Quanto costerebbe per finanziare una missione con equipaggio su Marte?
Risposte
05/05/2024
Abie Panone
Sì, tale tecnologia esiste - una missione su Marte con equipaggio potrebbe essere condotta anche con veicoli spaziali già esistenti oggi. Tuttavia, c'è un problema: dovresti o rendere la missione solo un sorvolo senza atterrare, o atterrare con successo, ma lasciare gli astronauti a morire bloccati su Marte.
A partire dal 2016, il volo interplanetario con equipaggio rimane ancora al di là delle capacità di qualsiasi configurazione di lancio veterano, tuttavia, in soli circa 2 anni, è prevista l'entrata sul mercato della prima configurazione di lancio nella storia umana capace di tali viaggi.
Falcon Heavy e Dragon V2 è attualmente di gran lunga il migliore se vuoi andare su Marte, anche se Dragon V2 avrà bisogno di alcune modifiche al supporto vitale e di aggiunte al veicolo spaziale, per garantire che sia adatto per una missione della durata di centinaia di giorni, come un recupero dell'acqua , sistema di gestione dei rifiuti e regolatori di CO2 e O2 e più fonti di energia elettrica di riserva.
La configurazione di Falcon Heavy con Dragon V2 è stata dichiarata costosa $ 250 milioni da lanciare. Dragon V2, il modulo spaziale con equipaggio più avanzato della storia può contenere 7 persone e si presenta così:
Falcon Heavy verrà prima lanciato e posizionerà la traiettoria di intercettazione di Dragon V2 su Marte. Il modulo dell'equipaggio conterrà 1-2 persone e abbastanza cibo e acqua per durare per tutto il viaggio, e probabilmente intercettare Marte ~ 220 giorni dopo il lancio.
Esistono due varianti del viaggio. Se il tuo obiettivo finale nella vita è solo quello di camminare su Marte e non ti importa cosa succede dopo, sarai in grado di atterrare su Marte, ma non tornerai mai più sulla Terra. Durante la manovra di atterraggio, la frenata atmosferica rallenta Dragon V2 abbastanza da consentire un atterraggio morbido utilizzando i propulsori, quindi non avrai bisogno di paracadute. Una volta su Marte, tu non tornerà mai più vivo sulla Terra e morirà di fame.
Se volessi tornare sulla Terra, sfortunatamente non saresti in grado di atterrare su Marte. Tuttavia, potresti fare un volo ravvicinato che ti porterebbe a meno di 100 km in superficie, permettendoti di scorgere Marte in tutta la sua gloria per alcuni minuti. Inoltre trascorrerai 5 giorni abbastanza vicino a Marte da sembrare più grande della Luna.
Se avessi impostato il tempismo giusto su Marte, la tua orbita ti avrebbe riportato sulla Terra, rientrando nell'atmosfera 280 giorni dopo.
Ripartizione del budget:
Modulo Dragon (costo base): 160 milioni di $
Modulo Dragon (aggiornamento interplanetario): 40 milioni di $
Falcon Heavy: 90 milioni di $
Stipendio di 3 anni per circa 40 manager di alto valore, astrofisica, ingegneri e personale IT e qualsiasi altra persona necessaria: 15 milioni di $
Attività di controllo della missione (beni immobili, qualsiasi attrezzatura necessaria): 5 milioni di $
Tuta spaziale: 10 milioni di $
Allenamento di 2 settimane sulla ISS: 50 milioni di $
Contanti riservati per altre spese potenziali: 100 milioni di $
Spese totali: ~ $ 470 milioni
Probabilmente saresti in grado di recuperare gran parte dei costi se porti con te alcuni payload commerciali. Un veicolo spaziale fino a 1.5 tonnellate potrebbe essere situato nella stiva non pressurizzata (1 o 2 orbiter di medie dimensioni, $ 50 milioni da ciascuno).
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Se volevi tornare sulla Terra dopo aver camminato sulla superficie di Marte, questa è una storia completamente diversae richiederebbe un veicolo spaziale a stadio singolo con delta v-budget di almeno 6000 km / s.
