RocketLab демократизирует космос с помощью меньших и более дешевых запусков ракет

Когда вы думаете о запусках ракет, вы, вероятно, думаете об огромных компаниях, таких как Boeing или SpaceX, производящих огромные ракеты, такие как Starship. Но Rocket Lab придерживается противоположного подхода: вместо того, чтобы создавать более крупные ракеты с большей полезной нагрузкой, они делают ракеты меньшего размера, легче и доступнее. Мы поговорили с основателем компании Питером Беком о том, как Rocket Lab использует новые технологии, чтобы сделать космос более доступным для всех.

3D-печать легкого и высокопроизводительного ракетного двигателя

Rocket Lab стала известна благодаря использованию технологий 3D-печати при производстве ракетного двигателя Резерфорд. Этот подход требует совершенно иного подхода к проектированию, чем использование таких производственных технологий, как механическая обработка. «Часть искусства 3D-печати — это попытка объединить как можно больше деталей и как можно большую сложность внутри этих частей, что противоречит традиционному производству», — объяснил Бек. «В некотором смысле это упрощает сборку, поскольку в целом требуется меньше деталей».

Однако преимуществом 3D-печати сложных деталей двигателя является не только экономия производственных затрат, но и значительная экономия веса, что является важным фактором при запусках ракет. Полный двигатель Резерфорда весит всего 20 кг и является одним из самых эффективных двигателей на жидком кислороде/керосине. доступны двигатели благодаря специально разработанным компонентам, таким как форсунки, которые можно печатать, а не изготовлено. «Вы можете напечатать то, что не сможете произвести другим способом», — сказал Бек.

Помимо двигателей, на 3D-принтере напечатаны и некоторые другие компоненты ракеты, такие как корпуса клапанов. Но Бек не верит в использование технологий ради самих технологий, и существует множество компонентов, 3D-печать которых «совершенно бессмысленна», например баки или носовые обтекатели. Эти крупные структурные компоненты можно эффективно изготавливать другими методами. Поэтому Rocket Lab избирательно использует 3D-печать, выбирая ее только тогда, когда это имеет смысл. «Мы жестко относимся к тому, какие детали мы печатаем на 3D-принтере, и не привязаны к этому процессу. Побеждает лучший дизайн».

Быстрое производство сделает космос более доступным

Цель этого нового подхода к производству ракет — сделать запуски доступными для большего числа людей и компаний за пределами типичной космической отрасли. Среди клиентов Rocket Lab были такие разнообразные организации, как группа Средние школы Калифорнии, построившие собственный спутник, ВВС США, которые используют запуски для своей программы космических испытаний.

«Наша общая миссия — попытаться сделать космос доступным», — сказал Бек. С растущим рынком малых спутников и новыми инновациями в использовании космических аппаратов, возможности для большего числа людей, чем когда-либо, участвовать в космических исследованиях или бизнесе возможности. Но чтобы воплотить эти идеи в жизнь, потребуется больше ракет-носителей. «Нам нужно иметь возможность производить ракеты-носители очень быстро и очень часто», — сказал Бек. «Сейчас одна ракета сходит с конвейера каждые 30 дней».

Поскольку на каждую ракету требуется 10 двигателей, компоненты двигателей необходимо производить в больших объемах, с очень высокими допусками и очень быстро. «Если вы посмотрите на традиционные технологии производства, которые вы бы использовали при создании ракетных двигателей, они не очень хорошо масштабируется». Но 3D-печать позволяет Rocket Lab производить двигатель примерно каждые 24 часа в рамках масштабируемого процесса.

В будущем у Rocket Lab еще более амбициозный график производства: «Мы стремимся выпускать по одной ракете каждую неделю», — сказал Бек.

Персонализированная доставка полезной нагрузки

Если компания хочет запустить собственный космический корабль, наиболее распространенным вариантом, используемым сейчас, является «поездка», такая как Программа малых спутников SpaceX при котором несколько полезных нагрузок перевозятся на борту ракеты и выводятся на орбиту в одном и том же регионе. Но у этого метода есть ограничения, включая проблемы с планированием и ограниченные возможности размещения. Вместо этого Rocket Lab предлагает персонализированный метод доставки, при котором одна полезная нагрузка отправляется одновременно для одного конкретного клиента.

