RocketLab กำลังทำให้พื้นที่เป็นประชาธิปไตยด้วยการปล่อยจรวดขนาดเล็กลงและราคาถูกลง

เมื่อคุณนึกถึงการปล่อยจรวด คุณอาจนึกถึงบริษัทขนาดใหญ่อย่าง Boeing หรือ SpaceX ที่ผลิตจรวดขนาดใหญ่อย่าง Starship แต่ Rocket Lab กำลังใช้แนวทางตรงกันข้าม แทนที่จะสร้างจรวดที่ใหญ่กว่าพร้อมเพย์โหลดที่มากขึ้น กลับสร้างจรวดที่เล็กกว่า เบากว่า และราคาไม่แพงกว่า เราได้พูดคุยกับ Peter Beck ผู้ก่อตั้งบริษัทเกี่ยวกับวิธีที่ Rocket Lab ใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่อทำให้ทุกคนเข้าถึงพื้นที่ได้มากขึ้น

การพิมพ์ 3 มิติด้วยเครื่องยนต์จรวดน้ำหนักเบาและประสิทธิภาพสูง

สิ่งหนึ่งที่ Rocket Lab มีชื่อเสียงก็คือการใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตเครื่องยนต์จรวดของ Rutherford วิธีการนี้ต้องใช้วิธีการออกแบบที่แตกต่างไปจากการใช้เทคนิคการผลิต เช่น การตัดเฉือน “ส่วนหนึ่งของศิลปะการพิมพ์ 3 มิติคือการพยายามรวมชิ้นส่วนต่างๆ ให้ได้มากที่สุดและมีความซับซ้อนภายในชิ้นส่วนเหล่านั้นให้ได้มากที่สุด ซึ่งตรงกันข้ามกับการผลิตแบบดั้งเดิม” เบ็คอธิบาย “ในบางกรณีก็ทำให้การประกอบง่ายขึ้นเนื่องจากมีชิ้นส่วนทั้งหมดน้อยลง”

ข้อดีของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่ซับซ้อนในการพิมพ์ 3D ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตเท่านั้น แต่ยังช่วยลดน้ำหนักได้อย่างมากซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการปล่อยจรวด เครื่องยนต์ Rutherford ที่สมบูรณ์มีน้ำหนักเพียง 20 กก. และเป็นหนึ่งในออกซิเจนเหลว/น้ำมันก๊าดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด มีเครื่องยนต์ให้เลือกใช้ เนื่องจากมีส่วนประกอบที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เช่น หัวฉีด ซึ่งสามารถพิมพ์แทนได้ ผลิต “คุณสามารถพิมพ์สิ่งที่คุณไม่สามารถผลิตด้วยวิธีอื่นได้” เบ็คกล่าว

นอกจากเครื่องยนต์แล้ว ส่วนประกอบอื่นๆ ของจรวด เช่น ตัววาล์ว ก็ได้รับการพิมพ์แบบ 3 มิติเช่นกัน แต่เบ็คไม่เชื่อในการใช้เทคโนโลยีเพื่อประโยชน์ของมัน และมีส่วนประกอบมากมายที่ทำให้การพิมพ์ 3 มิติ "ไม่สมเหตุสมผลเลย" เช่น แทงค์หรือกรวยจมูก ส่วนประกอบโครงสร้างขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้วิธีการอื่น Rocket Lab จึงเลือกใช้การพิมพ์ 3 มิติ โดยเลือกใช้เฉพาะเมื่อเหมาะสมเท่านั้น “เราโหดร้ายกับชิ้นส่วนที่เราพิมพ์แบบ 3 มิติ และเราไม่ได้สนใจกับกระบวนการนี้ การออกแบบที่ดีที่สุดชนะ”

การผลิตที่รวดเร็วเพื่อให้เข้าถึงพื้นที่ได้มากขึ้น

จุดมุ่งหมายของแนวทางใหม่ในการผลิตจรวดคือเพื่อให้ผู้คนและบริษัทต่างๆ นอกอุตสาหกรรมอวกาศทั่วไปสามารถเข้าถึงการปล่อยจรวดได้มากขึ้น ลูกค้าของ Rocket Lab ได้รวมองค์กรต่างๆ ที่มีความหลากหลายไว้เป็นกลุ่ม โรงเรียนมัธยมในรัฐแคลิฟอร์เนียที่สร้างดาวเทียมของตนเองไปยังกองทัพอากาศสหรัฐฯ ซึ่งใช้การปล่อยจรวดสำหรับโครงการทดสอบอวกาศ

