Quando você pensa em lançamentos de foguetes, provavelmente pensa em grandes empresas como a Boeing ou a SpaceX, fabricando foguetes enormes como a Starship. Mas a Rocket Lab está adotando a abordagem oposta: em vez de construir foguetes maiores com cargas úteis maiores, está fabricando foguetes menores, mais leves e mais acessíveis. Conversamos com o fundador da empresa, Peter Beck, sobre como a Rocket Lab está usando novas tecnologias para tornar o espaço mais acessível a todos.
Conteúdo
- Impressão 3D de um motor de foguete leve e de alto desempenho
- Fabricação rápida para tornar o espaço mais acessível
- Entrega de carga útil personalizada
- O maior desafio até agora: uma missão lunar da NASA
Impressão 3D de um motor de foguete leve e de alto desempenho
Uma coisa pela qual o Rocket Lab se tornou conhecido é o uso de técnicas de impressão 3D para fabricar seu motor de foguete Rutherford. Essa abordagem requer uma abordagem de projeto totalmente diferente do uso de técnicas de fabricação como usinagem. “Parte da arte da impressão 3D é tentar combinar tantas peças e tanta complexidade quanto possível dentro dessas peças, o que é o oposto da fabricação tradicional”, explicou Beck. “Em alguns aspectos, isso facilita a montagem, pois há menos peças no total.”
Épico do Rocket Lab
A vantagem da impressão 3D de peças complexas de motores não é apenas a economia de custos de fabricação, mas também uma economia significativa de peso, que é um fator importante no lançamento de foguetes. Um motor Rutherford completo pesa apenas 20 kg e é um dos motores de oxigênio líquido/querosene de melhor desempenho motores disponíveis, graças a componentes especialmente projetados, como injetores, que podem ser impressos em vez de fabricado. “Você pode imprimir coisas que não poderia produzir de outra maneira”, disse Beck.
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Um foguete sai da linha de produção a cada 30 dias
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Além dos motores, alguns outros componentes do foguete, como corpos de válvulas, também são impressos em 3D. Mas Beck não acredita no uso da tecnologia só por usar, e há muitos componentes que “não fazem absolutamente nenhum sentido” para impressão 3D, como tanques ou cones de nariz. Esses grandes componentes estruturais podem ser fabricados com eficiência usando outros métodos. Portanto, a Rocket Lab é seletiva no uso da impressão 3D, optando por ela apenas quando faz sentido. “Somos brutais com relação às peças que imprimimos em 3D e não estamos presos ao processo. O melhor design vence.”
Fabricação rápida para tornar o espaço mais acessível
O objetivo desta nova abordagem à fabricação de foguetes é disponibilizar os lançamentos para mais pessoas e empresas fora das indústrias espaciais típicas. Os clientes do Rocket Lab incluem organizações tão diversas como um grupo de Escolas secundárias da Califórnia que construíram seu próprio satélite, para a Força Aérea dos EUA, que utiliza os lançamentos para seu Programa de Testes Espaciais.
“Nossa missão geral é tentar tornar o espaço acessível”, disse Beck. Com um mercado crescente para pequenos satélites e inovações sobre como usar naves espaciais, existem oportunidades para que mais pessoas do que nunca se envolvam em pesquisas ou negócios espaciais oportunidades. Mas para colocar essas ideias em prática, são necessários mais veículos de lançamento. “Precisamos ser capazes de produzir um veículo de lançamento muito rapidamente e com muita frequência”, disse Beck. “No momento, um foguete sai da linha de produção a cada 30 dias.”
Com cada foguete exigindo 10 motores, os componentes do motor precisam ser produzidos em grandes volumes, com tolerâncias muito altas, muito rapidamente. “Se você observar as técnicas tradicionais de fabricação que seriam empregadas na construção de motores de foguete, elas não escala muito bem.” Mas a impressão 3D permite que o Rocket Lab produza um motor aproximadamente a cada 24 horas em um processo escalável.
No futuro, o Rocket Lab terá um cronograma de produção ainda mais ambicioso: “Nosso objetivo é reduzir para um foguete por semana”, disse Beck.
