👨🏾‍🤝‍👨🏻 🈯️ 🐰 SLS vs STARSHIP: Warum gibt es beide Programme? Alltäglicher Astronaut 🤷🏼 🚶🏽 💀

1. MAI 2020, TIM DODD, ALLTAG ASTROUNAVT
WEB-VERSION: FLORIAN KORDINA UND JOEY SCHWARTZ

Ein paar Worte von mir warum und warum.
Ich mag den amerikanischen Weltraumjournalisten Tim Dodd. Für seine Begeisterung und Sorgfalt bei der Betrachtung des Themas. Sie können seine Einschätzungen und Schlussfolgerungen kritisieren, aber seine Materialien sind interessant und verursachen immer Resonanz. Aber sehr, sehr groß. Angepasste Google-Übersetzung seines neuen Artikels (veröffentlicht für das gleichnamige Video). Bei allen Pfosten einer solchen Übersetzung (ich entschuldige mich im Voraus dafür) ist es besser, die Primärquellen zu lesen als Nacherzählungen mit Zensur und Verzerrungen und manchmal ohne den Autor zu erwähnen.

Ein Video, das diese Woche von Everyday Astronaut veröffentlicht wurde, spricht über SLS und Starship. Das Video und dieser Artikel beschreiben, wie sie sich auf die Pläne der NASA beziehen, bis 2024 zum Mond zurückzukehren.

Das Video, auf dem NASA

INTRODUCTION
geschrieben ist, hat
gerade die Auswahl von Mondschiffen für das Artemis-Programm angekündigt. Zu jedermanns Überraschung war das riesige Raumschiff SpaceX neben Blue Origin und Dynetics eines der drei von der NASA ausgewählten Raumschiffe.

Es ist klar, dass dies viele Fragen aufwirft. Wir werden einige davon in meinem nächsten Video / Artikel beantworten: "Sollte die NASA SLS einfach abbrechen und Starship und / oder andere kommerzielle Trägerraketen für Artemis verwenden?"

Aber zuerst, denke ich, müssen wir viele kontroverse Fragen zu diesen beiden Raketen berücksichtigen. Jetzt ist es mehr denn je an der Zeit, sie wirklich direkt miteinander zu vergleichen.

WARUM ZWEI MEGA-RAKETEN?

Dies kann als historische Kuriosität in die Geschichtsbücher eingehen, dass diese beiden Raketen gleichzeitig existierten. Trotz der Tatsache, dass sie sehr ähnliche Funktionen haben, werden Sie nicht in der Lage sein, mehr entgegengesetzte Optionen zu finden. Die Verkörperung von zwei grundlegend einzigartigen technischen Ansätzen.

Boeing und die NASA haben ihr Projekt im Laufe der Jahre mit erfahrenen Raketenwissenschaftlern aufgebaut. Im Gegensatz dazu wird Starship von einem "vielfältigen Team von Weltraum-Cowboys" auf einem Feld in Texas gebaut. Einige von ihnen bauten zuvor Wassertürme.

WIE VERGLEICHEN SIE DIESE TIERE?

Werfen wir einen Blick auf die Geschichte und Entwicklung von Starship und SLS heute. Darüber hinaus betrachten wir das Orion-Raumschiff und alles andere, was für die Missionen von Artemis erforderlich ist, einschließlich ihrer Konstruktionsmerkmale und Fähigkeiten.

Sobald wir dies tun, können wir die Frage beantworten. Wie ist es möglich, dass zwei Raketen wie SLS und Starship gleichzeitig existieren? Sollten sie gleichzeitig existieren? Darüber hinaus ist eine davon die ehrgeizigste Rakete, die jemals entwickelt wurde. Und ein anderes Projekt lebt in der Vergangenheit weiter. Dies ist eine buchstäbliche Wiederverwendung alter Teile aus der Zeit der "Space Shuttles".

Wie sind wir in diese Situation gekommen? Die zwei mächtigsten Raketen, die jemals hergestellt wurden, und sie gehen gleichzeitig in die Welt hinaus. Wir haben dazu etwas zu erzählen. Lasst uns beginnen.

WAS IST EIN EXTRA SCHWERER TRÄGER?

Ihr kennt mich. Sobald ich mich mit dem Thema „SLS vs Starship“ befasste, war ich zu begeistert, meine Fragen zu beantworten. Ich vertiefte mich tief in das Thema und änderte viele meiner Annahmen, in denen ich mich geirrt hatte. Und alles, was „gekocht“ hat, werden wir im Detail und gründlich betrachten! Das ist Wahnsinn!

NASA UND SPACEX SIND KEINE WETTBEWERBER!

Wir müssen sofort eines klarstellen. NASA und SpaceX sind keine Konkurrenten. Wenn Sie SpaceX lieben, können Sie der NASA dafür danken. Die NASA ist der größte Kunde von SpaceX und ihr größter Unterstützer. Merk dir das.

Dies ist nach dem Start der NASA-Investition in das Artemis-Programm heute mehr denn je offensichtlich geworden. Ein Beweis dafür könnten die NASA-Logos in der gesamten SpaceX Falcon 9-Rakete für die Commercial Crew-Mission sein. Es sei daran erinnert, dass die Beziehung zwischen der NASA und SpaceX seit der Gründung des Unternehmens fortgesetzt wurde.

SpaceX 'Falcon 9 mit NASA-Retro-Logo auf der Seite. Diese spezielle Rakete ist für die DM-2. (Mit freundlicher Genehmigung der NASA)

Ohne die anfängliche Investition der NASA in Höhe von etwa 400 Millionen US-Dollar für das Raumschiff Falcon 9 und Dragon würde SpaceX derzeit nicht existieren. Darüber hinaus haben die milliardenschweren CRS- und Commercial Crew-Verträge dazu beigetragen, dass SpaceX zu seinem heutigen Standort aufstieg.

Die NASA macht unglaubliche Dinge. Sie beschäftigen sich mit lebenswichtiger Forschung und Wissenschaft, die kein privates Unternehmen leisten konnte und konnte. Sie machen viel „hinter den Kulissen“, Dinge, die oft unbemerkt bleiben. In meinem vorherigen Video zum Vergleich von SLS und Starship habe ich erklärt, warum es unfair ist, die NASA als Organisation direkt mit einem privaten SpaceX-Unternehmen zu vergleichen.

MACHEN WIR ES ZUSAMMEN!

Wie ihr wisst, bin ich hauptsächlich für Teamwork. Ich mag es, mein Publikum zu ermutigen, den Tribalismus zu bekämpfen, und nicht nur zu denken, dass man besser ist, und alles andere ist scheiße. Angesichts der Art und Weise, wie die NASA Raketen baut und betreibt, können wir die Vor- und Nachteile dieser beiden Systeme korrekt vergleichen. Ich weiß bereits, dass für viele von Ihnen die „Orange Rocket“ „schlecht“ und die „Brilliant Rocket“ „gut“ ist oder umgekehrt. Also lasst uns zusammen kommen, Kumbaya singen und einfach die Tatsache akzeptieren, dass wir einige Mega-Raketen haben!

DEFINITION EINES EXTRA SCHWEREN TRÄGERS

Nachdem die Emotionen verschwunden sind, definieren wir den Begriff Super Heavy Class Booster (SHLLV). Ich wollte nur erklären, warum wir in diesen Vergleich keine Raketen wie den kommenden New Glenn von Blue Origin oder andere schwere Startsysteme einbezogen haben. Die Luft- und Raumfahrtindustrie sieht in SHLLV eine Rakete, die mehr als 50 Tonnen in die erdnahe Umlaufbahn (LEO) starten kann.

Superschwere Trägerraketen können noch schwerere Objekte in die Umlaufbahn bringen. Dies bedeutet, dass sie potenziell große Geräte zum Mond senden können. Oder sie können interplanetare Fahrzeuge auf direkten Flugbahnen zu Objekten des Sonnensystems ohne herkömmliche Gravitationsmanöver senden. Dies bedeutet, dass das Fliegen zu entfernten Objekten des Systems dreimal schneller ist!