Наличие специальной ракеты-носителя меньшего размера позволяет клиентам размещать свои полезные нагрузки на определенных орбитах, как объяснил Бек разницу. между специальными запусками и совместными поездками: «Если бы вы хотели загрузить автобус, полный людей, и отвезти их на винодельню, вы бы пошли и купили большой автобус. Если бы у вас был один человек, которому просто нужно было пересечь город, вы бы взяли Uber».

По сравнению с большими ракетами-носителями, используемыми такими компаниями, как SpaceX, ракеты-носители Rocket Lab намного меньше и предлагают более персонализированное обслуживание. «Для разных задач разные автомобили», — сказал Бек. «Вам нужны небольшие ракеты-носители для подъема небольших грузов и большие ракеты-носители для подъема больших грузов».

Специальные запуски Rocket Lab используются для запуска дорогостоящих спутников, при этом они отправляются вместе с другими космическими кораблями. было бы слишком большим риском, а также для космических аппаратов с хрупкими компонентами или теми, которые имеют отношение к национальным безопасность. Кроме того, у компании есть собственная стартовая площадка, расположенная в Новой Зеландии, первый коммерческий космодром в южном полушарии, а значит, она полностью контролирует график своих запусков. В отрасли, где задержки до года являются обычным явлением, возможность гарантировать запуск проекта в срок является огромным преимуществом.

По словам Бека, такой подход, предлагающий запуски небольшой полезной нагрузки, делает запуск спутников более доступным для более широкого круга людей. Запуски Rocket Lab стоят около 7,5 миллионов долларов по сравнению с самыми дешевыми альтернативами запускам специализированных ракет, которые стоят 32 миллиона долларов.

Самая большая задача: миссия НАСА на Луну

В следующем году Rocket Lab выполнит самый сложный запуск: NASA CubeSat, который будет доставлен на орбиту Луны. Спутник CAPSTONE — это первый шаг НАСА в создании своей Лунные врата, космический корабль на орбите Луны, который будет служить плацдармом для будущих миссий на Марс.

В этом проекте Rocket Lab выходит далеко за рамки обычных запусков на низкую околоземную орбиту. Сначала он будет использовать ракету «Электрон» для вывода полезного груза на орбиту, а затем его спутник «Фотон» отделится. У спутника есть собственная двигательная установка, и в течение трех дней он будет многократно включать двигатели, чтобы медленно увеличить свою орбиту. После одного последнего включения корабль выполнит «транслунную инъекцию», чтобы освободиться от земной гравитации и выйти на орбиту вокруг Луны.

Как только корабль отправится на Луну, он развернет космический корабль НАСА CAPSTONE, который будет использовать свои собственные двигатели, чтобы медленно приближаться к Луне, используя ее гравитацию. Этот тип миссии требует чрезвычайной степени точности, поскольку малейшее отклонение может привести к тому, что корабль окажется за сотни миль от намеченной цели. Он послужит основой для большей части планируемой НАСА инфраструктуры вокруг Луны. «Очень важно понять эту орбиту, понять эту среду и то, как туда добраться», — сказал Бек. "Это большая сделка."

Помимо крайней необходимости в точности, миссия осуществляется в очень короткие сроки, поскольку запуск запланирован на начало 2021 года. «Это невероятно быстрые сроки», — сказал Бек. «Обычно миссии на Луну измеряются миллиардами долларов и десятилетиями. Мы делаем это с десятками миллионов долларов в месяцы. Это невероятная миссия».

Рекомендации редакции

• Blue Origin хочет запускать ракеты с новой площадки за пределами США
• Посмотрите эту потрясающую запись слежения за возвращением домой ракеты SpaceX
• Как посмотреть, как SpaceX запустит могучий Falcon Heavy в пятницу
• Ракета SpaceX Starship стартовала в первом испытательном полете, но взорвалась в воздухе
• Как посмотреть, как SpaceX запустит рекордную ракету Starship в четверг