“ภารกิจโดยรวมของเราคือการพยายามทำให้พื้นที่สามารถเข้าถึงได้” เบ็คกล่าว ด้วยตลาดที่กำลังเติบโตสำหรับดาวเทียมขนาดเล็กและนวัตกรรมใหม่ๆ ในการใช้ยานอวกาศ โอกาสสำหรับผู้คนมากขึ้นกว่าเดิมที่จะมีส่วนร่วมในการวิจัยหรือธุรกิจเกี่ยวกับอวกาศ โอกาส. แต่เพื่อให้แนวคิดเหล่านี้กลายเป็นจริง จำเป็นต้องมียานพาหนะสำหรับปล่อยยานเพิ่มเติม “เราจำเป็นต้องสามารถผลิตยานปล่อยจรวดได้อย่างรวดเร็วและบ่อยครั้งมาก” เบ็คกล่าว “ขณะนี้ มีจรวดหนึ่งลำออกจากสายการผลิตทุกๆ 30 วัน”

เนื่องจากจรวดแต่ละลำต้องใช้เครื่องยนต์ 10 เครื่อง ส่วนประกอบของเครื่องยนต์จึงต้องผลิตในปริมาณมากและมีพิกัดความเผื่อที่สูงมากอย่างรวดเร็ว “ถ้าคุณดูเทคนิคการผลิตแบบดั้งเดิมที่คุณจะใช้ในการสร้างเครื่องยนต์จรวด พวกเขาไม่ได้ใช้ ปรับขนาดได้ดีมาก” แต่การพิมพ์ 3 มิติทำให้ Rocket Lab สามารถผลิตเครื่องยนต์ทุกๆ 24 ชั่วโมงโดยประมาณในกระบวนการที่ปรับขนาดได้

ในอนาคต Rocket Lab มีไทม์ไลน์การผลิตที่ทะเยอทะยานมากยิ่งขึ้น: “เราตั้งเป้าที่จะลดระดับลงเหลือหนึ่งจรวดทุกสัปดาห์” เบ็คกล่าว

การส่งมอบเพย์โหลดส่วนบุคคล

หากบริษัทต้องการเปิดตัวยานอวกาศของตนเอง ตัวเลือกที่ใช้บ่อยที่สุดในขณะนี้คือ “การแชร์รถ” เช่น โปรแกรม SmallSat ของ SpaceX โดยบรรทุกสิ่งของจำนวนมากขึ้นบนจรวดและถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรในภูมิภาคเดียวกัน แต่มีข้อจำกัดสำหรับวิธีการนี้ รวมถึงปัญหาเรื่องกำหนดเวลาและตัวเลือกการวางที่จำกัด Rocket Lab เสนอวิธีการจัดส่งแบบเฉพาะบุคคลแทน โดยจะมีการส่งเพย์โหลดครั้งละหนึ่งรายการสำหรับลูกค้าเฉพาะรายหนึ่งราย

การมียานพาหนะสำหรับปล่อยโดยเฉพาะที่เล็กลงช่วยให้ลูกค้าสามารถวางน้ำหนักบรรทุกของตนลงในวงโคจรเฉพาะได้ ดังที่เบ็คอธิบายความแตกต่าง ระหว่างการเปิดตัวโดยเฉพาะและการแชร์รถ: “ถ้าคุณต้องการบรรทุกรถบัสที่เต็มไปด้วยผู้คนและพาพวกเขาไปที่โรงกลั่นเหล้าองุ่น คุณจะต้องไปรับ รถบัสคันใหญ่ หากคุณมีคนหนึ่งที่ต้องการจะเดินทางข้ามเมือง คุณก็จะใช้บริการ Uber”

เมื่อเปรียบเทียบกับยานพาหนะปล่อยจรวดขนาดใหญ่ที่บริษัทอย่าง SpaceX ใช้แล้ว ยานพาหนะส่งจรวดของ Rocket Lab นั้นมีขนาดเล็กกว่ามากและให้บริการที่เป็นส่วนตัวมากกว่า “มันเป็นยานพาหนะที่แตกต่างกันสำหรับงานที่แตกต่างกัน” เบ็คกล่าว “คุณต้องการยานปล่อยขนาดเล็กสำหรับการยกน้ำหนักบรรทุกขนาดเล็ก และยานปล่อยขนาดใหญ่สำหรับการยกน้ำหนักบรรทุกขนาดใหญ่”

การปล่อยจรวดโดยเฉพาะของ Rocket Lab นั้นใช้สำหรับดาวเทียมที่มีมูลค่าสูง ซึ่งจะส่งดาวเทียมไปพร้อมกับยานอวกาศอื่นๆ จะเป็นความเสี่ยงมากเกินไปเช่นเดียวกับยานอวกาศที่มีส่วนประกอบละเอียดอ่อนหรือที่เกี่ยวข้องกับระดับชาติ ความปลอดภัย. นอกจากนี้ บริษัทยังมีแท่นปล่อยจรวดของตนเองที่ตั้งอยู่ในนิวซีแลนด์ ซึ่งเป็นท่าเทียบเรือเชิงพาณิชย์แห่งแรกในซีกโลกใต้ ซึ่งหมายความว่าบริษัทสามารถควบคุมกำหนดการปล่อยยานอวกาศได้อย่างสมบูรณ์ ในอุตสาหกรรมที่ความล่าช้าถึงหนึ่งปีเป็นเรื่องปกติ ความสามารถในการรับประกันว่าโครงการจะเปิดตัวตามกำหนดเวลาถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก

