Ingen har besökt månen sedan 1972. Men med tillkomsten av kommersiell rymdfärd väcks människans önskan att återvända på nytt och startar en ny rymdkapplöpning. NASA valde ett privat företag SpaceX att delta i kommersiella rymdflygningar, men detta företag har också sitt eget program för utforskning av rymden.
För att säkerställa flygningar till månen och vidare utvecklar NASA och SpaceX nya raketer med hög kapacitet: Starship från SpaceX och Rymdlanseringssystem från NASA.
Men hur skiljer de sig åt och vilken är mer kraftfull?
SpaceX Starship
Raketer går igenom flera steg för att komma in i omloppsbana. Genom att kassera använt bränsletankar under flygning blir raketen lättare och därför lättare att accelerera. När det väl har lanserats kommer SpaceX:s uppskjutningssystem att bestå av två steg: en bärraket känd som BFR (Big Falcon Rocket) och själva rymdskeppet.
BFR drivs av en Raptor-raketmotor som förbränner en blandning av flytande metan och flytande syre. Grundprincipen för en flytande raketmotor är att två drivmedel – ett drivmedel som fotogen och ett oxidationsmedel som flytande syre – kombineras i en förbränningskammare och antänds. Lågan producerar het gas under högt tryck, som sprutas ut med hög hastighet genom motormunstycket för att skapa dragkraft.
Raketen kommer att ge en dragkraft på 6,6 miljoner kg vid uppskjutning, vilket är ungefär dubbelt så mycket som raketerna från Apollo-eran. Ovanpå BFR finns rymdskeppet, som i sig är utrustat med ytterligare sex Raptor-motorer och en stor operationsfack för att hysa satelliter, besättningsutrymmen för upp till 100 personer och till och med ytterligare bränsletankar för tankning i rymden, vilket är avgörande länge -term interplanetär mänsklig flygning.
Zorelite är designad för att fungera både i rymdens vakuum och i atmosfären på jorden och Mars, med hjälp av små rörliga vingar för att glida in i den önskade landningszonen.
Väl ovanför landningsområdet, Starship vänder till ett vertikalt läge och använder sina Raptor-motorer ombord för nedstigning och landning. Den kommer att ha tillräckligt med dragkraft för att bryta sig loss från ytan på Mars eller månen, övervinna den svagare gravitationen i dessa världar och återvända till jorden – återigen göra en mjuklandning med ett driv. Starship och BFR är helt återanvändbara, och hela systemet är designat för att lyfta mer än 100 ton nyttolast till ytan av månen eller Mars.
Fler intressanta fakta om denna rymdfarkost:
- SpaceX kommer att använda Starship för att rensa utrymmet från skräp
- SpaceX testflygning Starship SN8 anses vara en framgång, trots explosionen
Starship tar snabbt fart. En ny testflygning av prototypen Starship, SN8, visade framgångsrikt antalet manövrar som krävs för att utföra detta jobb. Tyvärr misslyckades en av Raptors motorer och SN8:an kraschade vid landning. Ytterligare en testflygning väntas under de kommande dagarna.
NASAs rymduppskjutningssystem
NASA:s Space Launch System (SLS) är den mest kraftfulla raket som byrån någonsin har använt. Den nuvarande inkarnationen (SLS Unit 1) är nästan 100 meter hög.
Huvudsteget i SLS, som innehåller mer än 3,3 miljoner liter flytande väte och flytande syre (cirka en och en halv olympiska simbassänger), drivs av fyra RS-25-motorer, varav tre användes på tidigare rymdfärjor. Deras största skillnad mot Raptors är att de bränner flytande väte istället för metan.
Raketens huvudkropp kompletteras av två solida raketboosters fästa vid dess sidor, vilket ger en total sammanlagd dragkraft på 3.7 miljoner kg vid uppskjutningen – cirka 5 % mer än Saturn V vid uppskjutningen. Detta system kommer att sätta rymdfarkosten i låg omloppsbana om jorden. Boosterenheten är utformad för att ta bort nyttolasten som är fäst vid den - astronautens kapsel - från jordens omloppsbana och är ett mindre steg på flytande bränsle, som drivs av en enda RL-10-motor (sådana används redan i ATLAS- och DELTA-raketerna), som är mindre och lättare än RS-25.
Space Launch System kommer att skicka Orion-besättningskapseln, som kan stödja upp till sex besättningsmedlemmar i 21 dagar, till månen som en del av Artemis-1-uppdraget, en uppgift som NASA:s nuvarande raketer för närvarande inte kan utföra.
Den ska ha stora akrylfönster så att kosmonauterna kan observera resan. Den kommer också att ha en egen motor och bränsleförsörjningssystem, samt extra framdrivningsenheter för återgång till jorden. Framtida rymdstationer som Lunar Gateway kommer att fungera som ett logistiknav som kan inkludera tankning.
Också intressant om NASA:s planer:
- NASA har föreslagit en plan på 28 miljarder dollar för att återvända människor till månen år 2024
- NASA och Japan kommer tillsammans att bygga en orbital utpost för Artemis-programmet
Huvudscenen och bärraketen kommer sannolikt inte att kunna återanvändas (de kommer att falla i havet istället för att landa), så SLS-systemet är dyrare både när det gäller material och miljö. Den är utformad för att utvecklas till större etapper som kan transportera besättning eller last som väger upp till 120 ton, potentiellt mer än Starship.
Många av teknikerna som används i SLS är så kallad "legacy hårdvara" eftersom de är anpassade från tidigare uppdrag, vilket minskar forsknings- och utvecklingstiden. Tidigare denna månad stoppades en testlansering av SLS huvudscenen en minut in i det åtta minuter långa testet på grund av ett misstänkt komponentfel. Det var ingen betydande skada, och SLS-programchefen John Honeycutt sa: "Jag tror inte att vi kommer att ha några större designförändringar."
Och vinnaren blir...
Så, vilken rymdfarkost är mest sannolikt att landa en besättning på månen först? Artemis 2 är planerad att vara det första bemannade uppdraget som använder SLS för att flyga vid månen och förväntas lanseras i augusti 2023. Även om SpaceX inte har något specifikt datum för en besättningsuppskjutning, driver de #dearmoon, ett månprojekt för rymdturism planerat till 2023. Musk sa också att ett bemannat Mars-uppdrag kunde äga rum så tidigt som 2024, även med hjälp av Starship.
I slutändan är det en kapplöpning mellan en byrå som har många års testning och erfarenhet men som är begränsad av fluktuerande skattebetalarnas budgetar och förändringar i administrativ policy, och ett företag som är relativt nytt i spelet men som redan har lanserat 109 Falcon 9-raketer med en 98 procent framgång och har ett speciellt långsiktigt kassaflöde.
Den första som når månen kommer att öppna en ny era av utforskning av världen, som fortfarande har stort vetenskapligt värde.
Läs också: