SpaceX sau NASA: cine ne va duce mai întâi pe Lună? O comparaţie a rachetelor

Nimeni nu a mai ajuns pe Lună din anul 1972.

Odată cu apariția zborurilor spațiale comerciale, dorința de întoarcere pe Lună a revenit și a generat o nouă competiţie spațială.

NASA a selectat compania privată SpaceX pentru a face parte din misiunile spaţiale comerciale pe care le organizează şi între timp îşi planifică propria agendă de explorare spațială.

În vederea misiunilor către Lună și nu numai, atât NASA, cât și SpaceX, au dezvoltat rachete noi: Starship în cazul SpaceX și Space Launch System în cazul NASA.

Prin ce diferă aceste rachete și care este mai puternică?

Starship

Pentru a ajunge pe orbită, rachetele utilizează mai multe trepte de accelerare. Aruncând rezervoarele de combustibil uzate în timpul zborului, racheta devine mai ușoară și, prin urmare, mai ușor de accelerat.

Sistemul de lansare al SpaceX va avea două trepte: vehiculul de lansare cunoscut sub numele de Super Heavy și Starship.

Super Heavy este alimentat de un motor rachetă Raptor care arde o combinație de metan lichid și oxigen lichid.

Principiul de bază al unui motor rachetă cu combustibil lichid este acela că doi combustibili, un combustibil cum ar fi kerosenul și un oxidant precum oxigenul lichid, sunt introduşi într-o cameră de ardere și aprinși. Flacăra produce un gaz fierbinte, având o presiune mare, care este expulzat cu o viteză mare prin duza motorului pentru a genera forţa de propulsie.

Super Heavy va oferi o propulsie de două ori mai mare decât cea a rachetelor din era Apollo.

La partea de sus a treptei de lansare se află Starship, care este echipată cu alte șase motoare Raptor și un compartiment mare pentru găzduirea sateliților, compartimente pentru echipajul uman și chiar rezervoare suplimentare de combustibil pentru realimentarea în spațiu, ceea ce este esențial pentru misiunile interplanetare cu echipaj uman de lungă durată.

Super Heavy separându-se de Starship. Imagine artistică. Credit: wikipedia, CC BY-SA

Vehiculul spaţial Starship este proiectat să funcționeze în ​​spațiul cosmic, dar și în atmosfera Pământului sau atmosfera planetei Marte. Acesta foloseşte mici aripi mobile pentru controlul zborului către zona de aterizare dorită.

Odată ajuns deasupra zonei de aterizare, Starship se răstoarnă într-o poziție verticală și își folosește motoarele Raptor de la bord pentru o coborâre și o aterizare în siguranţă. Starship va avea o forță suficientă de propulsie pentru a se ridica de pe suprafața lui Marte sau a Lunii și pentru a reveni pe Pământ.

Starship și Super Heavy sunt complet reutilizabile și întregul sistem rachetă este conceput pentru o sarcină utilă de 100 de tone pentru misiuni pe Lună sau Marte.

Un zbor recent de testare al unui prototip Starship, SN8, a demonstrat, cu succes, o serie de manevre necesare pentru controlul zborului. Din păcate, s-a produs o defecțiune la unul dintre motoarele Raptor, iar SN8 s-a prăbușit la aterizare. Vor urma şi alte misiuni de testare.

Space Launch System (SLS) al NASA

Sistemul de lansare spațială de la NASA va prelua ştafeta de la Saturn V, cea mai puternică rachetă pe care agenția americană a folosit-o vreodată. Blocul 1 al STS are o înălțime de aproape 100 de metri.

Treapta de bază SLS conţine mai mult de 3,3 milioane de litri de hidrogen lichid și oxigen lichid şi este propulsată de patru motoare RS-25, dintre care trei au fost utilizate pe navetele spaţiale.

Principala diferență față de Raptor este că se foloseşte hidrogen lichid în loc de metan.

Construcţia SLS. Credit: NASA

Treapta de bază a rachetei este completată de două rachete „booster”, atașate lateral, care asigură o forță totală de propulsie la lansare cu aproximativ 5% mai mare decât a rachetei Saturn V. Aceasta va ridica nava spațială pe o orbită joasă a Pământului.

Treaptă superioară este destinată să ridice sarcină utilă atașată, capsula astronautului, în afara orbitei Pământului. Aceasta este dotată cu un singur motor RL-10 (utilizat de rachetele ATLAS și DELTA), care este mai mic și mai ușor decât RS-25.

Sistemul de lansare spațială SLS va trimite capsula Orion, care poate găzdui până la 6 astronauţi timp de 21 de zile, pe Lună, ca parte a misiunii Artemis-1, o sarcină pe care rachetele actuale ale NASA nu o pot îndeplini.

Intenţia este ca Orion să aibă ferestre mari astfel încât astronauții să poată urmări călătoria. De asemenea, va avea propriul motor rachetă și combustibil, precum și sisteme de propulsie secundare pentru întoarcerea pe Pământ.

Viitoarele stații spațiale, cum ar fi Lunar Gateway, vor servi drept centru logistic care va permite realimentarea cu combustibil.

Cel mai probabil, treapta de bază și rachetele „booster” nu vor fi reutilizabile (în loc să aterizeze, ele vor cădea în ocean), deci costul sistemului SLS va fi mai mare. Acesta este proiectat să permită folosirea unor trepte mai mari, capabile să transporte echipaj sau încărcătură de până la 120 de tone, ceea ce înseamnă că va depăşi sarcina utilă a Starship.

SLS (NASA) și Starship (SpaceX) ne-ar putea duce la Lună și mai departe.

Credit: Ian Whittaker/NASA/SpaceX

O mare parte din tehnologia utilizată în SLS reprezintă așa-numitul „echipament vechi”, deoarece este adaptat de la misiunile anterioare pentru reducerea timpului de cercetare și dezvoltare.

Un test recent al treptei de bază SLS a fost oprit din cauza unei suspiciuni privind o defecţiune a componentelor. Nu s-au produs pagube semnificative, iar managerul programului SLS, John Honeycutt, a declarat: „Nu cred că vom modifica semnificativ proiectul”.

Şi câştigătorul este…

Deci, cu ce navă spațială ar putea ajunge, mai întâi, un echipaj uman pe Lună?

Artemis 2 este prima misiune planificată cu echipaj care folosește SLS pentru a efectua o trecere în jurul Lunii și se așteaptă ca aceasta să fie lansată în august 2023.

Chiar dacă SpaceX nu are o dată planificată pentru lansarea unei misiuni cu echipaj, compania lui E. Musk are un proiect care implică turism spațial lunar planificat pentru anul 2023. Musk a declarat, de asemenea, că o misiune spre Marte cu echipaj ar putea avea loc, încă din anul 2024, folosind Starship.

În cele din urmă, este o competiție între o agenție care are de partea ei experienţa şi ani de teste, dar care depinde de modificările fluctuante ale bugetului contribuabililor și ale politicii de administrare și o companie, relativ nouă, dar care a lansat deja 109 rachete Falcon 9 cu o rată de succes de 98% și care beneficiază de un buget dedicat pe termen lung.

Indiferent cine va ajunge primul pe Lună, se va inaugura o nouă eră de explorare a Lunii de mare importanţă științifică.

Traducere după SpaceX vs NASA: who will get us to the Moon first? Here’s how their latest rockets compare