ALLE SHLLV-RAKETEN: VERGANGENHEIT UND PRÄSENTATION.

Historisch gesehen wurden nur fünf superschwere Raketen für den Flug gebaut. Und nur vier Startsysteme waren im Flug erfolgreich. Dies ist eine amerikanische Saturn V-Trägerrakete aus den 1960er Jahren, die mit LEO 140 Tonnen heben könnte. Ebenfalls in den 1960er und frühen 70er Jahren verfügte die Sowjetunion über eine erfolglose N-1-Trägerrakete, mit der 95 Tonnen auf die LEO abgefeuert werden sollten. In den 1980er Jahren wurde die Energia-Trägerrakete, die 100 Tonnen mit LEO starten konnte, auch zweimal in der Sowjetunion gestartet.

Bisher ist die einzige SHLLV-Flugrakete die Falcon Heavy von SpaceX. Offiziell können mit einem Einweg-LEO rund 64 Tonnen abgezogen werden. Wenn es im wiederverwendbaren Modus ausgeführt wird, kann es immer noch mehr als 50 Tonnen auf LEO ausgeben. Bis jetzt musste der Falcon Heavy nicht einmalig fliegen, und dies ist möglicherweise nie erforderlich.

STS SPACE TRANSPORT SYSTEM: SPACE SHUTTLE-PROGRAMM

Und schließlich hatten wir das Space Shuttle „Space Shuttle“ - oder, wie die NASA es offiziell nannte, das Space Transport System (STS). Wenn wir einen Orbiter als Teil der Nutzlast hinzufügen, kann der STS technisch 122,5 Tonnen in die Umlaufbahn bringen. Jetzt müssen wir darauf hinweisen, dass nach dieser Logik, wenn Sie beispielsweise die grundlegende SLS-Stufe einschalten, die auf Wunsch in die Umlaufbahn gelangen kann, die Nutzlast um weitere 80 Tonnen erhöht wird.

Aber STS war nur ein weiteres „Biest“, und Sie sollten den Orbiter als eine Nutzlast betrachten, die in den Orbit ging, aber die tatsächliche Nutzlast betrug nur 27 Tonnen. Obwohl es einen Shuttle-C-Vorschlag gab, STS zu einem besonders schweren Startsystem zu machen, werden wir ihn ignorieren und fortfahren.

Wenn Menschen so schnell wie möglich zum Mond zurückkehren wollen oder insbesondere, wenn wir zum Mars wollen, brauchen wir unbedingt ernsthafte Möglichkeiten, um sie in die Umlaufbahn zu bringen. Ich denke, dass die Zeit für solche Missionen gekommen ist. Ich möchte, dass die Leute wieder zum Mond kommen! In 4k! Oder 8K, was noch besser ist! Senden Sie MKBHD dorthin!

ARTEMIS- UND GATEWAY-PROGRAMME

Bevor wir beginnen, die Fakten über SLS und Starship zu erfahren, werden wir erwägen, mit dem Artemis-Programm der NASA zum Mond zurückzukehren. Die NASA hat bereits umfangreiche Arbeiten abgeschlossen, Mittel bereitgestellt und Ziele festgelegt, um Artemis in ein echtes Programm zu verwandeln.

In diesem Artikel erfahren Sie auch, wie Artemis oft ohne Maß „verstreut“ ist. Wir könnten die zukünftige Mondraumstation Gateway mit Artemis kombinieren. Stattdessen beschränken wir uns auf SLS-, Orion- und Human Lander-Systeme. Um es klar zu machen, Artemis ist für SLS, wie Apollo für Saturn V. Dies ist der Name des Programms, keine Rakete oder ein Raumschiff.

Derzeit ist das Gateway nicht für die ersten oder zwei ersten Missionen vorgesehen, die für die Landung von Astronauten auf der Mondoberfläche geplant sind. Obwohl der Bau des Gateways für zukünftige Missionen geplant ist, konzentrieren wir uns einfach auf das Fliegen zum Mond und auf Geräte, die in direktem Zusammenhang damit stehen.

GESCHICHTE VON SLS UND ORION

Wir werden Ihnen einige Fakten erzählen, bevor wir diese beiden Raketen frontal schieben! Erstens denke ich, dass viele Menschen ein Missverständnis darüber haben, wie und warum die NASA SLS und Orion entwickelt hat. Oder wie diese Programme in die Pläne von Artemis passen. Zweitens werden wir zur Geschichte von Starship mit seiner rasanten Entwicklung übergehen.

POST-COLOMBIAN TRAGEDY, CONSTELLATION PROGRAM

Nach der Tragödie des Columbia-Raumschiffs (Kolumbien) überarbeitete die NASA ihre Zukunftspläne. Die Suche nach einem Ersatz für Zugangsmittel mit niedriger Umlaufbahn im Programm Space Transportation System begann. Die NASA änderte ihre Prioritäten für die Erforschung des Weltraums und musste dafür eine große Rakete bauen.

Der ursprüngliche Plan der NASA für Deep Space und LEO war das Constellation-Programm. Ares I bemanntes Raumschiff ersetzte Shuttle in Missionen durch LEO. Die NASA hat eine noch größere Rakete namens Ares V für ihre Mond- und Marserkundungsmissionen geplant. Nach langsamen Fortschritten und enormen Kostenüberschreitungen, wie im Bericht der Augustinerkommission 2009 angegeben, wurde das Constellation-Programm geschlossen.

Die Ares-1X-Rakete startet am 28. Oktober 2009. (Quelle: NASA)

SLS: SPACE LAUNCH SYSTEM, AKA „Senate Launch System“

Das NASA Authorization Act von 2010 wies die NASA an, das Space Launch System („Space Launch System“) zu entwickeln. Sie sollte auf LEO von 70 auf 100 Tonnen und später auf 130 Tonnen oder mehr erhöhen. Der Booster sollte in der Lage sein, das bemannte Raumschiff der Orion-Crew zu heben, während seine Entwicklung fortgesetzt wurde, und der Kongress forderte die NASA auf, mit bestehenden Partnern zusammenzuarbeiten, die bereits an dem Thema arbeiten.

Zunächst hoffte die NASA, schnell und effizient eine superschwere Rakete starten zu können, wie es eine Anweisung des Kongresses vorschreibt. Sie sollten vor dem 31. Dezember 2016 fliegen! Die NASA führte eine Analyse der Qualitätsindikatoren des Projekts durch und reduzierte sie auf fünf verschiedene Trägerraketenoptionen. Einige von ihnen sahen spektakulär aus, mit Durchmessern der Grundstufe von zehn Metern und einem zweistufigen Motor mit sauerstoffangereichertem Generatorgas nach der Verbrennung. Die Analyse wurde nach folgenden Kriterien durchgeführt: Machbarkeit 55 Prozent; Arbeitszeitplan 25 Prozent; 10 Prozent Nutzlast und 10 Prozent Software.

Vergleich einer Ares V-Rakete und einer SLS. (Quelle: NASA)

SLS MIT HERITAGE STS

Die NASA entschied sich für die jetzt als SLS bekannte Option. Obwohl SLS und Ares V sehr ähnlich aussehen, war SLS eigentlich ein ziemlich neues Design. Dies hing definitiv mit einem frühen Raketenangebot namens Direct zusammen. SLS nutzte die verbleibenden Teile und Einrichtungen (im wahrsten Sinne des Wortes) vom Space Shuttle. Ihr spekulativer Ansatz war, dass ein solcher Ansatz das schnelle Prototyping und Testen der stärksten jemals hergestellten Rakete erleichtern sollte.

Die NASA versuchte, das Projekt so nah wie möglich an das vorherige Raumtransportsystem heranzuführen. So freuen sich einige Auftragnehmer, ihre Mitarbeiter und Kongressmitglieder. Diese Entwurfsentscheidung garantierte (oder ging davon aus), dass weiterhin Mittel an Shuttle-Auftragnehmer fließen würden.

