Sinds 1972 heeft niemand de maan bezocht. Maar met de komst van commerciële bemande ruimtevluchten, de drang om terug te keren neemt weer toe en genereert een nieuwe ruimtewedloop. NASA heeft het particuliere bedrijf SpaceX geselecteerd om deel uit te maken van zijn commerciële ruimtevluchten, maar het bedrijf streeft ook zijn eigen ruimteverkenningsagenda na.

Om vluchten naar de maan en verder mogelijk te maken, zowel NASA als SpaceX ontwikkelen nieuwe zware raketten:SpaceX's Starship en NASA's Space Launch System.

Maar hoe verschillen ze en welke is krachtiger?

ruimteschip

Raketten doorlopen meerdere fasen om in een baan om de aarde te komen. Door verbruikte brandstoftanks tijdens de vlucht weg te gooien, de raket wordt lichter en daardoor makkelijker te accelereren. Eenmaal in bedrijf, Het lanceersysteem van SpaceX zal uit twee fasen bestaan:het lanceervoertuig dat bekend staat als "BFR" (Big Falcon Rocket) en het Starship.

BFR wordt aangedreven door de Raptor-raketmotor, het verbranden van een combinatie van vloeibaar methaan en vloeibare zuurstof. Het basisprincipe van een raketmotor op vloeibare brandstof is dat twee drijfgassen, – een brandstof zoals kerosine en een oxidatiemiddel zoals vloeibare zuurstof - worden samengebracht in een verbrandingskamer en ontstoken. De vlam produceert onder hoge druk heet gas dat met hoge snelheid door het mondstuk van de motor wordt uitgestoten om stuwkracht te produceren.

De raket zal 15 miljoen pond stuwkracht leveren bij de lancering, dat is ongeveer twee keer zoveel als de raketten van het Apollo-tijdperk. Boven op de BFR zit het Starship, zelf aangedreven door nog eens zes Raptor-motoren en uitgerust met een grote missieruimte voor het onderbrengen van satellieten, compartimenten voor maximaal 100 bemanningsleden en zelfs extra brandstoftanks voor tanken in de ruimte, die van cruciaal belang is voor interplanetaire bemande ruimtevluchten van lange duur.

Het sterrenschip is ontworpen om zowel in het vacuüm van de ruimte als in de atmosferen van de aarde en Mars te opereren, met behulp van kleine beweegbare vleugels om naar een gewenste landingszone te glijden.

Eenmaal boven het landingsgebied, het Starship klapt in een verticale positie en gebruikt zijn Raptor-motoren aan boord om een ​​gemotoriseerde afdaling en landing te maken. Het zal voldoende stuwkracht hebben om zichzelf van het oppervlak van Mars of de maan te tillen, het overwinnen van de zwakkere zwaartekracht van deze werelden, en keer terug naar de aarde - opnieuw een aangedreven zachte landing makend. Het Starship en de BFR zijn beide volledig herbruikbaar en het hele systeem is ontworpen om meer dan 100 ton nuttige lading naar het oppervlak van de maan of Mars te tillen.

Het ruimtevaartuig wordt snel volwassen. Een recente testvlucht van het Starship-prototype, de SN8, met succes een aantal van de manoeuvres gedemonstreerd die nodig zijn om dit te laten werken. Helaas, er was een storing in een van de Raptor-motoren en de SN8 crashte bij de landing. De komende dagen wordt nog een testvlucht verwacht.

NASA's Space Launch System

Het Space Launch System (SLS) van NASA zal de kroon van de stopgezette Saturn V overnemen als de krachtigste raket die het bureau ooit heeft gebruikt. De huidige incarnatie (SLS-blok 1) is bijna 100 meter hoog.

De SLS-kernfase, met meer dan 3,3 miljoen liter vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof (gelijk aan anderhalf olympische zwembaden), wordt aangedreven door vier RS-25-motoren, waarvan er drie werden gebruikt op de vorige Space Shuttle. Hun belangrijkste verschil met de Raptors is dat ze vloeibare waterstof verbranden in plaats van methaan.

De kerntrap van de raket wordt aangevuld met twee solide raketboosters, aan de zijkanten vastgemaakt, met een totale gecombineerde stuwkracht van 8,2 miljoen pond bij de lancering - ongeveer 5% meer dan de Saturn V bij de lancering. Dit zal het ruimtevaartuig naar een lage baan om de aarde tillen. De bovenste trap is bedoeld om de bijgevoegde lading - de astronautencapsule - uit de baan van de aarde te tillen en is een kleinere trap met vloeibare brandstof die wordt aangedreven door een enkele RL-10-motor (reeds in gebruik door ATLAS- en DELTA-raketten) die kleiner en lichter is dan de RS-25.

Het Space Launch System stuurt de Orion-bemanningscapsule, die 21 dagen lang tot zes bemanningsleden kan ondersteunen, naar de maan als onderdeel van de Artemis-1-missie - een taak die de huidige NASA-raketten momenteel niet kunnen uitvoeren.

Het is bedoeld om grote acrylvensters te hebben, zodat astronauten de reis kunnen bekijken. Het zal ook zijn eigen motor en brandstofvoorziening hebben, evenals secundaire voortstuwingssystemen voor terugkeer naar de aarde. Toekomstige ruimtestations, zoals de Lunar Gateway, zal dienen als logistiek knooppunt, inclusief tanken.

Het is onwaarschijnlijk dat de kerntrap en de booster-raketten herbruikbaar zijn (in plaats van te landen zullen ze in de oceaan vallen), dus er zijn hogere kosten met het SLS-systeem, zowel in materialen als milieu. Het is ontworpen om te evolueren naar grotere podia die bemanning of vracht met een gewicht tot 120 ton kunnen vervoeren, wat potentieel meer is dan Starship.

Veel van de technologie die in SLS wordt gebruikt, is zogenaamde "legacy-apparatuur" in die zin dat het is aangepast van eerdere missies, het verminderen van de onderzoeks- en ontwikkelingstijd. Echter, eerder deze maand, een testbrand van de SLS-kerntrap werd een minuut na de test van acht minuten gestopt vanwege een vermoedelijke storing van een onderdeel. Er is geen noemenswaardige schade ontstaan, en de SLS programmamanager, John Honing, verklaarde:"Ik denk niet dat we op zoek zijn naar een significante verandering in het ontwerp."

En de winnaar is…

Dus welk ruimtevaartuig zal waarschijnlijk als eerste een bemanning naar de maan brengen? Artemis 2 is gepland als de eerste bemande missie die SLS gebruikt om een ​​vlucht langs de maan uit te voeren en zal naar verwachting in augustus 2023 worden gelanceerd. Terwijl SpaceX geen specifieke datum heeft gepland voor bemande lancering, ze runnen #dearmoon - een project met maanruimtetoerisme gepland voor 2023. Musk heeft ook verklaard dat een bemande missie op Mars al in 2024 zou kunnen plaatsvinden, ook met behulp van Starship.

Uiteindelijk is het een competitie tussen een bureau dat jaren van testen en ervaring heeft gehad, maar wordt beperkt door een fluctuerend budget van de belastingbetaler en wijzigingen in het administratief beleid, en een bedrijf dat relatief nieuw is in het spel, maar dat al 109 Falcon 9-raketten heeft gelanceerd met een slagingspercentage van 98% en een toegewijde cashflow op lange termijn heeft.

Wie het eerst de maan bereikt, zal een nieuw tijdperk van verkenning inluiden van een wereld die nog steeds veel wetenschappelijke waarde heeft.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.