วิธีการเสนอการปล่อยเพย์โหลดขนาดเล็กนี้ทำให้การส่งดาวเทียมมีราคาย่อมเยาสำหรับคนในวงกว้าง เบ็คกล่าว การเปิดตัว Rocket Lab มีราคาประมาณ 7.5 ล้านดอลลาร์ เทียบกับทางเลือกที่ถูกที่สุดสำหรับการเปิดตัวจรวดโดยเฉพาะซึ่งมีราคา 32 ล้านดอลลาร์

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด: ภารกิจดวงจันทร์ของ NASA

ปีหน้า Rocket Lab จะเปิดตัว NASA CubeSat ที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีมา ซึ่งจะถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์ ดาวเทียม CAPSTONE เป็นก้าวแรกในการก่อตั้ง NASA ประตูทางจันทรคติซึ่งเป็นยานอวกาศที่โคจรรอบดวงจันทร์ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นพื้นที่สำหรับปฏิบัติภารกิจไปยังดาวอังคารในอนาคต

สำหรับโปรเจ็กต์นี้ Rocket Lab ก้าวไปไกลกว่าการปล่อยจรวดสู่วงโคจรโลกต่ำตามปกติ ขั้นแรกจะใช้จรวดอิเล็กตรอนเพื่อส่งน้ำหนักบรรทุกขึ้นสู่วงโคจร จากนั้นดาวเทียมโฟตอนจะแยกออก ดาวเทียมมีระบบขับเคลื่อนของตัวเอง และภายในระยะเวลาสามวัน ดาวเทียมจะทำการเผาไหม้เครื่องยนต์หลายครั้งเพื่อค่อยๆ เพิ่มวงโคจรของมัน ยานลำนี้จะทำการ "ฉีดทะลุดวงจันทร์" เพื่อหลุดพ้นจากแรงโน้มถ่วงของโลก และเคลื่อนเข้าสู่วงโคจรรอบดวงจันทร์ด้วยการเผาไหม้ครั้งสุดท้าย

เมื่อยานเดินทางไปดวงจันทร์ มันจะส่งยานอวกาศ NASA CAPSTONE ซึ่งจะใช้เครื่องยนต์ของตัวเองหมุนวนช้าๆ ไปยังดวงจันทร์โดยใช้แรงโน้มถ่วงของมัน ภารกิจประเภทนี้ต้องการความแม่นยำในระดับสูงสุด เนื่องจากการเบี่ยงเบนที่น้อยที่สุดอาจทำให้ยานอยู่ห่างจากเป้าหมายที่ตั้งใจไว้หลายร้อยไมล์ มันจะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับโครงสร้างพื้นฐานส่วนใหญ่ที่ NASA วางแผนไว้รอบดวงจันทร์ “มันสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจวงโคจรนั้น เข้าใจสภาพแวดล้อมนั้น และวิธีไปที่นั่น” เบ็คกล่าว “มันเป็นเรื่องใหญ่”

นอกจากความต้องการความแม่นยำอย่างสูงแล้ว ภารกิจนี้ยังดำเนินต่อไปในระยะเวลาอันสั้นมาก เนื่องจากมีเป้าหมายการปล่อยจรวดในต้นปี 2564 “มันเป็นไทม์ไลน์ที่รวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ” เบ็คกล่าว “โดยทั่วไปภารกิจไปยังดวงจันทร์มีหน่วยวัดเป็นพันล้านดอลลาร์และหลายทศวรรษ เรากำลังทำเงินหลายสิบล้านดอลลาร์ภายในไม่กี่เดือน นี่เป็นภารกิจที่เหลือเชื่อ”

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• Blue Origin ต้องการปล่อยจรวดจากไซต์ใหม่นอกสหรัฐอเมริกา
• ชมภาพการติดตามที่น่าทึ่งของจรวด SpaceX ที่กำลังกลับบ้าน
• วิธีดู SpaceX เปิดตัว Falcon Heavy อันยิ่งใหญ่ในวันศุกร์
• จรวด SpaceX Starship ทดสอบบินครั้งแรก แต่เกิดระเบิดกลางอากาศ
• วิธีดู SpaceX เปิดตัวจรวด Starship ที่ทำลายสถิติในวันพฤหัสบดี