VERTRAG "COST-PLUS"

Im Gegensatz zur kommerziellen Besatzung wird die NASA weiterhin mit Space-Shuttle-Auftragnehmern zusammenarbeiten, die ein Kosten-Plus-Finanzierungssystem verwenden. In der Praxis bedeutet dies: "So viel Geld werden wir Ihnen dafür geben, aber wir werden auch Rechnungen für alles bezahlen, was über das Budget hinausgeht."

Die Mittel für die Entwicklung von SLS beliefen sich seit 2011 auf rund 1,5 Mrd. USD pro Jahr. Das Orion-Raumschiff erhält auch seit 2011 etwas mehr als 1 Milliarde US-Dollar pro Jahr. Die NASA versicherte den Auftragnehmern, dass sie über genügend Ressourcen verfügen werden, um diese Projekte umzusetzen. Die Auftragnehmer blieben im Rahmen des realistischen Budgets der NASA, das den Finanzierungsniveaus der NASA in der Space-Shuttle-Ära entsprach.

Das Problem beim Abschluss von Verträgen mit Kostenzahlung besteht jedoch darin, dass sie kaum einen Anreiz haben, im Budget zu bleiben und den Arbeitsplan einzuhalten. In der Tat bedeutet das „Ausrutschen“ eines Arbeitsplans buchstäblich mehr Geld für Auftragnehmer. Der Hauptauftragnehmer von SLS, Boeing, erhält das meiste Geld aus dem Projekt. Die NASA überprüft regelmäßig die Leistung ihrer Auftragnehmer. Regierungsbeamte schimpfen jedoch immer noch mit der NASA, weil sie einige dieser Auftragnehmer zu leicht behandeln. Dazu später mehr.

WIE SLS NUR MIT SHUTTLE EXTERNAL

Obwohl die SLS buchstäblich wie ein riesiges flügelloses „Space Shuttle“ aussieht, hat die NASA viele Änderungen am Design der Rakete vorgenommen. Zum Beispiel haben sie die Tragfähigkeit erhöht und die Kosten gesenkt. Hier ist eine Zusammenfassung der Änderungen.

Der SLS wird SRBs (Side Solid Fuel Booster) mit fünf Segmenten haben, im Gegensatz zu den SRBs mit vier Segmenten, die der STS hatte. Im Gegensatz zum Space Shuttle sind diese Booster nicht wiederverwendbar. Sie haben ein anderes Gelenkdesign, wodurch keine Gase während des Fluges entweichen können. Die Neugestaltung stellt sicher, dass Schmutz die Düsen der nahe gelegenen RS-25-Motoren nicht beschädigt.

Solid Rocket Booster (SRB) für SLS während des Tests. Fragmente, die herumfliegen, sind ein neu entwickelter Korken. (Quelle: NASA)

Die Basisstufe sieht aus wie ein externer Space Shuttle-Kraftstofftank. Neben dem Aussehen hat es praktisch nichts mit dem externen Shuttle-Tank zu tun, außer seiner Farbe und seinem Durchmesser von 8,4 Metern. Es wird ein neues Material verwendet - Aluminium AL 2219. Das Design selbst unterscheidet sich vom externen Tank von Shuttle. Es werden verschiedene Schweißmethoden angewendet und sogar eine neue Spritzwärmeisolierung. Der SLS wird mit einer Lastverteilung konstruiert, die auf die Oberseite des Tanks und auf die Seiten des Tanks angewendet wird.

Aerospace-Rocketdyne hat die im STS-Programm verwendeten RS-25-Triebwerke fertiggestellt. Sie erhöhten die Leistung von 104,5 Prozent auf 109 Prozent oder im Notfall von 111 Prozent. Gleichzeitig können wie bei SRB RS-25D und dann verfügbare RS-25E-Optionen in SLS verwendet werden.

Nur eine lustige Anmerkung, ich stütze diese Prozentsätze auf einen anfänglichen Nennschub von 1,6 MN (375.000 Pfund Kraft) auf Meereshöhe. Nach einigen Änderungen an den Haupttriebwerken konnten sie über ihre ursprünglichen Konstruktionsparameter für das Shuttle-Programm hinausgehen. Für SLS wurden sie auf große Leistung aufgerüstet.

ZWISCHENKRYOGENE OBERSTUFE

Eine andere Lösung, die dazu beitrug, Geld zu sparen und Zeit zu sparen, bestand darin, zuerst SLS mit der oberen Stufe von Delta IV und Delta IV Heavy ULA zu verwenden. Die NASA hat die Delta Cryogenic Second Stage (DCSS) so modifiziert, dass sie mechanisch mit der Oberseite der Basisstufe mit einem Durchmesser von 8,4 Metern übereinstimmt. Diese Interim Cryogenic Propulsion Stage (ICPS) verfügt über Wasserstofftanks mit einem anderen Design und mehr Kraftstoff als die Delta IV-Version.

ULA für ICS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) für SLS.

Die NASA plant, dass die SLS in Zukunft eine viel leistungsstärkere obere Stufe haben wird, die als Exploration Upper Stage bekannt ist. Die aktualisierte Phase, die Teil des Block 1B-Updates ist, wird den SLS wesentlich tragender machen. Obwohl dieses Design das Licht erst 2025 sehen wird.

Vergleich von ICPS und EUS. (Quelle: NASA)

ORION SPACE SHIP. APOLLO AUF STEROIDEN?

Als nächstes müssen wir über das Orion-Raumschiff (Orion) sprechen, das sich auf der Rakete für Missionen Artemis (Artemis) befindet. Orion ist ein traditionelles konisch geformtes bemanntes Schiff. In gewissem Sinne ist dies eine neuere und fortgeschrittenere Version des Apollo-Befehlsmoduls.

Paralleler Vergleich der Befehls- und Servicemodule Orion und Apollo.

Obwohl Orion ähnlich aussieht, ist es größer als es scheint. Tatsächlich handelt es sich um ein geräumiges Fahrzeug mit einem Durchmesser von fünf Metern im Vergleich zum Durchmesser des Apollo-Befehlsmoduls von 3,9 Metern. Orion hat auch satte 9 Kubikmeter Druckvolumen im Vergleich zu 6,2 Kubikmeter Apollo. Auf diese Weise kann das Orion-Raumschiff bis zu sechs Astronauten aufnehmen, verglichen mit einer regulären Besatzung von drei Apollo-Astronauten. Es lohnt sich, an Skylab zu erinnern, für das das Apollo-Befehlsmodul so geändert wurde, dass es im Notfall fünf Astronauten aufnehmen kann.

Der ursprüngliche Name des Orion-Raumfahrzeugs war das Crew Exploration Vehicle (bemanntes Forschungsfahrzeug). So wurde er in der Entwicklung für das Constellation-Programm genannt. Aber seitdem hat es sich geändert. Jetzt hat es eine weitere kostensparende Maßnahme umgesetzt: Es verwendet ein Servicemodul, das auf dem europäischen automatisierten Transferfahrzeug der ESA basiert.

LUNAR LANDING FAHRZEUG? ETWAS?

Es gibt noch eine Sache, die wir erwähnen sollten. Etwas Neues für ein System, das sich noch in der Entwicklung befindet. Wenn das Artemis-Programm Mond auf Mond sein soll, benötigt es einen Lander.

Dies bringt uns zur aktuellen Situation. Bisher haben wir nur darüber gesprochen und diskutiert, Menschen nur mit Hilfe von SLS und Orion in die Mondumlaufbahn zu bringen. Ohne die Möglichkeit, einen zusätzlichen Mondlander auf SLS Block 1 als Teil des Gesamtpakets zu installieren, wenn Sie zum Mond fliegen. Dies ist selbst mit dem aktualisierten Block 1B nicht möglich.

Die NASA hat offiziell drei völlig unterschiedliche Mondschiffe für das Artemis-Programm ausgewählt. Jeder der Antragsteller hat bis 2021 Zeit, um genau zu demonstrieren, wie er zum Mond kommt. Darüber hinaus können einige Angebote Mondmodule zusammen mit Orion auf dem aktualisierten SLS-Block 1B senden.

