Als je aan raketlanceringen denkt, denk je waarschijnlijk aan grote bedrijven als Boeing of SpaceX die enorme raketten zoals het Starship vervaardigen. Maar Rocket Lab hanteert de tegenovergestelde aanpak: in plaats van grotere raketten met een grotere lading te bouwen, maakt het raketten die kleiner, lichter en betaalbaarder zijn. We spraken met oprichter Peter Beck over hoe Rocket Lab nieuwe technologieën gebruikt om de ruimte voor iedereen toegankelijker te maken.
Inhoud
- 3D-printen van een lichtgewicht, krachtige raketmotor
- Snelle productie om de ruimte toegankelijker te maken
- Gepersonaliseerde levering van lading
- De grootste uitdaging tot nu toe: een NASA-maanmissie
3D-printen van een lichtgewicht, krachtige raketmotor
Eén ding waar Rocket Lab bekend om is geworden, is het gebruik van 3D-printtechnieken om zijn Rutherford-raketmotor te vervaardigen. Deze aanpak vereist een geheel andere ontwerpbenadering dan het gebruik van productietechnieken zoals machinale bewerking. “Een deel van de kunst van het 3D-printen is het proberen om zoveel mogelijk onderdelen en zoveel mogelijk complexiteit binnen die onderdelen te combineren, wat het tegenovergestelde is van traditionele productie”, legt Beck uit. “In sommige opzichten maakt dat de montage eenvoudiger, omdat er in totaal minder onderdelen zijn.”
Rocket Lab-epos
Het voordeel van het 3D-printen van complexe motoronderdelen is echter niet alleen een besparing op de productiekosten, maar ook een aanzienlijke gewichtsbesparing, wat een belangrijke factor is bij raketlanceringen. Een complete Rutherford-motor weegt slechts 20 kg en is een van de best presterende vloeibare zuurstof/kerosine motoren beschikbaar, dankzij speciaal ontworpen componenten zoals injectoren die kunnen worden geprint in plaats van vervaardigd. “Je kunt dingen printen die je op geen enkele andere manier kunt produceren”, zegt Beck.
Verwant
- SpaceX markeert 200e raketlanding met perfecte touchdown
- Kijk hoe Rocket Lab satellieten voor stormmonitoring lanceert
- Zal de mislukte Starship-vlucht van SpaceX gevolgen hebben voor het maanplan van NASA?
Iedere dertig dagen rolt er één raket van de productielijn
Aanbevolen video's
Naast de motoren worden ook enkele andere raketcomponenten, zoals kleplichamen, 3D-geprint. Maar Beck gelooft niet in het gebruik van technologie omwille van de technologie, en er zijn genoeg componenten die “absoluut geen zin” hebben om in 3D te printen, zoals tanks of neuskegels. Deze grote, structurele componenten kunnen efficiënt worden vervaardigd met behulp van andere methoden. Rocket Lab is dus selectief in het gebruik van 3D-printen en kiest er alleen voor als het zinvol is. “We zijn brutaal over de onderdelen die we 3D-printen en we zijn niet gebonden aan het proces. Het beste ontwerp wint.”
Snelle productie om de ruimte toegankelijker te maken
Het doel van deze nieuwe benadering van de productie van raketten is om lanceringen beschikbaar te maken voor meer mensen en bedrijven buiten de typische ruimtevaartindustrieën. Tot de klanten van Rocket Lab behoren organisaties die zo divers zijn als een groep Middelbare scholen in Californië die hun eigen satelliet bouwden, aan de Amerikaanse luchtmacht, die de lanceringen gebruikt voor haar Space Test Program.
“Onze algemene missie is om te proberen de ruimte toegankelijk te maken”, aldus Beck. Met een groeiende markt voor kleine satellieten en nieuwe innovaties voor het gebruik van ruimtevaartuigen, zijn die er mogelijkheden voor meer mensen dan ooit om betrokken te zijn bij ruimteonderzoek of zakendoen mogelijkheden. Maar om deze ideeën van de grond te krijgen zijn meer draagraketten nodig. “We moeten in staat zijn om zeer snel en zeer frequent een draagraket te produceren”, aldus Beck. “Op dit moment komt er iedere dertig dagen één raket van de productielijn.”
Omdat elke raket tien motoren nodig heeft, moeten de motoronderdelen zeer snel in grote volumes en met zeer hoge toleranties worden geproduceerd. “Als je kijkt naar de traditionele productietechnieken die je zou gebruiken bij het bouwen van raketmotoren, dan is dat niet het geval schaal heel goed.” Maar dankzij 3D-printen kan Rocket Lab ongeveer elke 24 uur een motor produceren in een schaalbaar proces.
In de toekomst heeft Rocket Lab een nog ambitieuzere productietijdlijn: "We streven ernaar om elke week één raket te bereiken", zei Beck.
