Warum ist das Orion-Raumschiff so groß?

Die Orion-Kapsel kann 6 tragen, weil die NASA-Anforderungen, zu deren Erfüllung sie entwickelt wurde, dies verlangten.

Unglaublicherweise stammen diese Anforderungen aus dem Jahr 2004 . Orion sollte damals ein Mehrzweckfahrzeug sein, das die Besatzung zur ISS sowie zu Mond- und Planetenzielen bringen sollte.

~16 Jahre später ist es immer noch nicht mit einer Crew geflogen.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Crew_Exploration_Vehicle

Abgesehen von den sehr gültigen politischen Elementen der Orion-Entwurfsentscheidungen.

Wie in der Frage erwähnt, werden viele Kosten/Gewichte in der bemannten Raumfahrt unabhängig von der Besatzungsgröße pro Fahrzeug festgelegt. Ein Computer, eine Antenne oder ein Sensor weiß nicht, wie viele Besatzungsmitglieder es gibt und wiegt gleich. Einige werden auch vom Quadratwürfelgesetz beeinflusst, sodass die Verdoppelung des Innenraums einer Kapsel nicht die Masse der Hüllenoberfläche verdoppelt, um sie aufzunehmen.

Die tatsächliche Masse der Verbrauchsmaterialien für das Hinzufügen zusätzlicher Personen ist ebenfalls ein relativ geringes Element der Gesamtmasse, nur ein paar kg pro Person und Tag, und lässt sich leicht in eine Mission mit doppelter Länge für die Hälfte der Besatzung verwandeln, viel einfacher als die Verdoppelung der Ausdauer eines Einsitzers .

Die Rakete zum Tragen der Kapsel skaliert auch nicht direkt, sodass der Bau eines doppelt so großen Triebwerks es nicht unbedingt doppelt so teuer macht (obwohl es schön ist, genügend Triebwerke zu haben, um einen Ausfall zu überleben), und viele Start-/Missionskosten sind fest oder fast also unabhängig von der Größe zumindest bis zu dem Punkt, an dem das Bauen / Bewegen des Dings auf dem Boden ein Problem darstellt.

In der Praxis scheint es einen idealen Punkt für das Raketendesign zu geben, das kleiner als Apollo, aber größer als Titan / Gemini ist, wo Materialien, auf die Menschen Zugriff haben, sich mit dem Quadratwürfelgesetz überschneiden, um einigermaßen effiziente Raketen pro kg in die Umlaufbahn zu bringen. Und wenn Sie eine Ein-Personen-Kapsel auf eine Rakete dieser Größe kleben, sieht es etwas verschwenderisch aus und es ist einfacher, die Kapsel zu vergrößern, als den Rest der vorhandenen Raketeninfrastruktur zu verkleinern.

All dies bedeutet, dass die Konstruktion einer kleineren bemannten Rakete nicht unbedingt viel billiger ist.

Redundanz/Sicherheit ist auch viel einfacher zu einem Fahrzeug mit mehreren Besatzungsmitgliedern hinzuzufügen, zum Beispiel macht ein Ersatzsatz lebenserhaltender Vorrichtungen/Rohrleitungen usw. in einer Kapsel für sechs Personen einen viel geringeren Prozentsatz der Gesamtmasse aus als in einer Kapsel für eine Person. Der größte Redundanzschub liegt in der Crew selbst. Die 2-Personen-Apollo-Crewgröße wurde sehr früh im Programm festgelegt, zum großen Teil aufgrund der erhöhten Sicherheit, im Falle von Verletzungen/Krankheiten einen zweiten Satz an Händen zu haben.

Außerdem liegt ein Großteil der Kosten einer bemannten Rakete im Man Rating . Ein neues Fahrzeug müsste unabhängig von der Besatzungsgröße mindestens einmal leer fliegen und eine Reihe von Abbruchtests in verschiedenen Formen durchführen (plus viele Arbeitsstunden in der Notfallplanung / -modellierung), sodass das Fliegen von zwei Mondmissionen mit einer einzigen Besatzung das Bauen und Zerstören beinhalten könnte ein Dutzend in Tests, bevor er von Menschen bewertet wird.

Auch wenn sie für eine bestimmte Mondmission nicht ideal ist, kann sich eine 6-Personen-Kapsel, die Flexibilität für andere Missionen bietet, langfristig als billiger erweisen, wenn man vernünftige Entscheidungen trifft.

Es ist natürlich möglich, es zu übertreiben, da Feature Creep der Tod vieler vieler technischer Projekte ist, so dass die Rückkehr zum Mond möglicherweise bedeutet hätte, dass ein Einsitzer vor Jahren geflogen wäre.