Damit die Artemis III-Mission 2024 den Mond erreichen kann, muss sie SLS Block 1 verwenden. Der Mondlander muss eine oder zwei kommerzielle Raketen fliegen. Vielleicht sogar drei? Es wird davon abhängen, wie groß es wird. Atremis-Hardware ist für moderne bemannte Flugstandards riesig.

CALL FOR COMMERCIAL LANDING DEVICES

Dieser Teil des Artemis-Programms ist dem Commercial Crew-Programm näher als den übrigen SLS- und Orion-Programmen.

Die NASA hat eine Reihe von Anforderungen für Auftragnehmer entwickelt, um auf Mondlandeverträge zu bieten. Gleichzeitig hoffen sie, dass dies ein schneller Prozess sein wird, um ihre ehrgeizigen Fristen einzuhalten - bis 2024, um Astronauten zum Mond zu bringen. Die NASA wird kein Raumschiff besitzen und kontrollieren, wie dies bei SLS und Orion der Fall ist.

Artemis benötigt mindestens zwei Raketen pro Mission, wobei eine Besatzung auf der Mondoberfläche landet. Wir werden die im Programm Human Lander Systems vorgeschlagenen Optionen im zweiten Teil dieses Artikels prüfen. Überlegen Sie, welche anderen Optionen die NASA hat, wenn sie SLS zugunsten von Starship und anderen kommerziellen Angeboten kündigen möchte. Lassen Sie uns aus diesem Grund über Starship sprechen.

STARSHIP-GESCHICHTE

Wenn Sie neu in Star Wars sind, verstehen Sie möglicherweise nicht, wie weit dieser Witz gegangen ist. Tatsächlich ist seit der Gründung von SpaceX die Rede davon, eine „BFR“ - oder „Big F * + # ing-Rakete“ zu erstellen. Im Gegensatz zu SLS war das eigentliche Design und die Entwicklung der ersten Tage meist hinter verschlossenen Türen.

TOM MULLER, MISSION GUY Guy

Tom Muller, Motoringenieur und Arbeiter Nummer eins, kehrte zu SpaceX zurück und baute den BFR-Raketentriebwerk in seinem leistungsstarken Raketenclub, der Research Research Society. Und ja, dieser Name stammt von der BFG in Doom.

Beachten Sie, dass der Tom BFR-Motor ein Einspritzmotor mit Nadeleinspritzung war, der einen Schub von 45 kN / s erzeugen konnte. Er kämpfte gegen David Chrisally, der einen traditionelleren Motor mit flacher Einspritzung baute. Toms Design gewann und wurde schließlich zur Basis für den modernen Merlin-Motor!

Die BFR-Rakete wurde jedoch erst um 2012 öffentlich bekannt, als Ilon eine riesige Rakete namens Mars Colonial Transporter erwähnte, die SpaceX zu seinen zukünftigen Plänen hinzufügte.

SpaceX war noch ein relativ kleines Unternehmen und brachte bis Ende 2012 nur drei Falcon 9 auf den Markt. Danach gab es Gerüchte über die Raketen Falcon X, Falcon X Heavy und Falcon XX, die ihre nächsten Mega-Raketen sein werden.

MAK-2016, ILON UND SEIN SEIN

Erst 2016 - auf dem Internationalen Luftfahrtkongress (IAC) in Guadalajara, Mexiko - detonierte Ilon eine „Bombe“. Die Welt hat endlich verstanden, woran SpaceX arbeitet. Und ja, es war eine super seltsame Pressekonferenz, bei der alle lächerliche Fragen stellten. Aber nicht jeder hat verstanden ...

Die Pläne von Ilon waren lächerlich, vielleicht sogar verrückt. Etwas, das die Welt noch nie in Form eines praktischen Projekts gesehen hat. Die Rakete ist vollständig wiederverwendbar, hat einen Durchmesser von 12 Metern und eine Höhe von 122 Metern. In der ersten Stufe befinden sich 42 Motoren mit geschlossenem Kreislauf und vollständiger Vergasung von mit Methan befeuerten Komponenten. Sechs Vakuummotoren und drei weitere Meeresspiegelmotoren auf der oberen Stufe. Sie verwendete ein fortschrittliches Carbon-Verbundrumpfdesign und hatte eine Tragfähigkeit von 300 Tonnen pro LEO. Wir haben es als "Interplanetary Transport System" oder ITS erkannt.

Rede von Ilona Mask bei MAK-16

Nach 2016 beobachteten wir von Jahr zu Jahr Designänderungen. Die größte Veränderung ist das Downsizing. Plötzlich schrumpfte die Rakete auf einen Durchmesser von neun Metern und ihre Nutzlast nahm mit der Größe ab.

Um 2018 begann SpaceX erneut, es BFR zu nennen, und kündigte Pläne an, den japanischen Milliardär Yusaku Maezawa auf eine Reise zum Mond zu schicken. In der Zwischenzeit war vielleicht eine weitere große Änderung die Entscheidung, das Karosseriedesign aus Carbon-Verbundwerkstoffen aufzugeben und stattdessen Edelstahl zu verwenden.

STARSHIP, DREI IN EINEM!

Dann erschien endlich der Name Starship (Star Ship). Nicht zu verwechseln, SpaceX nennt das gesamte Starship-System. Dies ist aber auch der Name für die obere Sprosse! Sie nennen die Super Heavy Beschleunigerstufe. Daher können wir frei Raumschiff sagen, was Raumschiff und Super Heavy bedeutet. Wir könnten aber auch nur die obere Stufe meinen.

Es ist so, als könntest du den Mais zeigen und sagen: "Hey, sieh mal, das ist Mais! Wenn es auf dem Kolben oder in einem Teller ist, werden Sie es immer noch Mais nennen. Aber wenn sie auf dem Maiskolben ist, kann man sagen, dass es Maiskolben ist. " Gott, du willst sagen, dass ich aus Iowa komme, oder?

Im Jahr 2019 hielt SpaceX eine Pressekonferenz vor dem großen Prototyp Starship in Boca Chica ab. Später erfuhren wir, dass er Mk 1 heißt, kurz für "Mark One". Zu diesem Zeitpunkt kam das Design zu dem Schluss, dass die obere Stufe nur zwei "Rippen" haben sollte, die wie riesige Druckluftbremsen wirken. Ich habe ein Video gedreht, in dem die Gründe erklärt wurden, warum sie höchstwahrscheinlich zwei statt drei „Flossen“ gewählt haben, und es ist interessant zu sehen!

Dies trug wesentlich zum Verständnis des Designs von Starship bei, da der größte Teil der eigentlichen Entwicklung hinter den verschlossenen Türen von SpaceX durchgeführt wurde. Ich denke, dass jetzt ein guter Zeitpunkt sein wird, um den Fortschritt dieser beiden Programme durchzugehen. Lassen Sie uns genau das zusammenstellen, was sie gebaut haben, und sehen, ob wir ihre einzigartigen Designphilosophien besser verstehen können.

Video über grundlegende Designänderungen BFR / Straship

PROGRESS SLS VS PROGRESS STARSHIP

Dies ist ein Stück, über das ich seit einiger Zeit nachgedacht habe. Raumschiff-Skeptiker werden auf alle explodierten Testprototypen verweisen und sagen: "Sie können nicht einmal einen Panzer bauen." Während die Skeptiker der SLS sagen: "Zehn Jahre sind vergangen und nichts ist passiert."

Schauen wir uns alle Geräte an, die gebaut wurden. Dies wird eine umfassende, aber nicht vollständige Liste von absolut allem sein. Zumindest werden wir die Meilensteine markieren. Beginnend mit SLS und Orion ist die Ausrüstung, die Auftragnehmer gebaut und / oder getestet haben, viel mehr als Sie denken.

Inventar von SLS und Orion, bestehend aus Testmustern und Flugausrüstung.

ARTEMIS I, ORION UND TEST SLS

Bisher haben wir mehr als ein Dutzend Orion auf dem Ares 1-X in verschiedenen CAC-Tests mit Layouts und Landetests gesehen. 2014 fand in der EFT-1-Mission der voll funktionsfähige Flug des Orion-Prototyps auf dem Delta IV Heavy statt. Im Jahr 2019 im Space Center. Marshall testete sogar den SLS-Wasserstofftank in voller Größe auf Zerstörung. Der Test dauerte mehr als fünf Stunden bei Lasten, bei denen bis zu 260 Prozent des Nennmodus überschritten wurden.

