RocketLab demokratisoi tilaa pienemmillä, halvemmilla rakettien laukaisuilla

Kun ajattelet rakettien laukaisuja, ajattelet todennäköisesti suuria yrityksiä, kuten Boeing tai SpaceX, jotka valmistavat massiivisia raketteja, kuten Starship. Mutta Rocket Lab noudattaa päinvastaista lähestymistapaa: sen sijaan, että se rakentaisi suurempia raketteja suuremmalla hyötykuormalla, se tekee raketteja, jotka ovat pienempiä, kevyempiä ja edullisempia. Keskustelimme yrityksen perustajan Peter Beckin kanssa siitä, kuinka Rocket Lab käyttää uusia teknologioita tehdäkseen avaruudesta helpompaa kaikkien ulottuville.

Kevyen, tehokkaan rakettimoottorin 3D-tulostus

Yksi asia, josta Rocket Lab on tullut tunnetuksi, on 3D-tulostustekniikoiden käyttö Rutherford-rakettimoottorinsa valmistuksessa. Tämä lähestymistapa vaatii täysin erilaista lähestymistapaa suunnitteluun kuin valmistustekniikoiden, kuten koneistuksen, käyttö. "Osa 3D-tulostuksen taiteesta yrittää yhdistää mahdollisimman monta osaa ja niin paljon monimutkaisuutta näiden osien sisällä kuin mahdollista, mikä on perinteisen valmistuksen vastakohta", Beck selitti. "Joissakin suhteissa tämä helpottaa kokoamista, koska osia on vähemmän."

Monimutkaisten moottorin osien 3D-tulostuksen etuna ei ole vain valmistuskustannusten säästö, vaan myös merkittävä painosäästö, joka on tärkeä tekijä rakettien laukaisuissa. Täydellinen Rutherford-moottori painaa vain 20 kg ja on yksi tehokkaimmista nestemäisistä happi/kerosiini moottoreita on saatavilla, kiitos erityisesti suunniteltujen komponenttien, kuten suuttimien, jotka voidaan painaa sen sijaan valmistettu. "Voit tulostaa asioita, joita et voi tuottaa millään muulla tavalla", Beck sanoi.

Moottoreiden lisäksi 3D-tulostetaan myös joitakin muita raketin komponentteja, kuten venttiilirunkoja. Mutta Beck ei usko teknologian käyttämiseen sen vuoksi, ja on paljon komponentteja, joissa 3D-tulostuksessa ei ole "mitään järkeä", kuten tankit tai nenäkartiot. Nämä suuret rakennekomponentit voidaan valmistaa tehokkaasti muilla menetelmillä. Joten Rocket Lab on valikoiva 3D-tulostuksen käytössä ja valitsee sen vain silloin, kun se on järkevää. "Olemme julmia sen suhteen, mitä osia 3D-tulostamme, emmekä ole naimisissa prosessiin. Paras muotoilu voittaa."

Nopea valmistus tilan helpottamiseksi

Tämän uuden lähestymistavan rakettien valmistukseen tavoitteena on tarjota laukaisuja useammille ihmisille ja yrityksille tyypillisen avaruusteollisuuden ulkopuolella. Rocket Labin asiakkaina on ollut niinkin erilaisia ​​organisaatioita kuin joukko Kalifornian lukiot, jotka rakensivat oman satelliitin, Yhdysvaltain ilmavoimille, jotka käyttävät laukaisuja avaruustestiohjelmassaan.

"Yleinen tehtävämme on yrittää tehdä tilaa saavutettavaksi", Beck sanoi. Pienten satelliittien kasvavat markkinat ja uusia innovaatioita avaruusalusten käyttöön ovat olemassa enemmän ihmisiä kuin koskaan osallistua avaruuteen perustuvaan tutkimukseen tai liiketoimintaan mahdollisuudet. Mutta näiden ideoiden toteuttamiseksi tarvitaan lisää kantoraketteja. "Meidän on kyettävä valmistamaan kantoraketti hyvin nopeasti ja hyvin usein", Beck sanoi. "Tällä hetkellä yksi raketti lähtee tuotantolinjalta 30 päivän välein."

Kun jokainen raketti vaatii 10 moottoria, moottorin komponentteja on valmistettava suuria määriä, erittäin suuriin toleransseihin asti, erittäin nopeasti. "Jos katsot perinteisiä valmistustekniikoita, joita käyttäisit rakettimoottoreiden rakentamisessa, ne eivät mittakaavassa erittäin hyvin.” Mutta 3D-tulostuksen avulla Rocket Lab voi tuottaa moottorin suunnilleen 24 tunnin välein skaalautuvassa prosessissa.

Tulevaisuudessa Rocket Labilla on entistä kunnianhimoisempi tuotantoaikataulu: "Tavoitteenamme on saada yksi raketti joka viikko", Beck sanoi.

Henkilökohtainen hyötykuorman toimitus

Jos yritys haluaa laukaista oman avaruusaluksensa, yleisin nyt käytetty vaihtoehto on "rideshare" kuten esim. SpaceX: n Smallsat-ohjelma jossa raketissa kuljetetaan useita hyötykuormia ja ne asetetaan kiertoradalle samalla alueella. Mutta tällä menetelmällä on rajoituksia, mukaan lukien aikatauluongelmat ja rajoitetut sijoitusvaihtoehdot. Rocket Lab tarjoaa sen sijaan personoidun toimitustavan, jossa yhdelle asiakkaalle lähetetään yksi hyötykuorma kerrallaan.

