RocketLab sta democratizzando lo spazio con lanci di razzi più piccoli ed economici

Quando pensi ai lanci di razzi, probabilmente pensi a grandi aziende come Boeing o SpaceX che producono enormi razzi come la Starship. Ma Rocket Lab sta adottando l’approccio opposto: invece di costruire razzi più grandi con carichi utili maggiori, sta realizzando razzi più piccoli, più leggeri e più convenienti. Abbiamo parlato con il fondatore dell'azienda Peter Beck di come Rocket Lab sta utilizzando le nuove tecnologie per rendere lo spazio più accessibile a tutti.

Stampa 3D di un motore a razzo leggero e ad alte prestazioni

Una cosa per cui Rocket Lab è diventato famoso è l’uso di tecniche di stampa 3D per produrre il suo motore a razzo Rutherford. Questo approccio richiede un approccio alla progettazione completamente diverso rispetto all’uso di tecniche di produzione come la lavorazione meccanica. “Parte dell’arte della stampa 3D consiste nel cercare di combinare quante più parti e quanta più complessità possibile al loro interno, il che è l’opposto della produzione tradizionale”, ha spiegato Beck. "Per certi aspetti, ciò semplifica l'assemblaggio poiché ci sono meno parti in totale."

Il vantaggio della stampa 3D di parti complesse del motore non è solo il risparmio sui costi di produzione, ma anche un significativo risparmio di peso, che è un fattore importante nei lanci di razzi. Un motore Rutherford completo pesa solo 20 kg ed è uno dei motori a ossigeno/cherosene liquidi più performanti motori disponibili, grazie a componenti appositamente progettati come gli iniettori che possono essere stampati anziché manufatto. "Puoi stampare cose che non puoi produrre in nessun altro modo", ha detto Beck.

Oltre ai motori, anche alcuni altri componenti del razzo come i corpi delle valvole sono stampati in 3D. Ma Beck non crede nell’uso della tecnologia fine a se stessa, e ci sono molti componenti che non ha “assolutamente senso” stampare in 3D, come serbatoi o coni. Questi componenti strutturali di grandi dimensioni possono essere fabbricati in modo efficiente utilizzando altri metodi. Quindi Rocket Lab è selettivo nell’uso della stampa 3D, optando per essa solo quando ha senso. “Siamo brutali riguardo alle parti che stampiamo in 3D e non siamo legati al processo. Il miglior design vince.”

Produzione rapida per rendere lo spazio più accessibile

Lo scopo di questo nuovo approccio alla produzione di razzi è quello di rendere i lanci disponibili a più persone e aziende al di fuori delle tipiche industrie spaziali. I clienti di Rocket Lab hanno incluso organizzazioni diverse come un gruppo di Scuole superiori della California che hanno costruito il proprio satellite, all'aeronautica americana, che utilizza i lanci per il suo programma di test spaziali.

“La nostra missione generale è cercare di rendere lo spazio accessibile”, ha affermato Beck. Con un mercato in crescita per piccoli satelliti e nuove innovazioni su come utilizzare i veicoli spaziali, ce ne sono opportunità per più persone che mai di essere coinvolte nella ricerca o negli affari spaziali opportunità. Ma per far decollare queste idee, sono necessari più veicoli di lancio. "Dobbiamo essere in grado di produrre un veicolo di lancio molto rapidamente e molto frequentemente", ha affermato Beck. "In questo momento, un razzo esce dalla linea di produzione ogni 30 giorni."

Poiché ogni razzo richiede 10 motori, i componenti del motore devono essere prodotti in volumi elevati, con tolleranze molto elevate, molto rapidamente. “Se guardi alle tecniche di produzione tradizionali che utilizzeresti nella costruzione di motori a razzo, non è così scala molto bene." Ma la stampa 3D consente a Rocket Lab di produrre un motore circa ogni 24 ore in un processo scalabile.

In futuro, Rocket Lab ha una tempistica ancora più ambiziosa per la produzione: “Puntiamo a ridurre a un razzo ogni settimana”, ha detto Beck.