Alle Geräte für die ersten umfassenden Tests von SLS und Orion für die Mission Artemis 1 sind grundsätzlich für die Endmontage bereit. Die Basisstufe befindet sich auf dem Prüfstand und bereitet die kontinuierliche statische Verbrennung der Motoren vor. Die Montage von fünf Segmenten jedes Beschleuniger-SRB wird in Kürze erfolgen. Das Notrettungssystem ist bereit. Das Orion-Raumschiff hat alle seine Versuche abgeschlossen. Er kehrte zum Kennedy Space Center zurück, in Erwartung seines bevorstehenden Starts um den Mond!

Das obere Kryo-Stadium ist seit mehreren Jahren betriebsbereit. Das von EAS gelieferte Orion-Schiffsservicemodul ist fertig. Im wahrsten Sinne des Wortes - die Ausrüstung für Artemis I ist voll! Es bleibt nur, um den Test abzuschließen und dann die Endmontage durchzuführen.

Es gibt 16 RS-25D-Motoren. 14 der 16 Triebwerke flogen zuvor mit dem Space Shuttle. Sie haben bereits vier Triebwerke im Motorraum der Artemis I-Grundstufe installiert. Es wurden genügend Segmente der Feststoffraketen-Booster hergestellt, um 16 Booster für acht SLS-Flüge zusammenzubauen. Sogar 4 RL-10-Motoren sind für die nächsten Programmphasen einsatzbereit.

AUFGABEN FÜR ARTEMIS II UND III

Nachdem Produktionslinien und Montagestellen frei geworden sind, kommen Teile für Artemis II zusammen. Dies umfasst einen Sauerstofftank, einen Wasserstofftank, einen Zwischentank, einen oberen Übergangsabschnitt und einen Motorabschnitt in der Basisstufe. Der Tank für Orion, sein Servicemodul, der Hitzeschild, der CAC-Turm und andere Ausrüstungsgegenstände sind vorhanden. Und wie bereits erwähnt, sind auch die Segmente RS-25 und Booster fertig.

Das ist noch nicht alles, die Artemis III-Hardware ist auch zusammen verpackt! Dazu gehören Orion-Schiffsteile, Servicemodulteile, ein SLS-Wasserstofftank, Motoren und Feststoffraketen-Booster.

Sie sehen also, dass SLS und Orion in den letzten zehn Jahren viel erreicht haben. Auch unter Berücksichtigung der längeren Entwicklungszeit von Orion. Aber wie sieht es im Vergleich zum Fortschritt des Raumschiffs aus?

STARSHIP PROGRESS Der

Fortschritt des Raumschiffs unterscheidet sich erheblich von SLS und Orion. Der Großteil der frühen Entwicklung von Starship war sehr abgeschlossen. Sie versteckten sogar auf mysteriöse Weise das Raptor-Motorenentwicklungsprogramm, bis Ilon auf der MAK-2016 ein Video darüber zeigte.

Die Entwicklung des Raptor-Motors begann um 2012. Seitdem hat er viele Tests bestanden. Bisher wurden 26 Raptor-Motoren gebaut, von denen viele derzeit getestet werden. Aber höchstwahrscheinlich gibt es nur eine Handvoll, die im Moment wirklich fliegen kann. Diese Zahl ändert sich, da SpaceX die meisten erst 2019 gebaut hat.

SpaceX-Inventar von Testobjekten, Prototypen und Starhopper.

ECHTER STAHL

Wenn wir alles ignorieren, was aus einem Carbon-Verbundwerkstoff und / oder für Starship mit einem Durchmesser von 12 Metern hergestellt wurde, hat SpaceX fast alles gebaut, was wir erst letztes Jahr auflisten werden. Beginnend mit Starhopper, diesem einzigen Starship-Prototyp, der sich in Tests weiterentwickelt hat. Sein 20-Meter- und dann 150-Meter-Flug ist der einzige Prototyp, der bisher geflogen ist. Wir haben gesehen, dass der Prototyp des Mk 1 in Originalgröße fertig montiert war, aber dann die Oberseite entfernt hat.

SpaceX baute gleichzeitig einen ähnlichen Prototyp in Cocoa, Florida. Für die beiden Teams war es eine Gelegenheit, in einem Freundschaftswettbewerb gleichzeitig an unterschiedlichen Bauweisen zu arbeiten. SpaceX hat den Bau des Prototyps Mk 2 aufgegeben und steht noch immer in Florida.

2020: EIN BESSER ALS ZWEI

Dann sahen wir die beiden Teams Ende 2019 zusammenkommen und machten uns wütend daran, den nächsten Prototyp, Mk1, fertigzustellen. Wie erwartet ist es beim Testen fehlgeschlagen. Ilon twitterte vor dem Test, dass der Prototyp kein "Springen" ausführen würde. Und SpaceX arbeitet bereits am nächsten Prototyp.

Dies war nicht die einzige Änderung. Etwa zur gleichen Zeit wechselte SpaceX auch von der Verwendung der Mk- zur SN-Nomenklatur. Es gab drei Druckprüfkörper, die Schweißnähte und die Fähigkeit von Tanks, Druck bei kryogenen Temperaturen zu widerstehen, testeten. Dann gab es einen weiteren umfassenden Test des SN-1-Tanks, der explodierte, explodierte und dann wieder explodierte, wenn sein Deckel herunterfiel. Schließlich haben wir SN-3, das auch aufgrund falscher Testverfahren fehlgeschlagen ist. Trotz dieser Fehler ist der nächste Prototyp, SN-4, bereits fertig und hat Drucktests bei kryogenen Temperaturen bestanden.

SpaceX hat in den letzten sechs Monaten dreimal so viele Panzer gebaut und explodiert wie SLS in den letzten sechs Jahren! Hier sehen wir große Unterschiede in der Konstruktions-, Test- und allgemeinen Entwicklungsphilosophie! Die Zeit wird in Sekunden komprimiert.

PHILOSOPHY STARSHIP VS PHILOSOPHY SLS

Inzwischen haben Sie wahrscheinlich bereits ein Verständnis für die Designunterschiede von Projekten und Entwicklungsphilosophie. Wenn man sich nur anschaut, wie sich diese beiden Programme entwickelt haben, werden die Unterschiede deutlich. Aber es gibt ein paar Dinge, die sicher bestätigen, wie unterschiedlich sie wirklich sind.

SLS, LASSEN SIE ALLES IM VORAUS PLANEN

Beginnen wir damit, uns in die Lage der NASA zu versetzen. Die von der Regierung finanzierte NASA muss anders handeln als ein privates Unternehmen mit privater Finanzierung. Das vielleicht grundlegendste, was sie nicht tun können, ist, Risiken einzugehen.

Wenn Sie etwas so Großes, Komplexes und Ehrgeiziges wie das SLS-Projekt erstellen, müssen Sie wirklich alles berücksichtigen, bevor Sie Aufgaben an Auftragnehmer senden. Wenn Sie den Auftragnehmern etwas zum Bauen sagen und dann etwas im Plan ändert, ist ihre gesamte Arbeit vergebens. Dies ist unvermeidlich, wenn Sie Dutzende von Auftragnehmern und Regierungsangestellten haben, die sich alle aufeinander verlassen, um ihre Aufgaben pünktlich zu erledigen.

Stellen Sie sich vor, wenn sich der Hauptteil des Projekts um ein Jahr verzögert, was sollten Regierungsbeamte, die dieses System entwickeln, tun? Sie können sie ein Jahr lang nicht feuern und dann an das Projekt zurückgeben. Sie würden auf der Suche nach einem neuen Job gehen. Und Sie können sie nicht auf etwas anderes übertragen. Es ist unwahrscheinlich, dass der Motoringenieur einfach zu einer anderen Rakete übergeht, an der die NASA arbeitet. Jedes Jahr sind viele Kosten mit der Umsetzung eines Programms dieser Größenordnung verbunden.

