RocketLab demokratizira vesolje z manjšimi, cenejšimi izstrelitvami raket

Ko pomislite na izstrelitve raket, verjetno pomislite na ogromna podjetja, kot sta Boeing ali SpaceX, ki izdelujejo ogromne rakete, kot je Starship. Toda Rocket Lab ima nasprotni pristop: namesto gradnje večjih raket z večjo nosilnostjo izdeluje rakete, ki so manjše, lažje in cenovno dostopnejše. Z ustanoviteljem podjetja Petrom Beckom smo se pogovarjali o tem, kako Rocket Lab uporablja nove tehnologije, da naredi vesolje dostopnejše vsem.

3D-tiskanje lahkega, visokozmogljivega raketnega motorja

Ena stvar, po kateri je Rocket Lab postal znan, je uporaba tehnik 3D tiskanja za izdelavo raketnega motorja Rutherford. Ta pristop zahteva popolnoma drugačen pristop k oblikovanju kot uporaba proizvodnih tehnik, kot je strojna obdelava. "Del umetnosti 3D-tiskanja poskuša združiti čim več delov in čim več kompleksnosti znotraj teh delov, kar je nasprotje tradicionalne proizvodnje," je pojasnil Beck. "V nekaterih pogledih to olajša sestavljanje, saj je skupno manj delov."

Prednost 3D-tiskanja zapletenih delov motorja pa ni le prihranek pri proizvodnih stroških, ampak tudi znaten prihranek pri teži, ki je pomemben dejavnik pri izstrelitvah raket. Celoten motor Rutherford tehta le 20 kg in je eden najzmogljivejših motorjev na tekoči kisik/kerozin na voljo motorji, zahvaljujoč posebej izdelanim komponentam, kot so injektorji, ki jih je mogoče natisniti namesto proizvedeno. "Lahko natisnete stvari, ki jih ne morete proizvesti drugače," je dejal Beck.

Poleg motorjev so 3D-natisnjene tudi nekatere druge raketne komponente, kot so telesa ventilov. Toda Beck ne verjame v uporabo tehnologije zaradi nje in obstaja veliko komponent, ki nimajo "popolnoma nobenega smisla" za 3D-tiskanje, kot so rezervoarji ali nosni stožci. Te velike strukturne komponente je mogoče učinkovito izdelati z drugimi metodami. Torej je Rocket Lab selektiven pri uporabi 3D-tiskanja in se zanj odloči le, kadar je smiselno. »Glede tega, katere dele 3D-tiskamo, smo brutalni in nismo vpeti v proces. Najboljši dizajn zmaga.”

Hitra izdelava za boljšo dostopnost prostora

Cilj tega novega pristopa k izdelavi raket je omogočiti izstrelitve več ljudem in podjetjem zunaj tipične vesoljske industrije. Stranke Rocket Laba vključujejo tako raznolike organizacije kot skupina Kalifornijske srednje šole, ki so zgradile svoj satelit, ameriškim zračnim silam, ki izstrelitve uporabljajo za svoj vesoljski testni program.

"Naše splošno poslanstvo je poskušati narediti vesolje dostopno," je dejal Beck. Z rastočim trgom za majhne satelite in novimi inovacijami za uporabo vesoljskih plovil obstajajo priložnosti za več ljudi kot kdaj koli prej, da sodelujejo v vesoljskih raziskavah ali poslovanju priložnosti. Toda za uresničitev teh idej je potrebnih več nosilnih raket. "Moramo biti sposobni izdelati nosilno raketo zelo hitro in zelo pogosto," je dejal Beck. "Trenutno ena raketa pride s proizvodne linije vsakih 30 dni."

Ker vsaka raketa zahteva 10 motorjev, je treba sestavne dele motorja proizvajati v velikih količinah, do zelo visokih toleranc, zelo hitro. »Če pogledate tradicionalne proizvodne tehnike, ki bi jih uporabili pri izdelavi raketnih motorjev, ne lestvici zelo dobro.” Toda 3D tiskanje omogoča Rocket Labu, da proizvede motor približno vsakih 24 ur v razširljivem procesu.

V prihodnosti ima Rocket Lab še bolj ambiciozen časovni načrt za proizvodnjo: "Vsak teden želimo doseči eno raketo," je dejal Beck.

Personalizirana dostava tovora

Če želi podjetje izstreliti lastno vesoljsko plovilo, je najpogostejša možnost, ki se zdaj uporablja, "deljenje vožnje", kot npr SpaceX-ov program smallsat pri katerem se več koristnih tovorov prenaša na krov rakete in jih postavi v orbito v istem območju. Toda ta metoda ima omejitve, vključno s težavami pri načrtovanju in omejenimi možnostmi umestitve. Rocket Lab namesto tega ponuja prilagojeno metodo dostave, pri kateri se en tovor pošlje naenkrat za eno določeno stranko.

