RocketLab demokratiserer rummet med mindre, billigere raketopsendelser

Når du tænker på raketopsendelser, tænker du sikkert på store virksomheder som Boeing eller SpaceX, der fremstiller massive raketter som Starship. Men Rocket Lab tager den modsatte tilgang: I stedet for at bygge større raketter med større nyttelast, laver det raketter, der er mindre, lettere og mere overkommelige. Vi talte med virksomhedens grundlægger Peter Beck om, hvordan Rocket Lab bruger nye teknologier til at gøre rummet mere tilgængeligt for alle.

3D-print af en let, højtydende raketmotor

En ting, som Rocket Lab er blevet kendt for, er dets brug af 3D-printteknikker til at fremstille sin Rutherford raketmotor. Denne tilgang kræver en helt anden tilgang til design end brugen af ​​fremstillingsteknikker som bearbejdning. "En del af kunsten med 3D-print er at forsøge at kombinere så mange dele og så meget kompleksitet i disse dele som muligt, hvilket er det modsatte af traditionel fremstilling," forklarede Beck. "I nogle henseender gør det monteringen nemmere, da der er færre dele i alt."

Fordelen ved 3D-printning af komplekse motordele er dog ikke kun at spare fremstillingsomkostninger, men også betydelige besparelser i vægt, hvilket er en vigtig faktor ved raketopsendelser. En komplet Rutherford-motor vejer kun 20 kg og er en af ​​de højest ydende flydende oxygen/petroleum motorer tilgængelige, takket være specialdesignede komponenter som injektorer, der kan printes i stedet for fremstillet. "Du kan printe ting, som du ikke kan producere på anden måde," sagde Beck.

Ud over motorerne er nogle andre raketkomponenter som ventilhuse også 3D-printede. Men Beck tror ikke på at bruge teknologi for dets skyld, og der er masser af komponenter, som det giver "absolut ingen mening" at 3D-printe, såsom tanke eller næsekegler. Disse store, strukturelle komponenter kan effektivt fremstilles ved hjælp af andre metoder. Så Rocket Lab er selektiv i sin brug af 3D-print og vælger det kun, når det giver mening. "Vi er brutale med hensyn til, hvilke dele vi 3D-printer, og vi er ikke gift med processen. Det bedste design vinder.”

Hurtig fremstilling for at gøre plads mere tilgængelig

Målet med denne nye tilgang til fremstilling af raketter er at gøre opsendelser tilgængelige for flere mennesker og virksomheder uden for de typiske rumindustrier. Rocket Labs kunder har inkluderet organisationer så forskellige som en gruppe af Californiske gymnasier, der byggede deres egen satellit, til det amerikanske luftvåben, som bruger opsendelserne til sit rumtestprogram.

"Vores overordnede mission er at forsøge at gøre rummet tilgængeligt," sagde Beck. Med et voksende marked for små satellitter og nye innovationer til, hvordan man bruger rumfartøjer, er der muligheder for flere mennesker end nogensinde at være involveret i rumbaseret forskning eller forretning muligheder. Men for at få disse ideer i gang, kræves der flere løfteraketter. "Vi skal være i stand til at producere en løfteraket meget hurtigt og meget ofte," sagde Beck. "Lige nu kommer en raket ud af produktionslinjen hver 30. dag."

Med hver raket, der kræver 10 motorer, skal motorkomponenterne produceres i store mængder, til meget høje tolerancer, meget hurtigt. "Hvis du ser på de traditionelle fremstillingsteknikker, som du ville bruge til at bygge raketmotorer, gør de ikke skalerer meget godt." Men 3D-print giver Rocket Lab mulighed for at producere en motor cirka hver 24. time i en skalerbar proces.

I fremtiden har Rocket Lab en endnu mere ambitiøs tidslinje for produktion: "Vi sigter mod at komme ned på en raket hver uge," sagde Beck.

Personlig levering af nyttelast

Hvis en virksomhed ønsker at opsende sit eget rumfartøj, er den mest almindelige mulighed, der bruges nu, en "rideshare" som f.eks SpaceX’s smallsat-program hvor flere nyttelaster transporteres ombord på en raket og placeres i kredsløb i samme region. Men der er begrænsninger for denne metode, herunder planlægningsproblemer og begrænsede placeringsmuligheder. Rocket Lab tilbyder i stedet en personlig leveringsmetode, hvor én nyttelast sendes op ad gangen til én bestemt kunde.