Un Dragon V2 standard a pieno carico (massa secca di 9500 kg) con un delta v totale di circa 600 km / s ha un rapporto tra massa secca e massa di combustibile di circa 3: 1 (il 20% di tutta la sua massa è carburante).
Se volessimo aggiornarlo a 6000 km / s, avremmo bisogno di un rapporto tra massa secca e massa di combustibile di 1: 9 (88% di tutta la sua massa come combustibile), limitando la sua massa vuota a circa 1000 kg (e un Drago vuoto V2 senza carico utile già pesa 3-4 volte di più). Quindi, Falcon Heavy + Dragon sicuramente non sarebbe abbastanza potente da condurre una missione di ritorno. È un dato di fatto, anche il veicolo spaziale Orion che la NASA sta attualmente costruendo non sarebbe abbastanza.
L'unico modo per farlo con la tecnologia attuale sarebbe usare tre fasi separate - per trasferimenti, sbarchi e rientri terrestri (stesso principio degli sbarchi lunari di Apollo). Qualsiasi carico utile necessario per essere trasportato sollevato dalla superficie terrestre dal suo pozzo gravitazionale sarà di almeno 25,000 kg.
Falcon Heavy è il razzo più potente attualmente esistente, ma non abbastanza potente per accelerare 25,000 kg al di sopra della velocità di fuga. Ciò sarebbe possibile solo con un razzo paragonabile a Saturno V in termini di potenza: il sistema di lancio spaziale attualmente pianificato dalla NASA è solo uno che si adatta ai criteri e dovrebbe essere spinto ai suoi limiti.
Per lo stesso veicolo spaziale interplanetario, lo stadio di navetta (più importante per volare su Marte e ritorno da Marte) dovrebbe avere un delta v di circa 3500 km / s, e lo stadio di atterraggio dovrebbe avere un delta v di 4200 km / S.
Se volessimo che la piattaforma di atterraggio avesse una capacità di carico di 500 kg, uguale al modulo lunare Apollo (2 astronauti, notevole carico utile scientifico e capacità di trasportare molte rocce e altri campioni durante il viaggio di ritorno), sarebbero necessari ulteriori 100 kg di scudo termico e kg 900 di massa strutturale secca (struttura, elettronica, propulsori, carburante, tutto il più leggero possibile). La massa totale del lander incluso il carburante sarebbe quindi kg 6200
Il resto kg 19000 dovrà essere dedicato alle fasi di navetta e rientro - e oltre kg 13500 di quella massa dovrà essere solo il carburante che parte kg 6000 per l'intera missione stessa. Prenderanno solo la struttura principale, i serbatoi di carburante e i motori kg 2200 di quella massa, la capsula di rientro per 2 persone peserà in più 1200 kg. Il modulo shuttle dovrebbe inoltre contenere almeno 600 giorni di cibo per 2 persone = 600kg, altri sistemi di supporto vitale e di gestione dei rifiuti = 600 kg, pannelli solari e accumulo di energia =kg 500, 3 persone adulte = 220 kg, tute spaziali e macchine per esercizi a zero g = 150 kg,articoli per uso personale = 100 kg, apparecchiature elettroniche e di telecomunicazione = 500 kg.
Solo il lancio di Space Launch System ti costerà almeno $ 500 milioni. Lo sviluppo e la costruzione del veicolo spaziale principale sarebbero almeno $ 1-2 miliardi. Le spese e gli stipendi della stazione terrestre sarebbero aggiuntivi $ 200 milioni.
Mantenere le spese di seguito 3 miliardi di $ sarebbe estremamente difficile anche per un'azienda privata come SpaceX, con bassi costi come priorità assoluta e probabilmente impiegherebbe almeno 10 anni dall'inizio dello sviluppo al lancio stesso.
