย่างที่ใช้ใน SLS เรียกว่า "ฮาร์ดแวร์รุ่นเก่า" เนื่องจากดัดแปลงมาจากภารกิจก่อนหน้า ทำให้ลดเวลาการวิจัยและพัฒนา เมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา การเปิดตัวการทดสอบของเวทีหลักของ SLS ถูกระงับไปหนึ่งนาทีจากการทดสอบแปดนาที เนื่องจากสงสัยว่าส่วนประกอบล้มเหลว ไม่มีความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ และ John Honeycutt ผู้จัดการโปรแกรม SLS กล่าวว่า "ฉันไม่คิดว่าเราจะมีการเปลี่ยนแปลงการออกแบบที่สำคัญใดๆ"
และผู้ชนะจะกลายเป็น...
แล้วยานอวกาศลำไหนที่น่าจะนำลูกเรือไปลงจอดบนดวงจันทร์ก่อนกันมากที่สุด? Artemis 2 ได้รับการวางแผนที่จะเป็นภารกิจแรกที่ใช้ SLS เพื่อบินผ่านดวงจันทร์และคาดว่าจะเปิดตัวในเดือนสิงหาคม 2023 แม้ว่า SpaceX จะไม่มีวันที่เจาะจงสำหรับการเปิดตัวโดยมนุษย์ แต่พวกเขากำลังดำเนินการ #dearmoon ซึ่งเป็นโครงการท่องเที่ยวอวกาศบนดวงจันทร์ซึ่งมีกำหนดในปี 2023 มัสก์ยังกล่าวอีกว่าภารกิจบนดาวอังคารที่มีมนุษย์ควบคุมอาจเกิดขึ้นอย่างเร็วที่สุดในปี 2024 เช่นกัน Starship.
ท้ายที่สุดแล้ว เป็นการแข่งขันระหว่างหน่วยงานที่มีการทดสอบและประสบการณ์หลายปี แต่ถูกจำกัดด้วยงบประมาณของผู้เสียภาษีที่ผันผวนและการเปลี่ยนแปลงนโยบายการบริหาร กับบริษัทที่ค่อนข้างใหม่สำหรับเกมนี้แต่ได้เปิดตัวจรวด Falcon 109 ไปแล้ว 9 ลำ โดยคิดเป็น 98 เปอร์เซ็นต์ อัตราความสำเร็จและมีกระแสเงินสดพิเศษระยะยาว
การไปถึงดวงจันทร์เป็นคนแรกจะเป็นการเปิดศักราชใหม่ของการสำรวจโลกซึ่งยังคงคุณค่าทางวิทยาศาสตร์อันยิ่งใหญ่
อ่าน: