SpaceX vs NASA: Who Will Get Us to the Moon First? Here's How Their Latest Rockets Compare

29 يناير 2021

(101)

SpaceX vs NASA: من سيصل بنا إلى القمر أولاً؟ إليك كيفية مقارنة صواريخهم الأخيرة

لم يقم أحد بزيارة القمر منذ عام 1972. ولكن مع ظهور رحلات الفضاء البشرية التجارية ، فإن الرغبة في العودة تتجدد وتولد سباقًا فضائيًا جديدًا. اختارت وكالة ناسا شركة SpaceX الخاصة لتكون جزءًا من عمليات رحلات الفضاء التجارية ، لكن الشركة تتابع أيضًا جدول أعمالها الخاص باستكشاف الفضاء.

لتمكين الرحلات إلى القمر وما بعده ، تعمل كل من وكالة ناسا وسبيس إكس على تطوير صواريخ رفع ثقيلة جديدة: سبيس إكس ستارشيب ونظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا.

لكن كيف يختلفون وأيهم أقوى؟

المركبة الفضائية

تمر الصواريخ بمراحل متعددة للوصول إلى المدار. من خلال التخلص من خزانات الوقود المستهلك أثناء الطيران ، يصبح الصاروخ أخف وزنًا وبالتالي يسهل تسريعه. بمجرد تشغيله ، سيتألف نظام الإطلاق الخاص بـ SpaceX من مرحلتين: مركبة الإطلاق المعروفة باسم "BFR" (Big Falcon Rocket) و Starship.

يتم تشغيل BFR بواسطة محرك صاروخ Raptor ، حيث يحرق مزيجًا من الميثان السائل والأكسجين السائل. المبدأ الأساسي لمحرك صاروخ يعمل بالوقود السائل هو أن اثنين من الوقود الدافع - وقود مثل الكيروسين وعامل مؤكسد مثل الأكسجين السائل - يتم تجميعهما معًا في غرفة الاحتراق وإشعالهما. ينتج اللهب غازًا ساخنًا تحت ضغط مرتفع يتم طرده بسرعة عالية من خلال فوهة المحرك لإنتاج قوة الدفع.

سيوفر الصاروخ 15 مليون رطل من الدفع عند الإطلاق ، أي ما يقرب من ضعف صواريخ عصر أبولو. على قمة BFR ، توجد المركبة الفضائية ، وهي نفسها مدعومة بستة محركات أخرى من Raptor ومجهزة بحجرة مهمة كبيرة لاستيعاب الأقمار الصناعية ، ومقصورات لما يصل إلى 100 من أفراد الطاقم وحتى خزانات وقود إضافية للتزود بالوقود في الفضاء ، وهو أمر بالغ الأهمية لرحلات الفضاء البشرية بين الكواكب الطويلة. .

نظام الإطلاق الفضائي التابع لوكالة ناسا. الائتمان: ناسا

تم تصميم Starship للعمل في كل من فراغ الفضاء وداخل الغلاف الجوي للأرض والمريخ ، باستخدام أجنحة صغيرة متحركة للانزلاق إلى منطقة الهبوط المطلوبة.

بمجرد وصولها إلى منطقة الهبوط ، تنقلب المركبة الفضائية إلى وضع رأسي وتستخدم محركات رابتور الموجودة على متنها للقيام بالنزول والهبوط بالطاقة. سيكون لديه قوة دفع كافية لرفع نفسه عن سطح المريخ أو القمر ، والتغلب على الجاذبية الأضعف في هذه العوالم ، والعودة إلى الأرض - مرة أخرى ، مما يؤدي إلى هبوط ناعم. يمكن إعادة استخدام كل من Starship و BFR بالكامل ، وقد تم تصميم النظام بأكمله لرفع أكثر من 100 طن من الحمولة إلى سطح القمر أو المريخ.

المركبة الفضائية تنضج بسرعة. أثبتت رحلة تجريبية حديثة للنموذج الأولي لـ Starship ، SN8 ، بنجاح عددًا من المناورات المطلوبة لإنجاز هذا العمل. لسوء الحظ ، كان هناك عطل في أحد محركات Raptor وتحطمت SN8 عند الهبوط. ومن المتوقع رحلة تجريبية أخرى في الأيام المقبلة.

نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا

سيأخذ نظام الإطلاق الفضائي (SLS) من وكالة ناسا التاج من صاروخ ساتورن 5 المتوقف باعتباره أقوى صاروخ استخدمته الوكالة على الإطلاق. يبلغ ارتفاع التجسد الحالي (SLS block 1) حوالي 100 متر.

يتم تشغيل المرحلة الأساسية من SLS ، التي تحتوي على أكثر من 3.3 مليون لتر من الهيدروجين السائل والأكسجين السائل (ما يعادل أحواض سباحة أولمبية بحجم واحد ونصف) ، بأربعة محركات RS-25 ، تم استخدام ثلاثة منها في السابق مركبة فضائية. الفرق الرئيسي بينهما عن الطيور الجارحة هو أنها تحرق الهيدروجين السائل بدلاً من الميثان.

يتم تعزيز المرحلة الأساسية للصاروخ من خلال اثنين من معززات الصواريخ الصلبة المرفقة بجوانبه ، مما يوفر قوة دفع إجمالية قدرها 8.2 مليون رطل عند الإطلاق - أي حوالي 5٪ أكثر من صاروخ Saturn V عند الإطلاق. سيؤدي ذلك إلى رفع المركبة الفضائية إلى مدار أرضي منخفض. تهدف المرحلة العليا إلى رفع الحمولة المرفقة - كبسولة رائد الفضاء - خارج مدار الأرض وهي مرحلة وقود سائل أصغر يتم تشغيلها بواسطة محرك RL-10 واحد (قيد الاستخدام بالفعل بواسطة صواريخ ATLAS و DELTA) وهو أصغر وأخف من ال RS-25.

سيرسل نظام الإطلاق الفضائي كبسولة طاقم أوريون ، التي يمكنها دعم ما يصل إلى ستة أفراد لمدة 21 يومًا ، إلى القمر كجزء من مهمة Artemis-1 - وهي مهمة لا تستطيع صواريخ ناسا الحالية القيام بها حاليًا.

من المفترض أن تحتوي على نوافذ أكريليك كبيرة حتى يتمكن رواد الفضاء من مشاهدة الرحلة. سيكون لها أيضًا محركها الخاص وإمدادات الوقود ، بالإضافة إلى أنظمة الدفع الثانوية للعودة إلى الأرض. ستعمل المحطات الفضائية المستقبلية ، مثل Lunar Gateway ، كمحور لوجستي قد يشمل التزود بالوقود.

من غير المحتمل أن تكون المرحلة الأساسية والصواريخ المعززة قابلة لإعادة الاستخدام (بدلاً من الهبوط ستسقط في المحيط) ، لذلك هناك تكلفة أعلى مع نظام SLS ، سواء من حيث المواد أو البيئة. إنه مصمم للتطور إلى مراحل أكبر قادرة على حمل طاقم أو حمولة يصل وزنها إلى 120 طنًا ، وهو ما يحتمل أن يكون أكثر من Starship.

يُطلق على الكثير من التقنيات المستخدمة في SLS اسم "المعدات القديمة" حيث يتم تكييفها من المهام السابقة ، مما يقلل من وقت البحث والتطوير. ومع ذلك ، في وقت سابق من هذا الشهر ، تم إيقاف إطلاق اختبار للمرحلة الأساسية SLS بعد دقيقة واحدة من ثماني دقائق

facebook

twitter