Raketen, die auf einer donnernden Abgassäule über der Erdoberfläche aufsteigen, während sie die kalte Leere des Weltraums suchen, gehören zu den beeindruckendsten Fahrzeugen der Menschheit. Die Saturn V hielt viele Jahre lang die Krone als die größte und leistungsstärkste unter diesen Luft-und Raumfahrtplattformen. Die NASA hat es für die Apollo-Mondmissionen entwickelt und verwendet, um Skylab ins All zu bringen. Der Saturn V hat 24 Astronauten ohne schwere Unfälle erfolgreich ins All befördert.
Der Saturn V hat eine hohe Messlatte für ambitionierte Raketenfahrer gesetzt, aber Elon Musks SpaceX hat sich der Herausforderung gestellt. Es erforscht und baut das SpaceX-Raumschiff als superschwere Trägerrakete, die etwas leistungsstärker als die Saturn V ist. Technologische Fortschritte erhöhen auch seine Fähigkeit, Menschen und Nutzlasten effizient in den Weltraum zu befördern. Das Starship könnte den Weltraum für Menschen mehr öffnen als frühere Raketen – wenn es seine Designversprechen einhält. In unserem Vergleich Saturn V vs. SpaceX Starship sehen wir uns an, wie sich beide Raumfahrzeuge gegeneinander schlagen.
Saturn V vs. SpaceX Starship: Side-by-Side-Vergleich
Saturn V vs SpaceX Raumschiff: Was ist der Unterschied?
Ein Raumschiff ist ein Raumfahrzeug, das von einer Besatzung gesteuert wird.
Auf den ersten Blick sehen Saturn V und Starship ähnlich aus. Beide sind Hubfahrzeuge im titanischen Maßstab, Hunderte von Fuß hoch und in der Lage, über 110.000 Pfund Nutzlast zu tragen. Ihr einzig möglicher Rivale, abgesehen von ein paar größtenteils gescheiterten sowjetischen Entwürfen, ist die chinesische Long March 9. Bei näherer Betrachtung sind das Starship und die Saturn V jedoch unterschiedliche Bestien aus verschiedenen Epochen und mit unterschiedlichen Zielen.
Der Saturn V könnte Tragen Sie nur zwei oder drei Personen in einer Mondlandefähre. Das Raumschiff könnte bis zu hundert oder mehr befördern. Die Designer der Saturn V konzentrierten sich darauf, einen Menschen auf den Mond zu bringen, während das Raumschiff eine Art „Raumverkehrsflugzeug“ für Touristen oder Passagiere sein könnte, die bis zum Mars fliegen. Und während die Saturn V trotz all ihrer beeindruckenden Leistung und Abmessungen eine Wegwerfrakete für den einmaligen Gebrauch war, macht SpaceX das Raumschiff wiederverwendbar.
Entwicklung
Die Vereinigten Staaten entwickelten die Die Rakete Saturn V (römische Ziffer fünf) als Schwerlastfahrzeug während des Weltraumrennens der 1960er Jahre mit der UdSSR. Das berühmte deutsche Wissenschaftsgenie und Weltraumenthusiast Wernher von Braun war zusammen mit vielen anderen wichtigen Forschern an dem Programm beteiligt. Die NASA baute die Saturn-V-Rakete speziell, um die Apollo-Mondlander ins All zu befördern.
Die Forscher konstruierten mehrere Saturn-V-Raketen, die 1967 und 1968 für unbemannte Teststarts verwendet wurden 1969, spielte eine zentrale Rolle in Neil Armstrongs „Ein kleiner Schritt für den Menschen, ein riesiger Sprung für die Menschheit“. Die letzte Saturn V brachte 1973 die erste Forschungsraumstation Skylab in den Orbit.
Im Gegensatz zur staatlich geförderten Entwicklung der Saturn V wird das Raumschiff SpaceX von Privatunternehmen gebaut und getestet. Elon Musk kündigte das Programm 2012 an und nannte die geplante Rakete zunächst „Mars Colonial Transporter“. SpaceX-Wissenschaftler entwickelten in den folgenden Jahren viele Iterationen des Fahrzeugs, während Musk ihm eine lange Reihe verschiedener Namen gab. Das Unternehmen übernahm schließlich 2019 den Namen Starship.
