Untuk mengantisipasi peluncuran Elektron listrik

Pada jam 9 pagi Senin waktu Selandia Baru (21:00 GMT, 23:00 MSK), jendela peluncuran sepuluh hari terbuka untuk peluncuran pertama kendaraan peluncuran cahaya Electron. Di Selandia Baru, sekarang berangin , dan peluncuran roket telah ditunda hingga setidaknya Selasa. Meskipun kapasitas muatannya rendah, Electron memiliki konsentrasi tinggi teknologi modern - tangki komposit, mesin cetak 3D, dan ide yang sama sekali baru untuk menggerakkan pompa listrik yang memberi makan komponen bahan bakar.


Elektron pada panel peluncuran, foto Rocket Lab

Bagaimana roket tumbuh

Peter Beck di sebelah roket Elektron dan roket eksperimental di latar belakang, foto Rocket Lab

Roket Elektron sedang dikembangkan oleh Rocket Lab, yang didirikan pada 2006 oleh Peter Beck. Secara hukum, ini adalah perusahaan swasta Amerika dengan anak perusahaan Selandia Baru. Pada tahun 2009, mereka meluncurkan roket geofisika Ātea-1 (dalam "ruang" bahasa Maori) dan mengklaim sebagai perusahaan swasta pertama yang mencapai ruang angkasa di belahan bumi selatan. Secara teoritis, roket itu seharusnya telah mendaki 100-120 km, tahap pertama bekerja dengan baik, dan jejak pemisahan yang berhasil ditemukan di atasnya, tetapi mereka tidak dapat menemukan hulu ledak setelah penerbangan, dan pencapaiannya masih dipertanyakan.



Di situs lama Anda dapat menemukan rencana untuk membuat roket geofisika Ātea-2, tetapi setelah keberhasilan 2009, perusahaan menjadi tertarik pada DARPA. Selama beberapa tahun berikutnya, Rocket Lab mengembangkan teknologi roket bekerja sama dengan Lockheed Martin, DARPA, dan Departemen Pertahanan A.S. Pada 2010, bahan bakar baru diuji. Itu disimpan dalam bentuk padat di tangki, tetapi ketika tekanan diterapkan ke tangki, bahan bakar berubah menjadi cairan kental dan dapat disuplai ke ruang bakar. Karena itu, ia harus menggabungkan keunggulan bahan bakar padat (penyimpanan satu komponen yang mudah) dan cairan (kemampuan untuk mengendalikan traksi dan menghidupkan ulang engine).



Pada 2011, sebuah drone kompak dengan propulsi roket diuji. Sebuah roket kecil dapat diluncurkan oleh seorang prajurit dengan tangan terulur, dan gambar dari sebuah pesawat tak berawak turun dengan parasut akan membantu untuk melakukan pertempuran di medan yang sangat kasar, misalnya, di sebuah kota.



Pada 2013, perusahaan berada di persimpangan jalan. Itu mungkin untuk terus mendapatkan kontrak pertahanan, tetapi Beck memimpikan ruang komersial. Setelah mengumpulkan investasi tambahan, Rocket Lab mulai mengembangkan kendaraan peluncuran baru. Pada 2013, sebuah mesin dengan pasokan komponen menggunakan motor listrik berhasil diuji, dan proyek Elektron diumumkan. Pada tahun 2014, pengumpulan investasi putaran kedua diadakan. Pada 2015, diketahui bahwa pencetakan 3D akan banyak digunakan dalam produksi mesin, dan mesin itu sendiri bernama Rutherford untuk menghormati seorang fisikawan asal Selandia Baru. Juga di tahun yang sama, pembangunan lokasi peluncuran di Semenanjung Mahia (Hawk Bay, Pulau Utara Selandia Baru) dimulai



Lokasi di bagian timur pulau akan memungkinkan untuk membawa muatan ke orbit Bumi yang sinkron-matahari atau rendah tanpa masalah - di selatan dan timur selama ratusan kilometer, laut membentang di mana Anda dapat menjatuhkan langkah-langkah yang dikerjakan tanpa persetujuan siapa pun.

Pada tahun 2016, roket lulus tes darat, dan pelabuhan ruang angkasa selesai. Penerbangan pertama kendaraan peluncuran Elektron dijadwalkan untuk 2017. Dan selama 4,5 bulan terakhir, Rocket Lab telah berhasil melakukan putaran pengumpulan investasi berikutnya dan sudah mulai menerima pesanan untuk peluncuran komersial.

Roket listrik komposit

Elektron Roket, foto Rocket Lab

Electron adalah kendaraan peluncuran dua tahap dengan ketinggian 17 meter dan diameter 1,2 meter. Dengan massa awal sekitar 12,5 ton, ia akan mampu membawa 150 kg ke orbit kutub setinggi 500 km. Orbit sinkron surya biasanya lebih tinggi, 600-800 km, di mana daya dukungnya akan lebih rendah. Juga, jika perlu, roket dapat membawa 225 kg ke orbit 180x300 km dengan kemiringan 45 °.


Cuplikan layar situs web Rocket Lab resmi


Bagian ekor dari tahap pertama dengan penutup mesin dilepas, foto Rocket Lab

Tahap pertama, tinggi 12,1 meter, memiliki berat kering 950 kg dan membawa 9250 kg bahan bakar. Ini memiliki sembilan mesin Rutherford (lebih banyak di bawah) dengan total dorongan 16,5 ton pada awalnya. Daya dorong maksimum langkah dalam penerbangan harus mencapai 19,5 ton, dan dorongan spesifik mesin di permukaan laut adalah 303 detik. Menurut rencana penerbangan, tahap pertama harus bekerja 2,5 menit. Pada tahap dekat mesin, 13 baterai dipasang dengan kapasitas total lebih dari satu megawatt dipasang.