NASA, GELD VERTEILEN

Obwohl dies von Natur aus weniger riskant und ineffizient ist, dient die Verteilung von Geld und Verträgen an verschiedene Standorte der politischen Unterstützung. Es gibt auch ein Projektsicherheitssystem, das von mehreren Auftragnehmern und Raumfahrtzentren im ganzen Land finanziert wird. Ein solcher dezentraler Ansatz trägt dazu bei, dass der Kongress für die Annahme des Haushaltsplans attraktiver wird. Auch wenn es unwirksam ist, hilft es, die Programmfinanzierung auf politischer Ebene sicherzustellen.

Dies gilt insbesondere dann, wenn Sie feststellen, dass das Europa Clipper-Projekt zur Erkundung Europas, des Satelliten des Jupiter, legal nach SLS fliegen muss. Die vielleicht verrückteste Tatsache ist, dass sie dem Programm zusätzlich Speicherplatz im Wert von 250 Millionen US-Dollar hinzugefügt haben! Die SLS-Rakete für ihn wird zumindest bis 2025 nicht fertig sein. Trotz der Tatsache, dass die Sonde bis 2023 fertig sein wird. Und dieses Gesetz wird langfristig helfen, indem es das Programm unterstützt. Darüber hinaus wird es während eines Verwaltungswechsels auf unbestimmte Zeit finanziert.

Diese Situation ist eindeutig alles andere als ideal. Wenn Sie sich jedoch Sorgen um das Überleben des Programms machen und nicht, dass Ihre Ziele alle vier bis acht Jahre um 180 Grad verschoben werden, sind diese Dinge Teil des Spiels.

Denken Sie daran, dass das Budget der NASA nur etwa ein halbes Prozent unseres Staatsbudgets beträgt und Raumfahrtprogramme nicht einmal die Hälfte davon ausmachen.

HAFTUNGSAUSSCHLUSS, KEINE OPTION FÜR SLS

Folglich besteht die Grundphilosophie beim Aufbau von SLS darin, die Risiken der Programmumsetzung zu planen und zu reduzieren. Es gibt wirklich nicht viele Orte, an denen Sie scheitern können, wenn Sie den Steuerzahlern antworten müssen, warum ihr Geld buchstäblich „verdunstet“ ist. Vergessen Sie nicht noch einmal, dass das Budget der NASA nur ein halbes Prozent unseres Staatshaushalts beträgt und Programme zur bemannten Raumfahrt nur ein Teil davon sind.

RAUMSCHIFF. ANTWORT - 42!

Vergleichen Sie dies nun mit Starship. Die Entwicklung des Raumfahrzeugs im wahrsten Sinne des Wortes ist so schnell wie möglich. SpaceX begann nicht mit detaillierten Zeichnungen. Es begann buchstäblich damit, herauszufinden, welche Fragen zu stellen waren. Dann, wie man die Einschränkungen formuliert, was ihr Apparat tun sollte.

Dabei wurden zwei Hauptziele geboren. Seien Sie zunächst vollständig wiederverwendbar. Zweitens, um genügend Kraft zu haben, um Menschen auf andere Planeten zu bringen. Das ist wirklich der Punkt. Dann können Sie zurückgehen, um Antworten auf diese Aufgaben zu finden.

Der nächstwichtigste Punkt hilft bei der Beantwortung der Frage nach der Entwicklung eines Motors, der effektiv ist und wiederholt verwendet werden kann. Wie ich in meinem Video über den SpaceX Raptor-Motor sagte, passt ein mit Methan betriebener Motor mit geschlossenem Kreislauf und vollständiger Vergasung der Komponenten perfekt zu diesen Zielen.

Raptor-Kraftstoff sorgt für eine rußfreie Verbrennung und hält den Motor für eine einfache Wiederverwendung sauber. Und sein hoher Wirkungsgrad verbessert den Kraftstoffverbrauch an Bord. Dank des hohen Motorschubs und des geringen Platzbedarfs können Sie Raketen mit mehreren Motoren schnell skalieren.

Von diesem Moment an befanden sich alle Bewegungen des Projekts im Sandkasten. Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie einen plötzlichen Wechsel von Kohlefaser zu Edelstahl sahen. Sie verstehen, wie wichtig es für SpaceX ist, einfach mit dem Fliegen zu beginnen, damit sie einen Ausgangspunkt für Wiederholungen haben, wenn Sie hören, wie Elon erklärt, warum es so wichtig war, das Design von Starship zu ändern.

Raumschiffpräsentation im Herbst 2019

STARSHIP ITERATION SPEED

Daher bestimmt die Geschwindigkeit der Iteration, warum in Boca Chica so viele zufällige Dinge passieren. Aus diesem Grund ist es dumm, sich überhaupt Gedanken über zukünftige Pläne zu machen. Ich habe mich darin geirrt, wie alle anderen auch, weil alles, was danach folgt, davon abhängt, was jetzt mit ihrer aktuellen Version passieren wird. Danach entwickeln sie den nächsten Schritt, basierend auf den Ergebnissen des vorherigen Schritts usw.

Dies ist eine Philosophie, die dem „Kaskadenmodell“ oder möglicherweise einem flexiblen Modellstandard in der Softwareentwicklung ähnelt. Dies ist Ilonas ursprünglicher Ansatz. Tatsächlich arbeiten Sie erst am zweiten Schritt, wenn Sie den ersten Schritt machen. Planen Sie für einen langen Zeitraum, und Sie werden wahrscheinlich alle Arbeiten abbrechen.

Dies ist buchstäblich das Gegenteil von SLS, wo alles einen genauen Plan haben muss. Wenn Sie am Ende eine Rakete bauen, die drei Meter kürzer als die Blaupausen ist, müssen Sie plötzlich auch das gesamte Bodenstützsystem wechseln! Dieser Vorfall ereignete sich mit dem SLS und seinem mobilen Serviceturm.

FLEXIBILITÄT UND GESCHWINDIGKEIT

Alles für Starship ist im Moment noch in der Schwebe. Ich meine, wir beobachten natürlich, wie sie eine Pflanze um eine Rakete bauen und nicht umgekehrt. Und ehrlich gesagt ist dies sehr riskant, aber es ist auch viel einfacher zu tun. Da das Unternehmen extrem vertikal integriert ist, kann es sich schneller und flexibler bewegen. Dies bedeutet, dass Änderungen an Lösungen für das Projekt keinen so starken Welleneffekt haben wie eine traditionellere Methode.

Wir werden noch mehr Geräteausfälle und Prototypen sehen. Es wird Rückschläge geben. Wir werden wahrscheinlich Explosionen sehen! Im Gegensatz zu SLS sind Unfälle jedoch ein Schritt in Richtung Ziel. Dieser Ansatz fördert das Lernen durch Prototyping zu geringeren Kosten und höherer Geschwindigkeit. Ilon wiederholt immer wieder: "Misserfolg ist ein Zeichen der Entwicklung. Wenn etwas nicht versagt, sind Sie nicht innovativ genug."

Dies ist der Philosophie der Entwicklung der Sowjetunion während der Blütezeit von Sergej Korolev sehr ähnlich. Erstellen Sie etwas so billig wie möglich, testen Sie es, wenn es explodiert, sehen Sie, was schief gelaufen ist, nehmen Sie Verbesserungen vor, wiederholen Sie es! Und es gab ihnen definitiv einen Vorsprung in den frühen Entwicklungsstadien. Angenommen, Sie haben eine Rakete in die Luft gesprengt, die Sie in zwei Monaten gebaut haben. Wir werden daraus lernen. Wir werden in kürzerer Zeit eine weitere Rakete bauen, als die NASA benötigt, um die SLS einmal aufzutanken und zu erleben. Dies ist einfach ein monumentaler Unterschied in der Philosophie.

STARSHIP VS SLS

Ich denke, es ist an der Zeit, diese Raketen wirklich frontal voranzutreiben. Dies wird helfen zu verstehen, wie wirklich sie zum Vergleich verfügbar sind, wenn wir ihre „Schrauben und Muttern“ betrachten. Nach der ersten Begegnung schauen wir uns einige der „Kaninchenlöcher“ von Indikatoren und Möglichkeiten an. Bereit machen!