Entrega de carga útil personalizada
Se uma empresa deseja lançar sua própria espaçonave, a opção mais comum usada agora é um “rideshare”, como Programa smallsat da SpaceX em que múltiplas cargas úteis são transportadas a bordo de um foguete e colocadas em órbita na mesma região. Mas existem limitações para este método, incluindo problemas de agendamento e opções limitadas de colocação. Em vez disso, o Rocket Lab oferece um método de entrega personalizado, no qual uma carga útil é enviada por vez para um cliente específico.
Ter um veículo de lançamento dedicado menor permite que os clientes coloquem suas cargas em órbitas específicas, como Beck explicou a diferença entre lançamentos dedicados e viagens compartilhadas: “Se você quisesse encher um ônibus cheio de pessoas e levá-las para uma vinícola, então você iria e pegaria um ônibus grande. Se você tivesse uma pessoa que só precisasse atravessar a cidade, você pegaria um Uber.”
Comparados aos grandes veículos de lançamento usados por empresas como a SpaceX, os veículos de lançamento do Rocket Lab são muito menores e oferecem um serviço mais personalizado. “São veículos diferentes para trabalhos diferentes”, disse Beck. “Você precisa de pequenos veículos de lançamento para levantar pequenas cargas e grandes veículos de lançamento para levantar grandes cargas.”
Os lançamentos dedicados do Rocket Lab são usados para satélites de alto valor, nos quais enviá-los junto com outras espaçonaves seria um risco muito grande, bem como para naves espaciais com componentes delicados ou relacionados com segurança. Além disso, a empresa possui plataforma de lançamento própria localizada na Nova Zelândia, o primeiro espaçoporto comercial do hemisfério sul, o que significa que tem total controle do cronograma de seus lançamentos. Numa indústria onde são comuns atrasos de até um ano, ser capaz de garantir que um projeto seja lançado dentro do prazo é uma enorme vantagem.
Esta abordagem de oferecer lançamentos de pequenas cargas está tornando o lançamento de satélites mais acessível para uma gama mais ampla de pessoas, disse Beck. Os lançamentos do Rocket Lab custam cerca de US$ 7,5 milhões, em comparação com as alternativas mais baratas para lançamentos de foguetes dedicados que custam US$ 32 milhões.
O maior desafio até agora: uma missão lunar da NASA
No próximo ano, o Rocket Lab realizará seu lançamento mais complexo: um CubeSat da NASA que será colocado em órbita ao redor da lua. O satélite CAPSTONE é o primeiro passo para a NASA estabelecer sua Portal Lunar, uma nave espacial em órbita ao redor da Lua que servirá como área de preparação para futuras missões a Marte.
Para este projeto, o Rocket Lab está indo muito além de seus lançamentos típicos em órbita terrestre baixa. Ele usará primeiro um foguete Electron para lançar a carga em órbita e, em seguida, seu satélite Photon será desconectado. O satélite possui seu próprio sistema de propulsão e, durante um período de três dias, realizará múltiplas queimas de motor para aumentar lentamente sua órbita. Com uma queima final, a nave realizará uma “injeção translunar” para se libertar da gravidade da Terra e se mover e entrar em órbita ao redor da Lua.
Assim que a nave estiver a caminho da Lua, ela implantará a espaçonave CAPSTONE da NASA, que usará seus próprios motores para espiralar lentamente em direção à Lua usando sua gravidade. Este tipo de missão requer um grau extremo de precisão, pois o menor desvio pode fazer com que uma nave acabe a centenas de quilômetros do alvo pretendido. Servirá de base para grande parte da infraestrutura planejada da NASA ao redor da Lua. “É muito importante compreender essa órbita, compreender esse ambiente e como chegar lá”, disse Beck. "É um grande negócio."
Além da extrema necessidade de precisão, a missão está avançando em um cronograma muito curto, já que o lançamento está previsto para o início de 2021. “É um cronograma incrivelmente rápido”, disse Beck. “Geralmente as missões à Lua são medidas em bilhões de dólares e décadas. Estamos fazendo isso com dezenas de milhões de dólares em meses. Esta é uma missão incrível.”
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