Tahap kedua. Di tepi tangga di sebelah kiri engine, blok mesin orientasi terlihat. Foto Rocket Lab

Tahap kedua, tinggi 2,1 meter, memiliki berat kering 250 kg dan membawa 2150 kg bahan bakar. Ia memiliki satu mesin Rutherford dengan nosel ketinggian tinggi, daya dorong 2,2 ton dan dorongan spesifik 333 detik. Mesin tahap kedua menurut rencana harus bekerja sedikit kurang dari lima menit. Tiga paket baterai dipasang di atas panggung, dua di antaranya akan diatur ulang saat habis untuk memfasilitasi panggung.

Desain kendaraan peluncuran ditandai dengan fitur-fitur berikut:


Mesin Rutherford, foto Rocket Lab

Penggerak motor listrik . Ini adalah mesin pertama yang menggunakan motor listrik dan baterai polimer lithium untuk menggerakkan pompa bahan bakar dan pengoksidasi. Dalam mesin yang ada ada turbopump - pompa dengan turbin, yang biasanya digerakkan oleh ruang pembakaran kecil yang terpisah (generator gas), di mana komponen bahan bakar yang sama dibakar seperti pada mesin utama. Ruang pembakaran terpisah dan turbin yang beroperasi dengan knalpotnya adalah hal yang sangat kompleks, dan alternatif yang lebih terjangkau menarik bagi perusahaan rudal swasta. Pompa Rutherford memiliki dua motor DC "can-size soda can" yang berputar pada kecepatan 40.000 rpm dan mengembangkan masing-masing 37 kW. Satu mesin memompa oksigen cair, yang lainnya minyak tanah. Kepadatan energi spesifik baterai lithium-ion modern telah mencapai tingkat sedemikian rupa sehingga kilogram yang dihemat untuk menolak generator gas, turbin, dan bahan bakar untuk operasi mereka menjadi sebanding dengan berat baterai.

Menurut Peter Beck, mereka berhasil meningkatkan efisiensi pompa dari 50% generator gas menjadi 95%, tetapi ini jelas merupakan langkah pemasaran, karena hanya bagian-bagian mesin yang diberikan efisiensi. Pada saat yang sama, mesin secara keseluruhan efisien. Dengan impuls spesifik, Lab Rocket memiliki beberapa gangguan, karena tidak jelas bahwa 303 detik impuls spesifik dari mesin tahap pertama diindikasikan untuk permukaan laut atau ruang hampa udara. Lebih mungkin bahwa data ini adalah untuk vakum, di mana UI lebih tinggi, tetapi bahkan dalam kasus ini, Rutherford (303 detik dalam vakum (?) / 333 dengan nosel ketinggian tinggi) mengambil tempat yang baik, hampir tidak kalah dengan Merlin 1D SpaceX (311 detik dalam vakum / 348 dengan nosel ketinggian tinggi) dan puncak Soviet / Rusia membangun mesin oksigen-minyak tanah RD-180 (338 detik dalam ruang hampa udara) dan RD-0124 (359 detik dengan nosel ketinggian tinggi).



Pencetakan 3D . Sebagaimana dinyatakan dalam Rocket Lab, mesin Rutherford adalah yang pertama di mana semua komponen utama dicetak pada printer 3D. Printer laser dan sintering elektronik menggunakan titanium dan Inconel (paduan tahan panas nikel-chrome). Akibatnya, satu mesin dicetak dalam 24 jam.


Tes pengisian bahan bakar pada 16 Mei, foto oleh Rocket Lab

Bahan komposit . Tangki dari kedua langkah adalah komposit. Menimbang bahwa salah satu tangki menahan oksigen cair yang sangat dingin di bawah tekanan, dan suhu rendah cenderung membuat bahan rapuh, ini adalah pencapaian yang patut dipertimbangkan. Tank komposit terasa lebih ringan dan lebih murah daripada logam, dan ilmuwan roket lainnya sekarang berusaha untuk beralih ke mereka.


Adaptor payload dan setengah dari fairing kepala, foto Rocket Lab

Fairing dengan pengiriman . Sebuah inovasi menarik ditawarkan oleh Rocket Lab di bidang proses untuk mempersiapkan satelit untuk diluncurkan. Biasanya, satelit dibawa ke bengkel perusahaan rintisan, dipasang pada adaptor muatan dan ditutup dengan penutup. Rocket Lab menawarkan pengiriman blok adaptor payload tunggal dan fairing flap ke bengkel pelanggan sehingga dapat menginstal satelit pada adaptor dalam kondisi yang nyaman. Kemudian, modul tertutup atau ber-AC diangkut ke instalasi Rocket Lab dan pengujian kompleks dan dipasang pada roket.

Kesimpulan

Tujuan dari Rocket Lab adalah biaya satu peluncuran $ 5 juta. Sementara biaya peluncuran roket "dewasa" dimulai sekitar $ 60 juta (SpaceX $ 62 juta untuk 2018), proposal Rocket Lab akan berpotensi menguntungkan bagi mereka yang memiliki satelit kecil, orbit targetnya rendah di dekat Bumi atau kutub, dan tidak ada waktu untuk menunggu sesama pelancong dengan kendaraan peluncuran jarak menengah.

Peluncuran pertama adalah acara yang menyenangkan. Terlepas dari semua persiapan, tidak ada jaminan kesuksesan seratus persen. Tetapi Lab Rocket menunjukkan pendekatan yang sangat serius untuk startup roket, melakukan banyak tes, termasuk tahap rakitan penuh ( pertama , kedua ), dan masa depan mereka tampaknya menjanjikan.