Consegna personalizzata del carico utile

Se un'azienda vuole lanciare la propria navicella spaziale, l'opzione più comune utilizzata oggi è il “rideshare”. Il programma Smallsat di SpaceX in cui più carichi utili vengono trasportati a bordo di un razzo e messi in orbita nella stessa regione. Ma ci sono limitazioni a questo metodo, inclusi problemi di pianificazione e opzioni di posizionamento limitate. Rocket Lab offre invece un metodo di consegna personalizzato, in cui viene inviato un carico utile alla volta per un cliente specifico.

Avere un veicolo di lancio dedicato più piccolo consente ai clienti di posizionare i propri carichi utili in orbite specifiche, come Beck ha spiegato la differenza tra lanci dedicati e rideshare: “Se volessi caricare un autobus pieno di persone e portarle in un’azienda vinicola, allora andresti a prendere un grande autobus. Se avessi una persona che avesse solo bisogno di attraversare la città, allora prenderesti un Uber”.

Rispetto ai grandi veicoli di lancio utilizzati da aziende come SpaceX, i veicoli di lancio del Rocket Lab sono molto più piccoli e offrono un servizio più personalizzato. “Si tratta di veicoli diversi per lavori diversi”, ha detto Beck. "Sono necessari piccoli veicoli di lancio per sollevare piccoli carichi utili e grandi veicoli di lancio per sollevare grandi carichi utili."

I lanci dedicati di Rocket Lab vengono utilizzati per satelliti di alto valore, in cui vengono inviati insieme ad altri veicoli spaziali sarebbe un rischio troppo grande, anche per i veicoli spaziali con componenti delicati o legati a quelli nazionali sicurezza. Inoltre, l’azienda dispone di una propria piattaforma di lancio situata in Nuova Zelanda, il primo spazioporto commerciale nell’emisfero meridionale, il che significa che ha il controllo completo del programma dei suoi lanci. In un settore in cui i ritardi fino a un anno sono comuni, essere in grado di garantire che un progetto venga avviato nei tempi previsti rappresenta un enorme vantaggio.

Questo approccio che prevede lanci di piccoli carichi utili sta rendendo il lancio di satelliti più accessibile a una fascia più ampia di persone, ha affermato Beck. I lanci di Rocket Lab costano circa 7,5 milioni di dollari, rispetto alle alternative più economiche per lanci di razzi dedicati che costano 32 milioni di dollari.

La sfida più grande finora: una missione lunare della NASA

L'anno prossimo, Rocket Lab effettuerà il suo lancio più complesso: un CubeSat della NASA che verrà portato in orbita attorno alla luna. Il satellite CAPSTONE rappresenta il primo passo verso la creazione da parte della NASA Porta Lunare, un'astronave in orbita attorno alla Luna che servirà da area di sosta per le future missioni su Marte.

Per questo progetto, Rocket Lab sta andando ben oltre i tipici lanci nell'orbita terrestre bassa. Utilizzerà prima un razzo Electron per lanciare il carico utile in orbita, quindi il suo satellite Photon si staccherà. Il satellite ha il proprio sistema di propulsione e per un periodo di tre giorni eseguirà più accensioni del motore per aumentare lentamente la sua orbita. Con un’ultima accensione, il velivolo eseguirà una “iniezione translunare” per liberarsi dalla gravità terrestre e spostarsi in orbita attorno alla Luna.

Una volta che la navicella sarà in viaggio verso la luna, schiererà la navicella spaziale CAPSTONE della NASA che utilizzerà i propri motori per entrare lentamente a spirale sulla luna sfruttando la sua gravità. Questo tipo di missione richiede un estremo grado di precisione poiché la più piccola deviazione può far sì che un velivolo finisca a centinaia di miglia dal bersaglio previsto. Servirà come base per gran parte delle infrastrutture pianificate dalla NASA attorno alla Luna. “È davvero importante capire quell’orbita, capire quell’ambiente e come arrivarci”, ha detto Beck. "È un grosso problema."

Oltre all’estrema necessità di precisione, la missione procederà in tempi molto brevi poiché il lancio è previsto per l’inizio del 2021. “È una sequenza temporale incredibilmente rapida”, ha detto Beck. “Generalmente le missioni sulla Luna vengono misurate in miliardi di dollari e decenni. Lo stiamo facendo con decine di milioni di dollari in pochi mesi. Questa è una missione incredibile”.

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