Paralleler Vergleich von superschweren Raketen nach Parametern: Schub [MN], Tragfähigkeit LEO [t], Tragfähigkeit TLI [t], Preis [$] und Preis pro kg pro TLI.

Wir haben bereits die Größe jeder Rakete angesprochen, daher sind sie hier aufgelistet. In der Zwischenzeit vergleichen wir nur die Erstmontage jeder Rakete. Block 1 und Block 1B SLS sowie eine grobe Version von Starship in seiner aktuellen Form.

Denken Sie daran, dass sich Starship in Zukunft stark verändern wird. Fast jedes Mal, wenn ein neues gebaut wird, unterscheidet es sich vom vorherigen. Erwarten Sie, dass dieses Tempo des Wandels irgendwann in den 1920er Jahren oder sogar nach SN30 endet. SLS kann sich auch ein wenig ändern, wenn Block 1B auf echten Flügen fliegt.

VERGLEICHEN WIR DIE MOTOREN

Während wir hier sind, vergleichen wir Saturn V und Falcon Heavy! Wir haben nur einige zusätzliche Ansichten darüber, wie sich diese Raketen wirklich vergleichen lassen. SLS ist groß, aber Starship wird riesig sein. Es wird in der Gesamthöhe größer als Saturn V sein und nur geringfügig schmaler als die ersten beiden Schritte von Saturn V, aber es verengt sich kaum wie Saturn V.

Lassen Sie uns nun über Motoren und deren Kraftstoff sprechen. Falcon Heavy verfügt über 27 Merlin-Motoren für den Betrieb auf Meereshöhe und einen für den Vakuumbetrieb in der oberen Stufe optimierten Merlin. Alle arbeiten mit RP-1-Kerosin und flüssigem Sauerstoff. Es gibt Saturn V, der in der ersten Stufe fünf F1-Motoren hatte, die Kerosin RP-1 verwendeten. Fünf J2-Motoren in der zweiten Stufe und ein J-2 in der dritten Stufe wurden mit Wasserstoff betrieben.

Wie wir wissen, hat SLS im Grunde das gleiche Design wie Space Shuttle. Es gibt zwei SRB-Festbrennstoff-Booster und vier wasserstoffbetriebene RS-25-Motoren. In der Block 1-Konfiguration befindet sich in der oberen Stufe nur ein RL-10B2-Motor, der ebenfalls mit Wasserstoff betrieben wird. Im Gegensatz dazu wird die nächste Version, Block 1B, vier RL-10-Motoren haben, die ebenfalls mit Wasserstoff betrieben werden.

Schließlich hat Starship 37 Raptor-Motoren auf dem Super Heavy Booster und höchstwahrscheinlich sechs Raptors auf dem Starship. Diese Nummer kann geändert werden, und SpaceX wird dies aufgrund der geringen Größe der Raptor-Engine relativ einfach tun.

LIFTING DRAW Schauen

wir uns als nächstes ihren Entwurf beim Start an. Wie immer macht das Spaß. Falcon Heavy ist ein Kind mit 22,8 MN. Dann wenden wir uns mit Saturn V mit 35,1 MN mächtigen Raketen zu. Der SLS ist ihm zu Beginn mit 39,1 MN etwas überlegen, aber es ist Starship, der hier mit 72 MN in seiner aktuellen Konfiguration der König sein wird.

NÜTZLICHE LAST IM MONDKREIS

Wir haben bereits einige der Nutzlastfähigkeiten dieser Raketen beim Einsatz in LEO behandelt. Kommen wir also zu SLS und Starship zurück. Aber diesmal werden wir zeigen, wie viel Masse sie zum Mond senden können. Wir nennen dies „Trans-Lunar-Injection“ (TLI), weil es sich auf jeden Fall um Mondmissionen handelt. Bitte beachten Sie, dass wir die Ladekapazität für SLS Block 1 und Block 1B anzeigen. Trotzdem sind ihre Fähigkeiten auf LEO fast gleich, da es die Basisstufe ist, die sie in die Umlaufbahn bringt.

Beachten Sie, dass dies nicht die Masse ist, die das Raketensystem auf den Flugweg zum Mond bringen kann. Dies ist die Masse, die das System dem Mond liefern kann. Sie müssen mit Ihrem Raumschiff in die Mondumlaufbahn gehen. Für Orion oder Apollo kümmert sich das Servicemodul darum. Zusätzliche Energie wird benötigt, um die charakteristische Geschwindigkeit (Delta-v) zu erreichen, um einen bestimmten Punkt im Raum zu erreichen.

Der Falcon Heavy im wiederverwendbaren Modus kann etwa neun Tonnen in die Mondumlaufbahn bringen. Dies bedeutet auch, dass alle drei der ersten Booster auf Drohnen landen, im Gegensatz zu den beiden Boostern, die zurück auf der LZ-1-Plattform landen. Vergleichen Sie diese Masse mit 15 Tonnen pro TLI in einem einmaligen Modus.

SATURN V VS SLS

Als nächstes haben wir Saturn V, der 48,6 Tonnen in die Umlaufbahn des Mondes bringen kann. Dann SLS Block 1, der 27 Tonnen liefern kann. Eine aktualisierte Version von Block 1B erhöht den TLI auf bis zu 43 Tonnen. Sie fragen sich vielleicht, wie eine stärkere Rakete nur die Hälfte der Nutzlast auf dem Mond von derjenigen bekommen kann, die Saturn V könnte? Nun, dieses Ergebnis ist auf das kryogene Übergangsstadium mit geringem Schub für eine Rakete dieser Größe zurückzuführen. Seltsamerweise kann der SLS Block 1B mit seinen vier RL-10-Motoren in der oberen Stufe nur 43 Tonnen in die Umlaufbahn des Mondes befördern. Weniger als das, wozu Saturn V fähig war, um ehrlich zu sein, hat mich verblüfft.

Das Raumschiff ist für die Mondumlaufbahn etwas verwirrend. Raumschiff allein kann nicht in die TLI-Umlaufbahn fliegen. Seine riesige Trockenmasse von 120 Tonnen verhindert, dass es LEO verlässt. Der Flug all dieser toten Fracht zum Mond wird ohne Auftanken nicht funktionieren. Das Auftanken ist ein wesentlicher Bestandteil des Raumschiff-Flugplans. Aber darüber werden wir im nächsten Video sprechen. In diesem Video wird erläutert, ob Starship zusätzliche Boost-Stufen oder Betankung verwenden sollte.

Wiederverwendung oder Einweg. ZU WELCHEM PREIS?

Jetzt werde ich zeigen, welche dieser Raketensysteme wegwerfbar, teilweise wiederverwendbar und vollständig wiederverwendbar sind. Dort tauchen wir in das tiefe „Kaninchenloch“ ein, also pass auf deine Ärsche auf. Wir werden über den Preis sprechen, und darüber zu sprechen ist nicht einfach. Sie werden gleich verstehen, warum. Zum Vergleich habe ich alle Zahlen, die Sie in US-Dollar sehen, an die Preise für 2020 angepasst.

Zunächst das, was ich als "Raketenpreisschild" bezeichnen werde. Dies ist der Preis, für den Sie wahrscheinlich eine Markteinführung kaufen können. Im Moment ignorieren wir die Entwicklungskosten. Die Entwicklungskosten werden wir jedoch im nächsten Artikel übernehmen. Denken Sie vorerst nur daran. Wir werden uns vorerst auch nur Raketen ansehen, ohne Raumschiffe wie Appolo oder Orion.

RAKETENPREIS

Beginnen wir mit dem Falcon Heavy für etwa 90 Millionen US-Dollar. Saturn V kostete ungefähr 1,2 Milliarden US-Dollar pro Start. Nach dem Start der Produktion von SLS Block 1 und seiner späteren Version von Block 1B werden sie 875 Millionen US-Dollar kosten. Bleibt Raumschiff. Nun, Ilon behauptet, dass sie es für 2 Millionen Dollar starten können. Nehmen wir an, dass sie eines Tages 2 Millionen Dollar verdienen können, aber für einige Zeit wird es ratsam sein, 100 Millionen Dollar zu nehmen, bis der Markt sie einholt. Fügen wir dort also einfach 100 Millionen US-Dollar als Preisschild für den schlimmsten Fall hinzu.