At have en mindre dedikeret løfteraket giver kunderne mulighed for at placere deres nyttelast i specifikke baner, som Beck forklarede forskellen mellem dedikerede lanceringer og rideshares: "Hvis du ville fylde en bus fuld af mennesker og tage dem til en vingård, så ville du gå og hente en stor bus. Hvis du havde én person, der bare skulle på tværs af byen, så ville du tage en Uber."

Sammenlignet med store løfteraketter, der bruges af virksomheder som SpaceX, er Rocket Lab løfteraketter langt mindre og tilbyder en mere personlig service. "Det er forskellige køretøjer til forskellige job," sagde Beck. "Du har brug for små løfteraketter til at løfte små nyttelaster og store løfteraketter til at løfte store nyttelaster."

Rocket Labs dedikerede opsendelser bruges til højværdisatellitter, hvor de sendes sammen med andre rumfartøjer ville være for stor en risiko, såvel som for rumfartøjer med sarte komponenter eller dem, der er relateret til nationale sikkerhed. Derudover har virksomheden sin egen affyringsrampe placeret i New Zealand, den første kommercielle rumhavn på den sydlige halvkugle, hvilket betyder, at den har fuldstændig kontrol over tidsplanen for sine opsendelser. I en branche, hvor forsinkelser på op til et år er almindelige, er det en stor fordel at kunne sikre, at et projekt lanceres til tiden.

Denne tilgang med at tilbyde opsendelser af små nyttelast gør opsendelsen af ​​satellitter mere overkommelige for en bredere vifte af mennesker, sagde Beck. Rocket Labs opsendelser koster omkring $7,5 millioner sammenlignet med de billigste alternativer til dedikerede raketopsendelser, som koster $32 millioner.

Den største udfordring endnu: En NASA-månemission

Næste år vil Rocket Lab udføre sin hidtil mest komplekse opsendelse: En NASA CubeSat, som vil blive leveret i kredsløb om månen. CAPSTONE-satellitten er det første skridt i NASAs etablering af sin Lunar Gateway, et rumskib i kredsløb om månen, som vil tjene som iscenesættelsesområde for fremtidige missioner til Mars.

Til dette projekt går Rocket Lab langt ud over dets typiske opsendelser i lav kredsløb om jorden. Den vil først bruge en elektronraket til at sende nyttelasten i kredsløb, og derefter vil dens Photon-satellit løsne sig. Satellitten har sit eget fremdriftssystem, og over en periode på tre dage vil den udføre flere motorafbrændinger for langsomt at øge sin kredsløb. Med en sidste forbrænding vil fartøjet udføre en "trans-lunar injektion" for at bryde fri af Jordens tyngdekraft og for at bevæge sig og ind i kredsløb om månen.

Når fartøjet er på vej til månen, vil det indsætte NASA CAPSTONE-rumfartøjet, som vil bruge sine egne motorer til langsomt at spiralere ind til månen ved hjælp af sin tyngdekraft. Denne type mission kræver en ekstrem grad af nøjagtighed, da den mindste afvigelse kan få et fartøj til at ende flere hundrede kilometer fra dets tilsigtede mål. Det vil tjene som grundlag for meget af NASAs planlagte infrastruktur omkring månen. "Det er virkelig vigtigt at forstå det kredsløb, at forstå det miljø og hvordan man kommer dertil," sagde Beck. "Det er en stor sag."

Ud over et ekstremt behov for nøjagtighed fortsætter missionen på en meget kort tidslinje, da lanceringen er målrettet til begyndelsen af ​​2021. "Det er en utrolig hurtig tidslinje," sagde Beck. "Generelt bliver missioner til månen målt i milliarder af dollars og årtier. Vi gør det med titusindvis af millioner af dollars på måneder. Det er en utrolig mission.”

Redaktørens anbefalinger

• Blue Origin ønsker at affyre raketter fra et nyt websted uden for USA.
• Se denne fantastiske sporingsoptagelse af en SpaceX-raket, der kommer hjem
• Sådan ser du SpaceX lancere mægtige Falcon Heavy på fredag
• SpaceX Starship-raket opsendes i første testflyvning, men eksploderer i luften
• Sådan ser du SpaceX affyre en rekordstor Starship-raket på torsdag