RocketLab demokratizuje vesmír menšími a levnějšími starty raket

Když pomyslíte na starty raket, pravděpodobně si vybavíte obrovské společnosti jako Boeing nebo SpaceX vyrábějící masivní rakety, jako je Starship. Rocket Lab však volí opačný přístup: místo stavby větších raket s větší nosností vyrábí rakety, které jsou menší, lehčí a cenově dostupnější. Hovořili jsme se zakladatelem společnosti Peterem Beckem o tom, jak Rocket Lab využívá nové technologie ke zpřístupnění vesmíru pro všechny.

3D tisk lehkého, vysoce výkonného raketového motoru

Jedna věc, kterou se Rocket Lab stala známou, je použití technik 3D tisku k výrobě svého raketového motoru Rutherford. Tento přístup vyžaduje zcela odlišný přístup ke konstrukci než použití výrobních technik, jako je obrábění. „Součástí umění 3D tisku je snaha zkombinovat co nejvíce dílů a co největší složitost v těchto dílech, což je opak tradiční výroby,“ vysvětlil Beck. "V některých ohledech to usnadňuje montáž, protože je celkově méně dílů."

Výhodou 3D tisku složitých dílů motoru je však nejen úspora výrobních nákladů, ale také výrazná úspora hmotnosti, která je důležitým faktorem při startech raket. Kompletní motor Rutherford váží pouhých 20 kg a je jedním z nejvýkonnějších kapalných kyslíkových/kerosinových motorů motory jsou k dispozici díky speciálně navrženým součástem, jako jsou vstřikovače, které lze spíše tisknout vyroben. "Můžete tisknout věci, které nemůžete vyrobit jiným způsobem," řekl Beck.

Kromě motorů jsou 3D vytištěny také některé další součásti raket, jako jsou těla ventilů. Beck ale nevěří v používání technologie kvůli ní a existuje spousta komponent, pro které to nedává 3D tisk „naprosto žádný smysl“, jako jsou nádrže nebo nosní kužely. Tyto velké konstrukční součásti lze efektivně vyrábět pomocí jiných metod. Rocket Lab je tedy při používání 3D tisku selektivní a volí jej pouze tehdy, když to dává smysl. „Jsme brutální v tom, jaké části tiskneme 3D, a nejsme s tímto procesem svázáni. Nejlepší design vyhrává.”

Rychlá výroba, aby byl prostor dostupnější

Cílem tohoto nového přístupu k výrobě raket je zpřístupnit starty více lidem a společnostem mimo typický vesmírný průmysl. Mezi zákazníky Rocket Lab patří organizace tak různorodé jako skupina Kalifornské střední školy, které si postavily svůj vlastní satelit, americkému letectvu, které využívá starty pro svůj vesmírný testovací program.

"Naším celkovým úkolem je pokusit se zpřístupnit vesmír," řekl Beck. S rostoucím trhem pro malé satelity a novými inovacemi, jak používat kosmické lodě, existují příležitosti pro více lidí než kdy jindy, aby se zapojili do kosmického výzkumu nebo podnikání příležitosti. Ale aby se tyto myšlenky rozběhly, je zapotřebí více nosných raket. "Musíme být schopni vyrobit nosnou raketu velmi rychle a velmi často," řekl Beck. "Právě teď sjíždí z výrobní linky jedna raketa každých 30 dní."

S každou raketou, která vyžaduje 10 motorů, musí být součásti motoru vyráběny ve velkých objemech, s velmi vysokými tolerancemi, velmi rychle. „Pokud se podíváte na tradiční výrobní techniky, které byste použili při výrobě raketových motorů, tak ne velmi dobře měřítko.” Ale 3D tisk umožňuje Rocket Lab vyrábět motor zhruba každých 24 hodin v škálovatelném procesu.

V budoucnu má Rocket Lab ještě ambicióznější časový plán výroby: „Naším cílem je dostat se na jednu raketu každý týden,“ řekl Beck.

Personalizované doručení nákladu

Pokud chce společnost vypustit vlastní kosmickou loď, nejběžnější možností je nyní „jízda na spolujízdě“ jako např Program Smallsat společnosti SpaceX ve kterém je několik nákladu neseno na palubě rakety a je umístěno na oběžnou dráhu ve stejné oblasti. Tato metoda má však omezení, včetně problémů s plánováním a omezených možností umístění. Rocket Lab místo toho nabízí personalizovanou metodu doručení, při které je pro jednoho konkrétního zákazníka zasílán vždy jeden náklad.