Imeti manjšo namensko nosilno raketo strankam omogoča, da svoj tovor postavijo v določene orbite, kot je Beck pojasnil razliko med namenskimi lansiranji in deljenjem prevozov: »Če bi hotel naložiti poln avtobus ljudi in jih odpeljati v vinotoč, bi šel po velik avtobus. Če bi imeli samo eno osebo, ki bi morala priti čez mesto, bi vzeli Uberja.«

V primerjavi z velikimi nosilnimi raketami, ki jih uporabljajo podjetja, kot je SpaceX, so nosilne rakete Rocket Lab veliko manjše in ponujajo bolj prilagojeno storitev. "To so različna vozila za različna delovna mesta," je dejal Beck. "Potrebujete majhne nosilne rakete za dviganje majhnih tovorov in velike nosilne rakete za dvigovanje velikih tovorov."

Namenske izstrelitve Rocket Laba se uporabljajo za satelite visoke vrednosti, pri čemer jih pošiljajo skupaj z drugimi vesoljskimi plovili bi bilo preveliko tveganje, pa tudi za vesoljska plovila z občutljivimi komponentami ali tistimi, ki so povezana z nacionalnimi varnost. Poleg tega ima podjetje lastno izstrelitveno ploščad na Novi Zelandiji, prvem komercialnem vesoljskem pristanišču na južni polobli, kar pomeni, da ima popoln nadzor nad urnikom svojih izstrelitev. V panogi, kjer so zamude do enega leta običajne, je možnost zagotoviti, da se projekt začne pravočasno, velika prednost.

S tem pristopom ponujanja izstrelitev majhnega tovora je izstrelitev satelitov cenovno dostopnejša širšemu krogu ljudi, je dejal Beck. Izstrelitve Rocket Laba stanejo okoli 7,5 milijona dolarjev v primerjavi z najcenejšimi alternativami za namenske izstrelitve raket, ki stanejo 32 milijonov dolarjev.

Največji izziv doslej: Nasina misija na Luno

Naslednje leto bo Rocket Lab izvedel svojo najbolj zapleteno izstrelitev doslej: NASA CubeSat, ki bo dostavljen v orbito okoli lune. Satelit CAPSTONE je prvi korak pri NASI pri vzpostavljanju njegovega Lunarni prehod, vesoljska ladja v orbiti okoli lune, ki bo služila kot izhodišče za prihodnje misije na Mars.

Pri tem projektu gre Rocket Lab daleč od običajnih izstrelitev v nizko zemeljsko orbito. Najprej bo uporabil raketo Electron za izstrelitev tovora v orbito, nato pa se bo odklopil njegov satelit Photon. Satelit ima lasten pogonski sistem in v obdobju treh dni bo izvedel več motorjev, da bi počasi povečal svojo orbito. Z enim zadnjim izgorevanjem bo plovilo izvedlo "trans-lunarno injekcijo", da se osvobodi Zemljine gravitacije in premakne v orbito okoli Lune.

Ko bo plovilo na poti proti Luni, bo napotilo vesoljsko plovilo NASA CAPSTONE, ki bo uporabljalo lastne motorje za počasno spiralo proti Luni s pomočjo gravitacije. Ta vrsta misije zahteva izjemno stopnjo natančnosti, saj lahko najmanjše odstopanje povzroči, da plovilo konča na stotine milj od predvidenega cilja. Služil bo kot osnova za večino Nasinih načrtovanih infrastruktur okoli lune. "Zelo pomembno je razumeti to orbito, razumeti to okolje in kako priti tja," je dejal Beck. "To je velik posel."

Poleg izjemne potrebe po natančnosti se misija izvaja v zelo kratkem času, saj je izstrelitev načrtovana za začetek leta 2021. "To je neverjetno hitra časovnica," je dejal Beck. »Na splošno se misije na Luno merijo v milijardah dolarjev in desetletjih. To počnemo z desetinami milijonov dolarjev v mesecih. To je neverjetna misija.”

Priporočila urednikov

• Blue Origin želi izstreljevati rakete z novega mesta zunaj ZDA
• Oglejte si ta osupljiv posnetek sledenja rakete SpaceX, ki se vrača domov
• Kako gledati, kako SpaceX v petek izstreli mogočni Falcon Heavy
• Raketa SpaceX Starship se izstreli v prvem poskusnem letu, vendar eksplodira v zraku
• Kako gledati, kako SpaceX v četrtek izstreli rekordno raketo Starship