Gepersonaliseerde levering van lading
Als een bedrijf zijn eigen ruimtevaartuig wil lanceren, is de meest gebruikelijke optie die nu wordt gebruikt een ‘rideshare’, zoals Het smallsat-programma van SpaceX waarbij meerdere ladingen aan boord van een raket worden vervoerd en in dezelfde regio in een baan om de aarde worden gebracht. Maar er zijn beperkingen aan deze methode, waaronder planningsproblemen en beperkte plaatsingsopties. Rocket Lab biedt in plaats daarvan een gepersonaliseerde bezorgmethode, waarbij één lading tegelijk naar één specifieke klant wordt verzonden.
Met een kleiner speciaal lanceervoertuig kunnen klanten hun lading in specifieke banen plaatsen, zoals Beck het verschil uitlegde tussen specifieke lanceringen en rideshares: “Als je een bus vol mensen zou willen inladen en ze naar een wijnmakerij zou willen brengen, dan zou je een grote bus. Als je één persoon had die alleen maar de stad wilde doorkruisen, dan zou je een Uber nemen.”
Vergeleken met de grote lanceervoertuigen die worden gebruikt door bedrijven als SpaceX, zijn de lanceervoertuigen van Rocket Lab veel kleiner en bieden ze een meer persoonlijke service. “Het zijn verschillende voertuigen voor verschillende taken”, zei Beck. “Je hebt kleine lanceervoertuigen nodig voor het heffen van kleine ladingen, en grote lanceervoertuigen voor het heffen van grote ladingen.”
De speciale lanceringen van Rocket Lab worden gebruikt voor hoogwaardige satellieten, waarbij ze samen met andere ruimtevaartuigen worden verzonden zou een te groot risico zijn, evenals voor ruimtevaartuigen met delicate onderdelen of onderdelen die verband houden met nationale onderdelen beveiliging. Bovendien heeft het bedrijf een eigen lanceerplatform in Nieuw-Zeeland, de eerste commerciële ruimtehaven op het zuidelijk halfrond, wat betekent dat het volledige controle heeft over het schema voor zijn lanceringen. In een sector waar vertragingen tot een jaar gebruikelijk zijn, is het een enorm voordeel om ervoor te kunnen zorgen dat een project op tijd van start gaat.
Deze benadering van het aanbieden van lanceringen met kleine ladingen maakt de lancering van satellieten betaalbaarder voor een bredere groep mensen, zei Beck. De lanceringen van Rocket Lab kosten ongeveer $7,5 miljoen, vergeleken met de goedkoopste alternatieven voor specifieke raketlanceringen die $32 miljoen kosten.
De grootste uitdaging tot nu toe: een NASA-maanmissie
Volgend jaar zal Rocket Lab zijn meest complexe lancering tot nu toe uitvoeren: een NASA CubeSat die in een baan rond de maan zal worden gebracht. De CAPSTONE-satelliet is de eerste stap in de oprichting van NASA Maanpoort, een ruimteschip in een baan rond de maan dat zal dienen als verzamelplaats voor toekomstige missies naar Mars.
Voor dit project gaat Rocket Lab veel verder dan de typische lanceringen in een lage baan om de aarde. Het zal eerst een elektronenraket gebruiken om de lading in een baan om de aarde te brengen, en daarna zal de fotonsatelliet loskomen. De satelliet heeft zijn eigen voortstuwingssysteem en zal gedurende een periode van drie dagen meerdere motorbrandwonden uitvoeren om zijn baan langzaam te vergroten. Met een laatste verbranding zal het ruimtevaartuig een ‘transmaaninjectie’ uitvoeren om los te komen van de zwaartekracht van de aarde en in een baan rond de maan te komen.
Zodra het ruimtevaartuig op weg is naar de maan, zal het het NASA CAPSTONE-ruimtevaartuig inzetten, dat zijn eigen motoren zal gebruiken om langzaam met behulp van zijn zwaartekracht naar de maan te draaien. Dit type missie vereist een extreme mate van nauwkeurigheid, omdat de kleinste afwijking ertoe kan leiden dat een vaartuig honderden kilometers van het beoogde doel verwijderd raakt. Het zal als basis dienen voor een groot deel van de geplande infrastructuur van NASA rond de maan. "Het is heel belangrijk om die baan te begrijpen, om die omgeving te begrijpen en hoe je daar kunt komen", zei Beck. “Het is een groot probleem.”
Naast een extreme behoefte aan nauwkeurigheid, zal de missie op zeer korte termijn plaatsvinden, aangezien de lancering gepland is voor begin 2021. "Het is een ongelooflijk snelle tijdlijn", zei Beck. “Over het algemeen worden missies naar de maan gemeten in miljarden dollars en tientallen jaren. We doen het met tientallen miljoenen dollars in maanden. Dit is een ongelooflijke missie.”
Aanbevelingen van de redactie
- Blue Origin wil raketten lanceren vanaf een nieuwe locatie buiten de VS.
- Bekijk deze geweldige trackingbeelden van een SpaceX-raket die thuiskomt
- Hoe je kunt zien hoe SpaceX vrijdag de machtige Falcon Heavy lanceert
- SpaceX Starship-raket wordt gelanceerd tijdens de eerste testvlucht, maar explodeert in de lucht
- Hoe je kunt zien hoe SpaceX donderdag de recordbrekende Starship-raket lanceert