Das Starship startete und landete am 3. März 2021 erfolgreich zum ersten Mal. Frühere Versionen starteten korrekt, aber abgestürzt oder explodiert bei der Landung. Das Raumschiff SN10 landete sechs Minuten nach dem Start unversehrt. Es explodierte jedoch ungefähr acht Minuten nach seiner triumphalen Landung in einem spektakulären Flammenstoß. Später flog eine weitere Rakete, die SN15, etwa sechs Meilen hoch und landete, diesmal ohne Explosion. Die Arbeit an der Entwicklung des Raumschiffs wird bereits 2023 fortgesetzt, wobei eine vorläufige Marsmission für 2029 geplant ist.
Größe und Leistung
Saturn V-und SpaceX-Raumschiffraketen haben bemerkenswert ähnliche Abmessungen für den Start der Titanic Fahrzeuge. Die Saturn 5 ist 363 Fuß hoch, während das Raumschiff weniger als 10 % höher ist, was 31 Fuß für eine Gesamthöhe von 394 Fuß hinzufügt. Ingenieure bauten den Saturn V mit einem Durchmesser von 33 Fuß an seinem größten Umfang. Die Designer von SpaceX machten das Raumschiff etwas schlanker, mit einem maximalen Durchmesser von 30 Fuß.
Das Raumschiff von SpaceX wiegt ungefähr 100 Tonnen schwerer als die Saturn V oder 56 Tonnen, wenn das Gewicht der Mondlandefähre in das der Saturn V eingerechnet wird. Dies ist zum Teil auf das stark verjüngte Design des Saturn V zurückzuführen, während das Starship fast bis zur Nase den vollen Durchmesser beibehält. Aber das meiste zusätzliche Gewicht kommt von Materialien. Die Designer des Saturn V entschieden sich dafür, ihn hauptsächlich aus Aluminium, Titan und Asbestplatten. Dies sind leichte und wegwerfbare Materialien, die die Aufgabe der Triebwerke erleichtern, es in den Weltraum zu heben.
Die Raketenwerfer von Elon Musk bauen den Rumpf des Raumschiffs aus rostfreiem Stahl, wie Space.com berichtet. Ingenieure verwenden dieses Material wegen seiner langfristigen Haltbarkeit. Elon Musk wies darauf hin, dass Edelstahl wiederholte Starts und Wiedereintritte überstehen kann und insbesondere der erzeugten Hitze widersteht. Wissenschaftler verwarfen die ursprünglichen Pläne von SpaceX für einen Kohlefaser-Raumschiffrumpf, weil er der Erwärmung durch atmosphärische Reibung nicht so effektiv standhalten konnte.
Das Raumschiff wird wiederholt in den Weltraum pendeln, wobei täglich drei Fahrten geplant sind, wenn SpaceX seine Ziele erreicht. Dieses Maß an starker Wiederverwendung macht die Verwendung einer hochbelastbaren Stahllegierung mit ziemlicher Sicherheit zu einer guten Wahl für Raketen.
Wiederverwendbares Design
Obwohl effektiv und leistungsstark, war der Saturn V teuer in der Herstellung und betreiben. Die hohen Kosten waren hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Ingenieure daraus ein Einwegfahrzeug machten. Die schiere Größe des Boosters der ersten Stufe machte eine Bergung extrem schwierig und führte zu einem Opferfahrzeug, das nach einem abgeschlossenen Start im Meer landete. Die Rakete löste sich in der Atmosphäre auf und alles, was noch übrig war, wurde pulverisiert, als sie auf die Meeresoberfläche traf.
Bevor die Budgets gekürzt wurden, arbeiteten Wissenschaftler an Ideen zur Rückgewinnung von Saturn-V-Komponenten, um Kosten und Bauzeit zu sparen. Hiller Aircraft mit Sitz in Palo Alto schlug eine der spektakulärsten Lösungen vor. Es entwarf einen riesigen Hubschrauber mit einer Rotorspannweite von 400 Fuß. Gepaarte Düsentriebwerke, die an der Spitze jedes der drei Rotoren montiert sind, würden sie mit nahezu Schallgeschwindigkeit drehen lassen. Der Helikopter würde 450.000 lbs wiegen.