Mít menší vyhrazenou nosnou raketu umožňuje zákazníkům umístit své užitečné zatížení na konkrétní oběžnou dráhu, jak Beck vysvětlil rozdíl mezi vyhrazenými starty a spolujízdami: „Pokud byste chtěli naložit autobus plný lidí a odvézt je do vinařství, šli byste a dostali velký autobus. Kdybyste měli jednoho člověka, který se jen potřeboval dostat přes město, vzali byste si Uber.“

Ve srovnání s velkými nosnými raketami používanými společnostmi jako SpaceX jsou nosné rakety Rocket Lab mnohem menší a nabízejí více personalizované služby. "Jsou to různá vozidla pro různé práce," řekl Beck. "Potřebujete malé nosné rakety pro zvedání malých nákladů a velké nosné rakety pro zvedání velkých nákladů."

Vyhrazené starty Rocket Lab se používají pro vysoce hodnotné satelity, které je vysílají spolu s dalšími kosmickými loděmi by bylo příliš velkým rizikem, stejně jako pro kosmické lodě s choulostivými součástmi nebo s těmi, které jsou příbuzné národním bezpečnostní. Kromě toho má společnost vlastní startovací rampu umístěnou na Novém Zélandu, prvním komerčním kosmodromu na jižní polokouli, což znamená, že má plnou kontrolu nad harmonogramem svých startů. V odvětví, kde jsou běžná až roční zpoždění, je schopnost zajistit spuštění projektu podle plánu obrovskou výhodou.

Tento přístup nabízející starty s malým užitečným zatížením činí vypouštění satelitů dostupnější pro širší okruh lidí, řekl Beck. Starty Rocket Lab stojí kolem 7,5 milionu dolarů, ve srovnání s nejlevnějšími alternativami pro odpaly specializovaných raket, které stojí 32 milionů dolarů.

Dosud největší výzva: mise NASA na Měsíc

Příští rok bude Rocket Lab provádět svůj dosud nejsložitější start: NASA CubeSat, který bude dopraven na oběžnou dráhu kolem Měsíce. Satelit CAPSTONE je prvním krokem ve zřízení své NASA Lunární brána, vesmírná loď na oběžné dráze kolem Měsíce, která poslouží jako místa pro budoucí mise na Mars.

Pro tento projekt jde Rocket Lab daleko za své typické starty na nízkou oběžnou dráhu Země. Nejprve použije raketu Electron k vynesení nákladu na oběžnou dráhu a poté se jeho satelit Photon odpojí. Družice má svůj vlastní pohonný systém a po dobu tří dnů provede několik zapálení motoru, aby pomalu zvýšil svou oběžnou dráhu. Jedním posledním spálením loď provede „translunární injekci“, aby se vymanila ze zemské gravitace a přesunula se na oběžnou dráhu kolem Měsíce.

Jakmile bude loď na cestě k Měsíci, rozmístí kosmickou loď NASA CAPSTONE, která bude používat své vlastní motory, aby se pomocí své gravitace pomalu ve spirále dostala na Měsíc. Tento typ mise vyžaduje extrémní stupeň přesnosti, protože sebemenší odchylka může způsobit, že plavidlo skončí stovky mil od zamýšleného cíle. Bude sloužit jako základ pro velkou část plánované infrastruktury NASA kolem Měsíce. "Je opravdu důležité porozumět této oběžné dráze, porozumět tomu prostředí a jak se tam dostat," řekl Beck. "Je to velká věc."

Kromě extrémní potřeby přesnosti mise pokračuje ve velmi krátkém časovém horizontu, protože start je plánován na začátek roku 2021. "Je to neuvěřitelně rychlá časová osa," řekl Beck. „Obecně se mise na Měsíc měří v miliardách dolarů a desetiletích. Děláme to s desítkami milionů dolarů za měsíce. Tohle je neuvěřitelná mise."

Doporučení redakce

• Blue Origin chce vypouštět rakety z nového místa mimo USA.
• Podívejte se na tyto úžasné záběry ze sledování rakety SpaceX, jak se vrací domů
• Jak sledovat, jak SpaceX v pátek vypustí mocný Falcon Heavy
• Raketa SpaceX Starship startuje při prvním zkušebním letu, ale exploduje ve vzduchu
• Jak se dívat, jak SpaceX ve čtvrtek vypustí rekordní raketu Starship