| Elektron | |
|---|---|
| Obecná informace | |
| Země | Nový Zéland |
| Účel | posilovač |
| Vývojář | Raketová laboratoř |
| Výrobce | Raketová laboratoř |
| Startovací náklady | (4,9-6,6 milionů dolarů ) |
| Hlavní charakteristiky | |
| Počet kroků | 2 |
| Délka (s MS) | 17 m |
| Průměr | 1,2 m |
| počáteční hmotnost | 12 550 kg |
| Hmotnost užitečného zatížení | |
| • ve společnosti LEO | 250 kg |
| • na MTR ( 500 km ) | 150 kg |
| Historie spouštění | |
| Stát | provozován |
| Spouštěcí místa | Mahia, LC-1A |
| Počet spuštění | 26 |
| • úspěšný | 23 |
| • neúspěšné | 3 |
| První start | 25. května 2017 |
| Poslední běh | 2. května 2022 |
| První etapa | |
| Pochodové motory | 9 × " Rutherford " |
| tah |
162 kN (hladina moře) 192 kN (vakuum) |
| Specifický impuls | 303 s |
| Pohonné hmoty | petrolej |
| Oxidátor | kapalný kyslík |
| Druhý krok | |
| udržovací motor | " Rutherford " (vakuová verze) |
| tah | 22 kN (vakuum) |
| Specifický impuls | 333 s |
| Pohonné hmoty | petrolej |
| Oxidátor | kapalný kyslík |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Electron [1] ( angl. Electron ) je ultralehká nosná raketa vyvinutá novozélandskou divizí americké soukromé letecké společnosti Rocket Lab .
Určený pro komerční starty mikro- a nanosatelitů umožňuje vynést náklad o hmotnosti až 150 kg na sluneční synchronní dráhu ve výšce 500 km nebo až 250 kg na nízkou oběžnou dráhu Země [2] . Náklady na vypuštění nosné rakety se pohybují od 4,9 do 6,6 milionů amerických dolarů [2] . Jeho trysky Rutherford jsou první praktickou implementací pro orbitální nosič k elektrickému čerpání (pomocí elektromotoru) pohonné látky a oxidačního činidla. [3] Raketa je často provozována společně s horním stupněm nebo lodí Foton, rovněž vlastní konstrukce. Přestože byla raketa původně na jedno použití, společnost pracuje na vytvoření znovu použitelné modifikace a dvakrát se jí podařilo vynést první stupeň do oceánu.
Požární kvalifikační zkoušky obou etap byly ukončeny na konci roku 2016 [4] [5] . První zkušební let (neúspěšný: raketa dosáhla vesmíru, ale na oběžnou dráhu se nedostala) proběhl 25. května 2017 [1] .
Při svém druhém letu 21. ledna 2018 Electron úspěšně vypustil tři cubesaty . [6] První placený let (třetí v řadě) se uskutečnil 11. listopadu 2018. [7]
Od druhého čtvrtletí roku 2017 společnost hodlá provádět čtvrtletní komerční starty cubesatů na sluneční synchronní dráhu pomocí nosné rakety, standardní let pojme dva 12U, čtyři 6U, deset 3U a čtyři 1U cubesaty s celkovým startem. náklady asi 6,5 milionů dolarů [8] .
Hlavní konstrukční prvky nosné rakety, nosné válcové tělo a palivové nádrže obou stupňů jsou vyrobeny z uhlíkových vláken a vyrábí je Rocket Lab ve vlastním závodě v Aucklandu na Novém Zélandu. Motory a avionika jsou vyráběny v Kalifornii , USA [9] [10] . Použití kompozitních materiálů výrazně snížilo hmotnost konstrukce. Oba stupně nosné rakety využívají jako složky paliva petrolej (palivo) a kapalný kyslík ( oxidant ) [2] . [8] .
Výška schodu je 12,1 m , průměr - 1,2 m , suchá hmotnost - 950 kg . Pojme až 9250 kg paliva [8] .
První stupeň je vybaven devíti raketovými motory na kapalné pohonné hmoty Rutherford , uspořádání motorů je podobné jako u prvního stupně nosné rakety Falcon 9 – jeden centrální motor a 8 umístěných kolem něj [8] .