Pienemmän kantoraketin ansiosta asiakkaat voivat sijoittaa hyötykuormansa tietyille kiertoradalle, kuten Beck selitti eron lanseerausten ja kyytien välissä: "Jos haluaisit lastata bussin täynnä ihmisiä ja viedä heidät viinitilalle, menisit hakemaan iso bussi. Jos sinulla olisi yksi henkilö, jonka pitäisi vain päästä kaupungin halki, ottaisit Uberin."

Verrattuna SpaceX: n kaltaisten yritysten käyttämiin suuriin kantoraketeihin, Rocket Labin kantoraketit ovat paljon pienempiä ja tarjoavat yksilöllisemmän palvelun. "Se on eri ajoneuvoja eri töihin", Beck sanoi. "Tarvitset pieniä kantoraketteja pienten hyötykuormien nostamiseen ja suuria kantoraketteja suurten hyötykuormien nostamiseen."

Rocket Labin omia laukaisuja käytetään arvokkaisiin satelliitteihin, joissa ne lähetetään muiden avaruusalusten mukana olisi liian suuri riski, samoin kuin avaruusaluksille, joissa on herkkiä komponentteja tai jotka liittyvät kansalliseen turvallisuus. Lisäksi yhtiöllä on Uudessa-Seelannissa sijaitseva oma laukaisualusta, joka on ensimmäinen kaupallinen avaruussatama eteläisellä pallonpuoliskolla, mikä tarkoittaa, että se hallitsee laukaisujen aikataulua täysin. Toimialalla, jolla jopa vuoden viivästykset ovat yleisiä, on valtava etu, että projektin käynnistyminen aikataulussa on suuri.

Tämä lähestymistapa, jossa tarjotaan pieniä hyötykuormaa laukaisuja, tekee satelliittien laukaisusta edullisemmaksi laajemmalle ihmisjoukolle, Beck sanoi. Rocket Labin laukaisut maksavat noin 7,5 miljoonaa dollaria, verrattuna halvimpiin vaihtoehdoihin omistetuille rakettien laukaisuille, jotka maksoivat 32 miljoonaa dollaria.

Suurin haaste tähän mennessä: NASAn kuun tehtävä

Ensi vuonna Rocket Lab suorittaa tähän mennessä monimutkaisimman laukaisunsa: NASA CubeSatin, joka toimitetaan Kuun kiertoradalle. CAPSTONE-satelliitti on ensimmäinen askel NASA: n perustamisessa Kuun portti, Kuuta kiertävä avaruusalus, joka toimii lavastusalueena tuleville Mars-lennoille.

Tässä projektissa Rocket Lab menee paljon pidemmälle kuin sen tyypilliset laukaisut matalalle maan kiertoradalle. Se käyttää ensin Electron-rakettia lähettääkseen hyötykuorman kiertoradalle, ja sitten sen Photon-satelliitti irtoaa. Satelliitilla on oma propulsiojärjestelmä, ja kolmen päivän aikana se suorittaa useita moottoripolttoa kasvattaakseen kiertoradansa hitaasti. Viimeisellä poltolla alus suorittaa "trans-kuun ruiskeen" päästäkseen irti Maan painovoimasta ja siirtyäkseen kiertoradalle Kuun ympäri.

Kun alus on matkalla kuuhun, se ottaa käyttöön NASAn CAPSTONE-avaruusaluksen, joka käyttää omia moottoreitaan kiertymään hitaasti kuuhun painovoimansa avulla. Tämän tyyppinen tehtävä vaatii äärimmäistä tarkkuutta, koska pieninkin poikkeama voi aiheuttaa sen, että alus päätyy satojen kilometrien päähän aiotusta kohteesta. Se toimii perustana suurelle osalle NASAn suunnittelemasta infrastruktuurista kuun ympärille. "On todella tärkeää ymmärtää tuo kiertorata, ymmärtää ympäristö ja miten sinne pääsee", Beck sanoi. "Se on iso juttu."

Äärimmäisen tarkkuustarpeen lisäksi operaatio etenee hyvin lyhyellä aikajanalla, koska laukaisu on suunnattu vuoden 2021 alkupuolelle. "Se on uskomattoman nopea aikajana", Beck sanoi. "Yleensä Kuuhun tehtävät lennot mitataan miljardeissa dollareissa ja vuosikymmeninä. Teemme sen kymmenillä miljoonilla dollareilla kuukausissa. Tämä on uskomaton tehtävä.”

Toimittajien suositukset

• Blue Origin haluaa laukaista raketteja uudesta paikasta Yhdysvaltojen ulkopuolelta
• Katso tämä mahtava seurantamateriaali SpaceX-raketista, joka tulee kotiin
• Kuinka katsoa SpaceX: n laukaisevan mahtavan Falcon Heavyn perjantaina
• SpaceX Starship -raketti laukaisee ensimmäisellä koelennolla, mutta räjähtää ilmassa
• Kuinka katsella SpaceX: n laukaisua ennätysten rikkovan Starship-raketin torstaina