Hillers Plan sah vor, dass die NASA eine Fallschirmanordnung auf dem Saturn V-Booster der ersten Stufe montierte. Der riesige Hubschrauber würde den Booster abfangen, wenn er durch die Atmosphäre fiel und Haken befestigte. Es würde dann allmählich die Fallschirme übernehmen und, sobald es den Booster vollständig unterstützt, ihn zu einem Schiff fliegen. Hiller beabsichtigte mit dem Manöver, eine Kontamination des Boosters mit Meerwasser zu verhindern und seine Wiederherstellung des Betriebszustands schnell und kostengünstig zu machen. Das Unternehmen führte das Projekt nie über die Planungsphase hinaus, da das Saturn-V-Programm endete.
Im Gegensatz zum teuren, aber wegwerfbaren Saturn V konstruiert SpaceX das Raumschiff als wiederverwendbare Rakete. Ingenieure machen beide Stufen des riesigen Raumschiffs vollständig wiederverwendbar. Sie können ihre Raptor-Triebwerke plus aktive aerodynamische Kontrolle wie Flossen verwenden, um zum Auftanken und Wiederverwenden zu landen.
Passagiere und Nutzlast
Bis heute ist die Saturn V Rocket die höchste jemals gebaute Rakete.
Saturn V beförderte eine maximale Frachtnutzlast von 118 Tonnen in eine erdnahe Umlaufbahn oder 48 Tonnen in eine translunare Injektion. Das SpaceX-Raumschiff wird je nach Ziel 110 bis 165 Tonnen transportieren. Hinter den nackten Zahlen verbergen sich jedoch einige signifikante Unterschiede. Saturn V beförderte seine Nutzlast nur bis an die Ränder des Weltraums, während das Raumschiff voraussichtlich den Mond oder den Mars erreichen wird.
Die erste Stufe der Saturn V hatte 10 Raketentriebwerke, die etwa 7,5 Millionen Pfund Schub (33.000 Kilonewton) lieferten oder kN). Alle seine Stufen zusammen entwickelten 9 Millionen oder 40.000 kN Schub. Die erste Stufe des Starship Super Heavy verwendet 33 Raptor 2-Raketentriebwerke, um 16,9 Millionen Pfund oder 75.315 kN Schub zu erzeugen. Mit anderen Worten, die erste Stufe des Raumschiffs erzeugt mehr als die doppelte Leistung der ersten Stufe der Saturn V. Es ist auch fast doppelt so stark wie alle drei Stufen des Saturn V zusammen.
Trotz des Verbrauchs von viel Kraftstoff war der Saturn V für seine Zeit überraschend „grün“. Sein Antrieb kam vom Verbrennen von flüssigem Kerosin, einem mäßigen Schadstoff, und flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff. Das Starship wird vollständig mit flüssigem Methan betrieben, da SpaceX plant, Methan zu extrahieren Mars. Flüssigmethan-Raketentreibstoff verschmutzt weniger als Kerosin, aber mehr als Wasserstoff und Sauerstoff, wodurch die beiden Raumschiffe in Bezug auf Umweltfreundlichkeit ungefähr gleichauf liegen.
Die immense Motorleistung des Raumschiffs ermöglicht es ihm, so viel zu heben, obwohl es viel schwerer ist als das Saturn V. Während die Saturn V zusammen mit den Mondlandefähren ein paar Menschen beförderte, kann das Raumschiff auch 100 Passagiere befördern. Die Ingenieure von SpaceX entwerfen es, um diese Passagiere in etwa 38.800 Kubikfuß unter Druck stehenden Wohnräumen unterzubringen.
Saturn V vs SpaceX Starship: 7 Must-Know Facts
Die beiden Raketen haben ähnliche physische Abmessungen, 363 Fuß gegenüber 394 Fuß hoch und 33 Fuß gegenüber 30 Fuß im Durchmesser. Der Saturn V verwendete bei seiner Konstruktion Aluminium-, Titan-und Asbestplatten, während SpaceX das Raumschiff aus einer Edelstahllegierung baute. Der Saturn V wog 207 Tonnen, während das Raumschiff wog 330 Tonnen. Die Triebwerke des Raumschiffs entwickeln etwa den doppelten Schub der ersten Stufe des Saturn V. Die Triebwerke des Saturn verwendeten Kerosin, Wasserstoff und Sauerstoff, während das Raumschiff sich mit flüssigem Methan antrieb. Der Saturn V hob 118 Tonnen Fracht, während das Raumschiff beförderte 110 bis 165 Tonnen. Die Kosten der Saturn V pro Start betrugen 185 Millionen US-Dollar oder 1,25 Milliarden US-Dollar in moderner Währung, während die Kosten des Raumschiffs pro Start auf 1,5 Millionen bis 2 Millionen US-Dollar.