Tuttavia, un'organizzazione finanziata dal governo come la NASA avrà sicuramente bisogno di più soldi per raggiungere lo stesso obiettivo da sola, i budget per molti dei suoi progetti recenti indicano che sarà quasi sicuramente al di sopra $ 30 miliardi.
L'argomento generale più importante della finanza, personale o aziendale / istituzionale, è il concetto fondamentale del "valore del denaro nel tempo". Detto in parole povere, una somma di denaro ora vale più della stessa quantità di denaro in seguito, perché tra adesso e dopo puoi usare questi soldi per guadagnare di più. Si presume che ogni partecipante alla nostra economia lo sapp...
Sì, tale tecnologia esiste - una missione su Marte con equipaggio potrebbe essere condotta anche con veicoli spaziali già esistenti oggi. Tuttavia, c'è un problema: dovresti o rendere la missione solo un sorvolo senza atterrare, o atterrare con successo, ma lasciare gli astronauti a morire bloccati su Marte.
A partire dal 2016, il volo interplanetario con equipaggio rimane ancora al di là delle capacità di qualsiasi configurazione di lancio veterano, tuttavia, in soli circa 2 anni, è prevista l'entrata sul mercato della prima configurazione di lancio nella storia umana capace di tali viaggi.
Falcon Heavy e Dragon V2 è attualmente di gran lunga il migliore se vuoi andare su Marte, anche se Dragon V2 avrà bisogno di alcune modifiche al supporto vitale e di aggiunte al veicolo spaziale, per garantire che sia adatto per una missione della durata di centinaia di giorni, come un recupero dell'acqua , sistema di gestione dei rifiuti e regolatori di CO2 e O2 e più fonti di energia elettrica di riserva.
La configurazione di Falcon Heavy con Dragon V2 è stata dichiarata costosa $ 250 milioni da lanciare. Dragon V2, il modulo spaziale con equipaggio più avanzato della storia può contenere 7 persone e si presenta così:
Falcon Heavy verrà prima lanciato e posizionerà la traiettoria di intercettazione di Dragon V2 su Marte. Il modulo dell'equipaggio conterrà 1-2 persone e abbastanza cibo e acqua per durare per tutto il viaggio, e probabilmente intercettare Marte ~ 220 giorni dopo il lancio.
Esistono due varianti del viaggio. Se il tuo obiettivo finale nella vita è solo quello di camminare su Marte e non ti importa cosa succede dopo, sarai in grado di atterrare su Marte, ma non tornerai mai più sulla Terra. Durante la manovra di atterraggio, la frenata atmosferica rallenta Dragon V2 abbastanza da consentire un atterraggio morbido utilizzando i propulsori, quindi non avrai bisogno di paracadute. Una volta su Marte, tu non tornerà mai più vivo sulla Terra e morirà di fame.
Se volessi tornare sulla Terra, sfortunatamente non saresti in grado di atterrare su Marte. Tuttavia, potresti fare un volo ravvicinato che ti porterebbe a meno di 100 km in superficie, permettendoti di scorgere Marte in tutta la sua gloria per alcuni minuti. Inoltre trascorrerai 5 giorni abbastanza vicino a Marte da sembrare più grande della Luna.
Se avessi impostato il tempismo giusto su Marte, la tua orbita ti avrebbe riportato sulla Terra, rientrando nell'atmosfera 280 giorni dopo.
Ripartizione del budget:
Spese totali: ~ $ 470 milioni
Probabilmente saresti in grado di recuperare gran parte dei costi se porti con te alcuni payload commerciali. Un veicolo spaziale fino a 1.5 tonnellate potrebbe essere situato nella stiva non pressurizzata (1 o 2 orbiter di medie dimensioni, $ 50 milioni da ciascuno).
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Se volevi tornare sulla Terra dopo aver camminato sulla superficie di Marte, questa è una storia completamente diversae richiederebbe un veicolo spaziale a stadio singolo con delta v-budget di almeno 6000 km / s.
