SpaceX Starship un Falcon 9: Kosmosa izpētes tehnoloģiju salīdzinājums un izvēles ceļvedis

SpaceX, būdama privātā kosmosa sektora līdere, ar savām revolucionārajām tehnoloģijām un ambiciozajiem mērķiem atkal un atkal piesaista pasaules uzmanību. Tās produktu portfelī visievērojamākās ir divas raķetes: Starship un Falcon 9. Šis raksts sniegs padziļinātu šo divu raķešu salīdzinājumu, lai palīdzētu lasītājiem izprast to stiprās un vājās puses un izdarīt apzinātu izvēli atbilstoši dažādiem pielietojuma scenārijiem.

I. Tehniskais pārskats: Falcon 9 vs. Starship

Pirms padziļināta salīdzinājuma, mums vispirms ir jāsaprot šo divu raķešu tehniskās īpašības.

• Falcon 9:
  • Dizaina filozofija: Atkārtota izmantošana ir Falcon 9 pamatā. Pirmā pakāpe var atgriezties uz Zemes un nolaisties vertikāli, tādējādi ievērojami samazinot palaišanas izmaksas.
  • Dzinējsistēma: Izmanto 9 Merlin 1D dzinējus kā pirmās pakāpes dzinējspēku un vienu vakuuma optimizētu Merlin 1D dzinēju kā otrās pakāpes dzinējspēku.
  • Kravnesība: Var nogādāt aptuveni 22,8 tonnas derīgās kravas zemā Zemes orbītā (LEO).
  • Piemēroti scenāriji: Galvenokārt izmanto komerciālo satelītu palaišanai, Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS) apgādei un daļēju Zemes orbītas zinātnisko misiju veikšanai.
  • Briedums: Falcon 9 ir veiksmīgi palaists un atgūts daudzas reizes, un tehnoloģija ir ļoti nobriedusi un uzticama.
• Starship:
  • Dizaina filozofija: Pilnībā atkārtoti izmantojams, dziļas kosmosa izpēte. Starship ir paredzēts, lai kļūtu par starpzvaigžņu transporta sistēmu, kas var nogādāt cilvēkus uz Mēnesi, Marsu un pat tālāk.
  • Dzinējsistēma: Super Heavy pastiprinātājs izmanto 33 Raptor dzinējus, un Starship kosmosa kuģis izmanto 6 Raptor dzinējus (trīs dažādas konfigurācijas).
  • Kravnesība: Teorētiski var nogādāt vairāk nekā 100 tonnas derīgās kravas zemā Zemes orbītā un pat var veikt degvielas uzpildi orbītā, lai atbalstītu garākus dziļās kosmosa lidojumus.
  • Piemēroti scenāriji: Paredzēts Mēness un Marsa misiju veikšanai, lielu satelītu palaišanai un ātrai Zemes punkta-punkta transportēšanai.
  • Briedums: Pašlaik vēl tiek izstrādāts un testēts, un, lai gan ir veikti daži veiksmīgi suborbitāli lidojumi, pilnīgs orbitālais lidojums un atgūšana vēl nav pabeigta.

II. Galveno veiktspējas rādītāju salīdzinājums: Kurš ir labāks?

Lai intuitīvāk saprastu šo divu raķešu atšķirības, mēs salīdzināsim vairākus galvenos veiktspējas rādītājus.

Praksē raķetes izvēle ir atkarīga no konkrētām misijas prasībām. Šeit ir daži praktiski izvēles norādījumi:

• Mazu vai vidēju satelītu palaišana: Ja misijas mērķis ir ievadīt mazus vai vidējus satelītus zemā Zemes orbītā, piemēram, sakaru satelītus vai Zemes novērošanas satelītus, Falcon 9 ir ekonomiski efektīva un uzticama izvēle.

  • Galvenais punkts: Falcon 9 ir zemākas palaišanas izmaksas un nobriedusi palaišanas vēsture, kas var samazināt misijas risku.
  • Soļi:
    1. Sazinieties ar SpaceX vai pilnvarotu palaišanas pakalpojumu sniedzēju.
    2. Sniedziet detalizētas satelīta specifikācijas un mērķa orbītu.
    3. Vienojieties par palaišanas laiku un cenu.
    4. Sadarieties satelīta testēšanā un sagatavošanā.

• Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS) apgāde: Falcon 9 ir vairākkārt veiksmīgi izpildījis SKS apgādes misijas, un tā ir uzticama izvēle šajā jomā.

  • Galvenais punkts: Falcon 9 Dragon kosmosa kuģis var droši transportēt kravas un astronautus uz un no Starptautiskās kosmosa stacijas.
  • Soļi:
    1. Sadarbojieties ar NASA vai attiecīgajām kosmosa aģentūrām.
    2. Pārliecinieties, vai krava atbilst Starptautiskās kosmosa stacijas noteikumiem un drošības standartiem.
    3. Sadarieties kravas iepakošanā un transportēšanā.

• Dziļās kosmosa izpētes misiju veikšana: Ja misijas mērķis ir veikt Mēness vai Marsa izpēti vai palaist lielus kosmosa teleskopus, Starship būs vienīgā izvēle.