Saturn V vs. SpaceX-Raumschiff: Welches ist besser?
Was auch immer die Eigenschaften des Raumschiffs sind, die Saturn V bleibt ein Triumph des kombinierten europäischen und amerikanischen wissenschaftlichen Einfallsreichtums und pure Entschlossenheit. NASA-Wissenschaftler und-Ingenieure haben es aus Blaupausen entwickelt, um es in sechs Jahren zu starten. Der führende Wissenschaftler George Mueller bestand darauf, mehrere Komponenten gleichzeitig zu testen, um die Frist für die Mondlandung einzuhalten, und tat dies erfolgreich.
Am Ende war der Saturn V ein großer, aber streng begrenzter erster Schritt. Ingenieure haben es für den hochkonzentrierten Zweck entworfen, Apollo-Raumschiffe zum Mond zu bringen. Es war daher zum einmaligen Gebrauch bestimmt und eher eine Trägerrakete als ein vielseitiges Raketensystem zum Manövrieren.
Das SpaceX Starship ist ein besseres Allround-Raketensystem. Seine Designer machten es vollständig wiederverwendbar, wodurch die Kosten pro Start im Vergleich zu den eigenständig fliegenden und manövrierenden Sekundärstufen erheblich gesenkt wurden, mit geplanter Betankung unterwegs durch den Starship Tanker. Es kann gleiche oder größere Nutzlasten tragen und gleichzeitig bis zu 100 Personen bis zum Mond oder Mars transportieren. Trotz der historischen Erfolge des letzteren überstrahlt das Raumschiff die Saturn V in Flexibilität, Funktion und Entfernung, die es zurücklegen kann. Jetzt bleibt SpaceX nur noch, den gleichen Erfolg bei der Umsetzung seines Designs zu erzielen, den die NASA-Ingenieure beim Bau eines voll funktionsfähigen Saturn V hatten.
Saturn V vs Fragen)
Wie groß sind die Saturn V und das Starship im Vergleich zu einigen berühmten Wahrzeichen?
Die Saturn V ist nur einen Fuß kleiner als One Times Square, das Gebäude, von dem jedes Jahr an Silvester der Ball fällt. Das Raumschiff steht 30 Fuß höher. Beide sind mehrere Dutzend Fuß höher als der Uhrenturm Big Ben in London. Beide sind auch etwas höher als die Freiheitsstatue, einschließlich ihres Sockels.
Warum ist das wiederverwendbare Design des SpaceX-Raumschiffs so wichtig?
Die Wiederverwendbarkeit des Raumschiffs senkt die Kosten pro Start enorm und macht die Erforschung und Aktivität im Weltraum viel erschwinglicher. Elon Musk schätzt die Kosten pro Start auf 1,5 bis 2 Millionen US-Dollar. Die Saturn V kostete damals 185 Millionen US-Dollar pro Start, oder etwa 1,25 Milliarden US-Dollar nach heutigem Wert, da jede Rakete nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt war.
Warum ist das Raumschiff so viel schwerer als die Saturn V?
Das Raumschiff ist größtenteils aus rostfreiem Stahl gebaut, um es robust genug für Hunderte oder Tausende von Wiederverwendungen zu machen.
Wie oft wird das Raumschiff gestartet?
Elon Musk stellt sich vor, dass jede Rakete dreimal täglich startet. Er möchte, dass die erste Stufe des Starship Super Heavy innerhalb von 30 Minuten nach der Landung starten kann.
Hat der Saturn V irgendwelche Vorteile gegenüber dem Raumschiff?
Seine Ingenieure haben es von der Planung bis zum Start in 6 Jahren gebracht, während das Raumschiff untergegangen ist Entwicklung für 10 Jahre und hat noch keine vollständige Mission abgeschlossen. Der Saturn V existierte auch tatsächlich als fertiges Fahrzeug, während das Starship noch ein Prototyp in der Entwicklung ist und seine Errungenschaften derzeit eher Vorhersagen als tatsächliche Leistungen sind.