Un Dragon V2 standard a pieno carico (massa secca di 9500 kg) con un delta v totale di circa 600 km / s ha un rapporto tra massa secca e massa di combustibile di circa 3: 1 (il 20% di tutta la sua massa è carburante).
Se volessimo aggiornarlo a 6000 km / s, avremmo bisogno di un rapporto tra massa secca e massa di combustibile di 1: 9 (88% di tutta la sua massa come combustibile), limitando la sua massa vuota a circa 1000 kg (e un Drago vuoto V2 senza carico utile già pesa 3-4 volte di più). Quindi, Falcon Heavy + Dragon sicuramente non sarebbe abbastanza potente da condurre una missione di ritorno. È un dato di fatto, anche il veicolo spaziale Orion che la NASA sta attualmente costruendo non sarebbe abbastanza.
L'unico modo per farlo con la tecnologia attuale sarebbe usare tre fasi separate - per trasferimenti, sbarchi e rientri terrestri (stesso principio degli sbarchi lunari di Apollo). Qualsiasi carico utile necessario per essere trasportato sollevato dalla superficie terrestre dal suo pozzo gravitazionale sarà di almeno 25,000 kg.
Falcon Heavy è il razzo più potente attualmente esistente, ma non abbastanza potente per accelerare 25,000 kg al di sopra della velocità di fuga. Ciò sarebbe possibile solo con un razzo paragonabile a Saturno V in termini di potenza: il sistema di lancio spaziale attualmente pianificato dalla NASA è solo uno che si adatta ai criteri e dovrebbe essere spinto ai suoi limiti.
Per lo stesso veicolo spaziale interplanetario, lo stadio di navetta (più importante per volare su Marte e ritorno da Marte) dovrebbe avere un delta v di circa 3500 km / s, e lo stadio di atterraggio dovrebbe avere un delta v di 4200 km / S.
Se volessimo che la piattaforma di atterraggio avesse una capacità di carico di 500 kg, uguale al modulo lunare Apollo (2 astronauti, notevole carico utile scientifico e capacità di trasportare molte rocce e altri campioni durante il viaggio di ritorno), sarebbero necessari ulteriori 100 kg di scudo termico e kg 900 di massa strutturale secca (struttura, elettronica, propulsori, carburante, tutto il più leggero possibile). La massa totale del lander incluso il carburante sarebbe quindi kg 6200
Il resto kg 19000 dovrà essere dedicato alle fasi di navetta e rientro - e oltre kg 13500 di quella massa dovrà essere solo il carburante che parte kg 6000 per l'intera missione stessa. Prenderanno solo la struttura principale, i serbatoi di carburante e i motori kg 2200 di quella massa, la capsula di rientro per 2 persone peserà in più 1200 kg. Il modulo shuttle dovrebbe inoltre contenere almeno 600 giorni di cibo per 2 persone = 600 kg, altri sistemi di supporto vitale e di gestione dei rifiuti = 600 kg, pannelli solari e accumulo di energia =kg 500, 3 persone adulte = 220 kg, tute spaziali e macchine per esercizi a zero g = 150 kg,articoli per uso personale = 100 kg, apparecchiature elettroniche e di telecomunicazione = 500 kg.
Solo il lancio di Space Launch System ti costerà almeno $ 500 milioni. Lo sviluppo e la costruzione del veicolo spaziale principale sarebbero almeno $ 1-2 miliardi. Le spese e gli stipendi della stazione terrestre sarebbero aggiuntivi $ 200 milioni.
Mantenere le spese di seguito 3 miliardi di $ sarebbe estremamente difficile anche per un'azienda privata come SpaceX, con bassi costi come priorità assoluta e probabilmente impiegherebbe almeno 10 anni dall'inizio dello sviluppo al lancio stesso.
Tuttavia, un'organizzazione finanziata dal governo come la NASA avrà sicuramente bisogno di più soldi per raggiungere lo stesso obiettivo da sola, i budget per molti dei suoi progetti recenti indicano che sarà quasi sicuramente al di sopra $ 30 miliardi.