  • Galvenais punkts: Starship lielā kravnesība un pilnīga atkārtota izmantojamība padara to ekonomiski efektīvu dziļās kosmosa misiju veikšanai.
  • Soļi: (Tā kā Starship joprojām tiek izstrādāts, tālāk norādītās darbības ir balstītas uz iespējamo nākotnes procesu)
    1. Sadarbojieties ar SpaceX vai attiecīgajām kosmosa aģentūrām.
    2. Nosakiet misijas mērķus un nepieciešamās tehniskās specifikācijas.
    3. Piedalieties Starship projektēšanas un testēšanas procesā.
    4. Plānojiet un sagatavojiet saistītās dziļās kosmosa izpētes iekārtas un eksperimentus.

• Lielu satelītu vai zvaigznāju palaišana: Scenārijos, kad vienlaikus jāpalaiž liels skaits satelītu, piemēram, veidojot lielu sakaru satelītu zvaigznāju, Starship lielā kravnesība nodrošinās ievērojamas izmaksu priekšrocības.

  • Galvenais punkts: Starship var vienlaikus ievadīt orbītā desmitiem vai pat simtiem satelītu, tādējādi ievērojami samazinot palaišanas izmaksas un laiku.
  • Soļi:
    1. Apspriediet palaišanas plānu ar SpaceX.
    2. Izstrādājiet satelītu integrācijas un izvietošanas plānu.
    3. Veiciet satelītu testēšanu un sagatavošanu.

• Ātra punktu-punktam transportēšana uz Zemes: Vēl viens potenciāls Starship pielietojums ir ātras punktu-punktam transportēšanas nodrošināšana uz Zemes. Teorētiski tas var pārvadāt pasažierus un kravas no viena kontinenta uz citu dažu stundu laikā.

  • Galvenais punkts: Šī tehnoloģija joprojām ir koncepcijas pierādīšanas stadijā, taču, ja tā būs veiksmīga, tā pilnībā mainīs globālo transportēšanas veidu.
  • Soļi: (Šī tehnoloģija pašlaik nav pieejama)
    1. Sekojiet līdzi jaunākajiem SpaceX jaunumiem un testu rezultātiem.
    2. Iepazīstieties ar attiecīgajiem drošības un regulēšanas noteikumiem.
    3. Gaidiet komercpakalpojumu ieviešanu.

IV. Labākā prakse: Palaišanas efektivitātes optimizēšana un izmaksu samazināšana

Neatkarīgi no tā, kuru raķeti izvēlaties, varat veikt dažus labākos paņēmienus, lai optimizētu palaišanas efektivitāti un samazinātu izmaksas:

• Agrīna plānošana: Sāciet plānot palaišanas misiju pēc iespējas agrāk, lai būtu pietiekami daudz laika sagatavošanai un sarunām.
• Kravas optimizācija: Cik vien iespējams, optimizējiet kravas dizainu un svaru, lai samazinātu palaišanas izmaksas.
• Kopīga palaišana: Apsveriet iespēju dalīties ar palaišanas misiju ar citiem klientiem, lai sadalītu palaišanas izmaksas.
• Pareiza palaišanas loga izvēle: Pareiza palaišanas loga izvēle var palielināt palaišanas panākumu līmeni un samazināt degvielas patēriņu.
• Nobriedušu tehnoloģiju izmantošana: Ja iespējams, mēģiniet izmantot nobriedušas un uzticamas tehnoloģijas, lai samazinātu misijas risku.

V. Nākotnes perspektīvas: SpaceX nākamie plāniSpaceX turpina ieviest jauninājumus un attīstīt savas tehnoloģijas. Nākotnē mēs varam sagaidīt:

• Zvaigžņu kuģa pilnīga atkārtota izmantojamība: Zvaigžņu kuģa pilnīgas atkārtotas izmantojamības ieviešana ievērojami samazinās palaišanas izmaksas un atvērs jaunas iespējas dziļās kosmosa izpētei.
• Starlink nepārtraukta paplašināšana: Starlink nodrošinās ātru interneta piekļuvi visā pasaulē, īpaši attālos reģionos.
• Mēness un Marsa misiju virzība: SpaceX aktīvi virza Mēness un Marsa misiju sagatavošanas darbus un plāno tuvāko gadu laikā nosūtīt cilvēkus uz Mēnesi un Marsu.
• Jaudīgākas raķetes un dzinējsistēmas: SpaceX, iespējams, turpinās izstrādāt jaudīgākas raķetes un dzinējsistēmas, lai atbalstītu vērienīgākus kosmosa izpētes mērķus.

6. secinājums: Izvēlieties savam kosmosa ceļojumam piemērotāko

Falcon 9 un Starship pārstāv divus dažādus SpaceX attīstības virzienus kosmosa tehnoloģiju jomā. Falcon 9 ar savu nobriedušo un uzticamo tehnoloģiju un rentablajiem palaišanas pakalpojumiem joprojām ir vēlamā izvēle Zemes tuvumā esošām orbītas misijām. Savukārt Starship pārstāv nākotnes attīstības virzienu, un tā īpaši lielā kravnesība un pilnīga atkārtota izmantojamība radīs revolucionāras pārmaiņas dziļās kosmosa izpētē un kosmosa komercializācijā. Izvēloties raķeti, jāņem vērā konkrētās misijas prasības, budžets un riska tolerance.Cerams, ka šis raksts palīdzēs lasītājiem labāk izprast SpaceX Starship un Falcon 9, un izdarīt apzinātu izvēli atbilstoši savām vajadzībām, lai sāktu savu ceļojumu kosmosā!