Mit diesen Zahlen können wir nun das grundlegende Verhältnis von Dollar zu Kilogramm berechnen. Da es sich um den Mond handelt, wollen wir sehen, wie viel es kostet, für jedes dieser Raketensysteme 1 kg in die Mondumlaufbahn zu schicken.

KILOGRAMM / MOND-VERHÄLTNIS

Falcon Heavy kann dem Mond im wiederverwendbaren Modus oder im Einwegmodus ein Kilogramm für etwa 10.000 US-Dollar liefern. Saturn V wird für ungefähr 25.600 USD pro kg liefern. SLS für Block 1 nach Produktionsstart kostet etwa 31.500 USD pro kg. Für Block 1B sieht der Preis viel besser aus, etwa 20.000 USD pro kg. Raumschiff mit einem einzigen Start für 100 Millionen Dollar kann die Mondumlaufbahn nicht erreichen. Er wird zwei zusätzliche Starts benötigen, um das Schiff in der Erdumlaufbahn zu betanken, um einen solchen Flug abzuschließen. Es wird 300 Millionen Dollar kosten. Nach dem Auftanken kann eine Nutzlast von 156 Tonnen in die Mondumlaufbahn geschickt werden. Somit kosten die Kosten für Starship pro Kilogramm etwa 2.000 US-Dollar.

Dies sind einige sehr vorläufige Schätzungen, die auf Annahmen beruhen. Dies ist der Fall, wenn Sie sagen möchten, dass wir Starship absichtlich „stören“. Für alle Fälle ist der Einführungspreis zu optimistisch. Trotzdem ist Starship die wirtschaftlichste Option.

Vorläufige Berechnungen basieren auf willkürlichen Annahmen. Beispielsweise berücksichtigen sie keine Entwicklungskosten. Wir müssen noch viel über Budgets und Kosten lernen. Akzeptieren Sie in der Zwischenzeit einfach dieses Thema. Wir werden im nächsten Artikel über Ausgaben alle „Kaninchenlöcher“ untersuchen.

SCHLUSSFOLGERUNG

Wie sind wir hierher gekommen? Wie kommt es, dass wir gleichzeitig zwei Super-Duper-Mega-Raketen entwickeln?

Ich denke, die Geschichte spricht für sich. Als die NASA anfing, an SLS zu arbeiten, war die Idee einer Rakete wie Starship völlig lächerlich. Noch heute denken viele Leute, dass dies verrückt ist und ein Unternehmen scheitern wird. Raumschiff ist "unmöglich" - solange es nicht da ist. Und dann ändert sich plötzlich buchstäblich alles in einer Sekunde.

Wird der Chef glauben?

Die NASA arbeitet seit fast einem Jahrzehnt an SLS und Orion. Wenn sich SpaceX 2011 mit Starship an die NASA wenden würde, wäre es, als würde man 1870 versuchen, einen Vierzylinder-Traktor 8RX 410 John Deere mit einem 9-Liter-Turbodieselmotor mit GPS-Antrieb an einen Landwirt zu verkaufen. Der Bauer suchte jedoch nur einen Pflug für sein Pferd. Er würde dir einfach nicht glauben, wenn du den Traktor erwähnen würdest. Oh Leute, Iowa ist wieder aus mir rausgekommen, sorry.

Die NASA stolperte viele Male auf dem Weg. Es gab so viele Programme, dass sie zu einer Sackgasse führten. Bei der Entwicklung des Programms litten sie unter Änderungen der Prioritäten der Mission, des Personals und der Führung. Sie wiederholten dies mehrmals, bevor das Programm wirklich in Eisen verkörpert wurde.

Sie haben getan, was sie für die SLS tun mussten. Die NASA hat einen vernünftigen Weg gewählt und sich dabei auf vorhandene Technologien, Partner und Programmfinanzierungsprogramme gestützt. All dies, um eine Rakete zu schaffen, die im Weltraum eingesetzt werden kann und von Politikern unterstützt wird. All dies, um die Flugfähigkeit wiederherzustellen, die sie vor fast 50 Jahren verloren haben.

Hören Sie, was ich erreicht habe, und das ist der größte Schock. Dies ist kein Raumschiff! Aber die Menschheit hat ein Sternenschiff. Raumschiff ist eine logische Fortsetzung, wenn es notwendig ist, die Kosten für Raumflüge zu senken. Ehrlich gesagt ist es sinnvoll, wiederverwendbare Raketen herzustellen. Jeder will es tun! Niemand hält das für eine schreckliche Idee. Nur wenige Ingenieure oder Manager glauben, dass dies jemals passieren wird.

50 Wege, um eine Liebe zu verlieren

Ich denke, die größte Überraschung ist, dass es 50 Jahre gedauert hat, eine weitere Rakete mit den Fähigkeiten von Saturn V zu bauen. Nach der Apollo 17-Mission im Jahr 1972 verließ keiner der Menschen LEO. Wenn Sie Gene Cernan, dem letzten Astronauten, der auf dem Mond wandelte, davon erzählen würden, würde er es nicht glauben. Als er diese Nachricht hörte, hätte er Ihnen vielleicht einen „Finger“ unter die Augen gelegt.

Seitdem ist die Raketentechnologie ausgereift. Dies ist nicht für ganze Nationen erreichbar, sondern für eine Handvoll brillanter und mutiger Unternehmen. Diese Unternehmen können alles im Zusammenhang mit Raketen und Raumflügen überdenken. Sie können kommerzielle Möglichkeiten und Möglichkeiten eröffnen, die es bisher einfach nicht gab.

MARS ODER ABFALL

Ich weiß, dass der Zweck von Ilons Leben darin besteht, zum Mars zu fliegen. Aber auf dem Weg dorthin wird er den Zugang der Menschheit zum Weltraum vollständig zum Besseren verändern. Um zum Mars zu gelangen, benötigen Sie eine wiederverwendbare Rakete mit enormen Fähigkeiten. Dieser verrückte Vorschlag wird zu einer Revolution in der Wirtschaft der Raumfahrt um mehrere Größenordnungen führen.

Der Grund, warum wir aufgehört haben, zum Mond zu fliegen, war, dass es zu teuer war. Die Vereinigten Staaten haben ihr "Mitglied" während des Kalten Krieges gegen die Sowjetunion mit dem Apollo-Projekt gemessen. Dies war jedoch keine nachhaltige Art, den Mond zu erkunden.

Lassen Sie uns über nachhaltige Wege nachdenken, um den Mond zu erkunden. Genau das werden wir im nächsten Artikel erzählen. Durch Zufall haben wir bereits recherchiert und aufgezeichnet. Machen Sie sich bereit und wir werden Ihre Frage beantworten: "Sollte die NASA die SLS einfach abbrechen und Starship und andere kommerzielle Startsysteme verwenden?"

Mal sehen, ob Artemis ein Schritt in die richtige Richtung ist oder nicht.

Meiner Meinung nach ist die Orange Rocket im Moment gut genug. Aber die Shiny Rocket wird bald unglaublich sein. Wir als „Teamraum“ können feststellen, dass wir in einer Zeit leben, in der ungefähr zur gleichen Zeit zwei Super-Mega-Raketen in den Weltraum starten werden! JA!!!

Quellen:

Harry Liles spricht über SLS im Jahr 2011
SLS C0 - NASA-Manifestoptionen
Benutzerhandbuch zur NASA SLS-Nutzlast
FH TLI- Nutzlastberechnung
3 Berechnungen zur Landung von Landungen
OIG SLS / Orion-
Bericht SLS ICPS- und EUS-Newsletter

Quelle: Everyday Astronaut article
Dieser Text ist im PDF-Format

SLS vs STARSHIP: Warum gibt es beide Programme? Alltäglicher Astronaut

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