RocketLab demokratiserer verdensrommet med mindre, billigere rakettoppskytinger

Når du tenker på rakettoppskytinger, tenker du sannsynligvis på store selskaper som Boeing eller SpaceX som produserer massive raketter som Starship. Men Rocket Lab tar den motsatte tilnærmingen: i stedet for å bygge større raketter med større nyttelast, lager det raketter som er mindre, lettere og rimeligere. Vi snakket med selskapets grunnlegger Peter Beck om hvordan Rocket Lab bruker ny teknologi for å gjøre plass mer tilgjengelig for alle.

3D-utskrift en lett rakettmotor med høy ytelse

En ting som Rocket Lab har blitt kjent for, er bruken av 3D-utskriftsteknikker for å produsere sin Rutherford-rakettmotor. Denne tilnærmingen krever en helt annen tilnærming til design enn bruken av produksjonsteknikker som maskinering. "En del av kunsten med 3D-utskrift er å prøve å kombinere så mange deler og så mye kompleksitet i disse delene som mulig, noe som er det motsatte av tradisjonell produksjon," forklarte Beck. "På noen måter gjør det monteringen enklere ettersom det er færre deler totalt."

Fordelen med 3D-utskrift av komplekse motordeler er imidlertid ikke bare å spare produksjonskostnader, men også betydelige besparelser i vekt som er en viktig faktor ved rakettoppskytinger. En komplett Rutherford-motor veier bare 20 kg og er en av de høyest ytende flytende oksygen/parafinen motorer tilgjengelig, takket være spesialdesignede komponenter som injektorer som kan skrives ut i stedet for produsert. "Du kan skrive ut ting du ikke kan produsere på noen annen måte," sa Beck.

I tillegg til motorene er noen andre rakettkomponenter som ventilhus 3D-printet også. Men Beck tror ikke på å bruke teknologi for dens skyld, og det er mange komponenter som det gir "absolutt ingen mening" for 3D-utskrift, for eksempel tanker eller nesekjegler. Disse store, strukturelle komponentene kan produseres effektivt ved å bruke andre metoder. Så Rocket Lab er selektiv i bruken av 3D-utskrift, og velger det bare når det gir mening. "Vi er brutale om hvilke deler vi 3D-printer, og vi er ikke gift med prosessen. Det beste designet vinner."

Rask produksjon for å gjøre plass mer tilgjengelig

Målet med denne nye tilnærmingen til produksjon av raketter er å gjøre oppskytninger tilgjengelig for flere mennesker og selskaper utenfor den typiske romfartsindustrien. Rocket Labs kunder har inkludert organisasjoner så forskjellige som en gruppe av California videregående skoler som bygde sin egen satellitt, til U.S. Air Force, som bruker oppskytningene til sitt romtestprogram.

"Vårt overordnede oppdrag er å prøve å gjøre plass tilgjengelig," sa Beck. Med et voksende marked for små satellitter og nye innovasjoner for hvordan man bruker romfartøy, er det muligheter for flere enn noen gang å være involvert i rombasert forskning eller virksomhet muligheter. Men for å få disse ideene fra bakken, kreves det flere bæreraketter. "Vi må være i stand til å produsere en bærerakett veldig raskt og veldig ofte," sa Beck. "Akkurat nå kommer en rakett av produksjonslinjen hver 30. dag."

Med hver rakett som krever 10 motorer, må motorkomponentene produseres i høye volumer, til svært høye toleranser, veldig raskt. "Hvis du ser på de tradisjonelle produksjonsteknikkene du ville brukt for å bygge rakettmotorer, gjør de det ikke skalerer veldig godt." Men 3D-utskrift lar Rocket Lab produsere en motor omtrent hver 24. time i en skalerbar prosess.

I fremtiden har Rocket Lab en enda mer ambisiøs tidslinje for produksjon: "Vi har som mål å komme ned til én rakett hver uke," sa Beck.

Personlig levering av nyttelast

Hvis et selskap ønsker å lansere sitt eget romfartøy, er det vanligste alternativet som brukes nå en "rideshare" som f.eks SpaceXs smallsat-program der flere nyttelaster bæres ombord på en rakett og plasseres i bane i samme region. Men det er begrensninger for denne metoden, inkludert planleggingsproblemer og begrensede plasseringsalternativer. Rocket Lab tilbyr i stedet en personlig leveringsmetode, der én nyttelast sendes opp om gangen for én spesifikk kunde.

