视点·观察|英媒对比马斯克星际飞船与NASA SLS火箭:前者完胜

10月11日消息,美国宇航局(NASA)的巨型火箭“太空发射系统”(SLS)和埃隆·马斯克旗下SpaceX的星际飞船将在未来几十年内将人类送入太空,包括登陆月球乃至火星 。这两大系统都可能在下个月尝试发射,开启太空探索的新纪元 。那么它们到底有何不同,各有什么目标?
视点·观察|英媒对比马斯克星际飞船与NASA SLS火箭:前者完胜
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1.高度、重量以及推力
SLS和星际飞船都是世界上最强大的火箭 。其中,星际飞船似乎具有更大优势:
星际飞船能够产生1600万磅(约合7257吨)的推力,而SLS可以产生的推力为880万磅(约合3992吨) 。
SLS的Block 1(即发射系统第一级)高322英尺(约合98米),星际飞船高394英尺(120米),其中飞船本身高164英尺(约合49米),助推器高230英尺(约合70米) 。
在加满推进剂的情况下,星际飞船的整体重量达到1100万磅(约合500万公斤) 。相比之下,SLS的重量为550万磅(约合250万公斤) 。
星际飞船不使用固体燃料,以液氧和甲烷为推进剂,而SLS使用液氧、液氢以及固体燃料;此外,星际飞船由32台猛禽发动机提供动力,SLS核心级使用四个RS-25发动机 。
2.建造成本和时间跨度
SLS与NASA重返月球计划Artemis同时推进,但这款运载火箭的设计于2011年首次亮相 。八年前,SLS进入了正式开发阶段 。
自那以后的许多次延迟都是由SLS本身问题所致,而Artemis计划也始终受到宇航服和载人登陆器系统开发问题的困扰,这些系统将把宇航员送到月球表面 。
为了减少成本和开发时间,NASA一直在升级航天飞机和其他探索项目经过验证的硬件,同时利用尖端工具和制造技术 。SLS的某些部件是新的,其他部件则是升级而来,比如增加满足现代太空探索任务所需要的功能 。整个Artemis项目耗资约230亿美元,且不能重复使用 。
马斯克星际飞船的助推器是多年研发成果,先后用于2009年退役的猎鹰1号火箭、猎鹰9号火箭、猎鹰重型火箭以及现在的超重型火箭上 。
因此,就开发和制造成本而言,很难准确地将SLS与星际飞船进行比较 。但仅就星际飞船而言,据估计其已经花费了SpaceX大约2.16亿美元 。
SpaceX超重型火箭的想法可以追溯到2005年11月,当时马斯克首次谈到他想要打造巨型火箭的愿景 。
3.星际飞船与SLS工作原理
SLS由核心级和临时低温推进级提供动力,核心级的两侧是两个固体火箭助推器 。固体火箭助推器含有推进剂聚丁二烯丙烯腈,在飞行的前两分钟内提供75%以上的飞行推力 。与此同时,核心级储存了约200万升的过冷液氢和液氧,为RS-25发动机提供燃料 。
与SLS不同,星际飞船属于可重复使用发射系统,为此其飞行成本可能比大多数火箭便宜200倍 。在准备好降落在地面上时,星际飞船最初将以60度角重新进入大气层,然后以水平位置“俯冲”到地面 。
这种返回方式利用了大气层来减缓飞行器的下降速度,但缺点是不太稳定 。正是出于这个原因,星际飞船在前后安装了四个钢制着陆襟翼以控制其下降姿态,其工作方式类似于跳伞运动员使用手臂和腿控制自由落体的方式 。
当星际飞船接近地面时,它会重新翻转为垂直姿态,然后启动猛禽发动机控制安全着陆 。
2019年11月,马斯克声称,由于重复使用火箭提高了效率,星际飞船每次发射的成本可能只需200万美元 。相比之下,SLS每次发射成本股价高达41亿美元 。
4.载人太空舱
SLS搭载的太空舱名为“猎户座”,可以容纳四名宇航员 。虽然NASA定于11月首次试射SLS,但这将是猎户座太空舱的第二次发射 。早在2014年12月,猎户座就进行了首次试飞,当时它搭乘ULA Delta IV重型火箭进入太空 。