Å ha en mindre dedikert bærerakett lar kundene plassere nyttelastene sine i bestemte baner, slik Beck forklarte forskjellen mellom dedikerte lanseringer og samkjøringer: «Hvis du ville laste opp en buss full av mennesker og ta dem til en vingård, ville du gå og hentet en stor buss. Hvis du hadde én person som bare trengte å komme seg over byen, ville du tatt en Uber.»

Sammenlignet med store bæreraketter brukt av selskaper som SpaceX, er Rocket Lab bæreraketter langt mindre og tilbyr en mer personlig service. "Det er forskjellige kjøretøy for forskjellige jobber," sa Beck. "Du trenger små bæreraketter for å løfte små nyttelaster, og store bæreraketter for å løfte store nyttelaster."

Rocket Labs dedikerte oppskytninger brukes til høyverdisatellitter, der de sendes sammen med andre romfartøyer ville være en for stor risiko, så vel som for romfartøyer med ømfintlige komponenter eller de som er relatert til nasjonale sikkerhet. I tillegg har selskapet sin egen utskytningsrampe lokalisert i New Zealand, den første kommersielle romhavnen på den sørlige halvkule, noe som betyr at de har full kontroll over tidsplanen for oppskytningene. I en bransje der det er vanlig med forsinkelser på opptil ett år, er det en stor fordel å kunne sikre at et prosjekt blir satt i gang etter planen.

Denne tilnærmingen med å tilby små nyttelastoppskytinger gjør oppskytingen av satellitter rimeligere for et bredere spekter av mennesker, sa Beck. Rocket Labs oppskytinger koster rundt 7,5 millioner dollar, sammenlignet med de billigste alternativene for dedikerte rakettoppskytinger som koster 32 millioner dollar.

Den største utfordringen til nå: Et NASA-måneoppdrag

Neste år vil Rocket Lab utføre sin mest komplekse oppskyting til nå: En NASA CubeSat som vil bli levert i bane rundt månen. CAPSTONE-satellitten er det første trinnet i NASAs etablering Lunar Gateway, et romskip i bane rundt månen som vil tjene som oppstillingsområde for fremtidige oppdrag til Mars.

For dette prosjektet går Rocket Lab langt utover sine typiske oppskytninger i lav jordbane. Den vil først bruke en elektronrakett for å sende nyttelasten i bane, og deretter vil Photon-satellitten løsne. Satellitten har sitt eget fremdriftssystem, og over en periode på tre dager vil den utføre flere motorforbrenninger for å sakte øke sin bane. Med en siste forbrenning vil fartøyet utføre en "trans-lunar injeksjon" for å bryte fri av jordens tyngdekraft og for å bevege seg og inn i bane rundt månen.

Når fartøyet er på vei til månen, vil det utplassere NASA CAPSTONE-romfartøyet som vil bruke sine egne motorer for å sakte spiralere inn til månen ved hjelp av tyngdekraften. Denne typen oppdrag krever en ekstrem grad av nøyaktighet da det minste avviket kan føre til at et fartøy havner hundrevis av mil fra det tiltenkte målet. Det vil tjene som grunnlag for mye av NASAs planlagte infrastruktur rundt månen. "Det er veldig viktig å forstå den banen, å forstå det miljøet og hvordan du kommer dit," sa Beck. "Det er en stor sak."

I tillegg til et ekstremt behov for nøyaktighet, fortsetter oppdraget på en veldig kort tidslinje da lanseringen er siktet til tidlig i 2021. "Det er en utrolig rask tidslinje," sa Beck. "Generelt er oppdrag til månen målt i milliarder av dollar og tiår. Vi gjør det med titalls millioner dollar på måneder. Dette er et utrolig oppdrag.»

Redaktørenes anbefalinger

• Blue Origin ønsker å skyte opp raketter fra et nytt nettsted utenfor U.S.A.
• Se dette fantastiske sporingsopptaket av en SpaceX-rakett som kommer hjem
• Slik ser du SpaceX lansere mektige Falcon Heavy på fredag
• SpaceX Starship-raketten skytes opp i første testflyging, men eksploderer i luften
• Slik ser du SpaceX skyte opp en rekordstor Starship-rakett på torsdag