Rutherford je vlastní motor Rocket Lab, přičemž všechny hlavní části jsou vytištěny 3D [11] . K čerpání složek paliva do spalovací komory využívá čerpací jednotku, která je poháněna dvěma elektromotory poháněnými lithium-polymerovými bateriemi instalovanými na stupni 13 [8] [12] . Používají se stejnosměrné kartáčované motory , z nichž každý vyvine výkon cca 37 kW při rychlosti otáčení 40 000 ot./min [8] , což umožňuje zvýšit tlak v palivovém potrubí z 0,2–0,3 MPa na 10–20 MPa [13] .
Tah stupně na startu je 162 kN a ve vakuu stoupá na 192 kN. Specifický impuls - 303 s . Provozní doba stolku je cca 155 sekund [2] . [8] .
Řízení vektoru tahu se provádí současným vychýlením všech 9 motorů od středové osy [8] .
Stupeň se odpojuje pomocí pneumatických mechanismů poháněných stlačeným héliem , které se také používá k vytvoření pracovního tlaku v palivových nádržích [8] .
Návrat prvního stupněSpolečnost pracuje na opakovaně použitelném modelu Electronu od roku 2018 a své plány poprvé oznámila 6. srpna 2019. [14] Electron jako malý a levný inferenční prostředek nebyl plánován jako znovupoužitelný, nicméně takové plány vznikly po analýze informací ze senzorů uvnitř nosiče. Opětovná použitelnost navíc umožní častější spouštění pomocí již zalétaných instancí. [15] [16] Pro kompenzaci dodatečné hmotnosti přistávacího zařízení se očekávalo, že výkon rakety časem vzroste. [16] Nejprve bylo úkolem nasbírat data a úspěšně projít hustými vrstvami atmosféry, přezdívanou ve firmě „zeď“. [14] [17] Obecně se po projetí "stěny" počítá s nasazením aerodynamické brzdy (málo se o ní ví a firma neuvádí podrobné informace) [15] , dále pak padákovým křídlem ( parafoil ) až do stříknutí do oceánu. Od desátého spuštění se plánuje použití aktualizovaného prvního stupně se změnami směřujícími k návratu stupně [18] . Zpočátku se ponoří do vody, v budoucnu se plánuje její zachycení ve vzduchu pomocí vrtulníku. [19] [20]
Po 11 letech ("Birds of a Feather") v polovině února 2020 byly padáky testovány v malé výšce. V dubnu 2020 společnost zveřejnila materiály úspěšného zachycení sestupného stupně pomocí vrtulníku, vyrobené již v březnu. Prototyp byl zvednut do vzduchu vrtulníkem, poté volným pádem otevřel padáky a byl vyzvednut vrtulníkem nesoucím dlouhý hák ve výšce 1500 m a následně dopraven k zemi. [21] [22]
V 16. letu ("Return to Sender") se poprvé podařilo dostat celou etapu do ponoření do Tichého oceánu . [22] [23]
Úpravy první fázeZpočátku Electron vložil maximální zatížení 150–225 kg na 500 km dlouhou sluneční synchronní dráhu. [24] [25] Aby však bylo dosaženo opětovné použitelnosti, byly provedeny změny v designu:
Do srpna 2020 Rocket Lab oznámila zvýšení užitečného zatížení Electronu na 225-300 kg, což se vysvětluje zvýšenou kapacitou elektrických baterií. Takové zvýšení kompenzuje dodatečnou hmotnost přidaných přistávacích modulů nebo umožňuje větší užitečné zatížení při meziplanetárních misích, pokud je posilovač spotřebován, nikoli vrácen. [čtrnáct]
Byly také oznámeny rozšířené nákladové prostory: 1,8 m v průměru (širší než samotná raketa) a 2,5 m dlouhé [31] [32]
Délka je 2,4 m, průměr je 1,2 m, suchá hmotnost je 250 kg. Pojme až 2150 kg paliva [8] .
Druhý stupeň využívá jediný motor Rutherford optimalizovaný pro maximální sací výkon a vybavený předimenzovanou nechlazenou hubicí . Tah motoru ve vakuu je 22 kN, měrný impuls je 333 s [8] [2] .
Stupeň je vybaven třemi lithium-iontovými bateriemi pro napájení elektrického pohonu palivového čerpadla motoru, z nichž 2 se po vyčerpání resetují, což umožňuje snížit suchou hmotnost stupně [8] [2] .
Řízení vektoru tahu v náklonu a stáčení se provádí v důsledku výchylky motoru, řízení otáčení a polohy stupně se provádí pomocí systému trysek tryskového plynu [8] .
Druhý stupeň je vybaven přístrojovým prostorem, ve kterém jsou umístěny řídicí systémy nosné rakety, které jsou navrženy a vyrobeny společností Rocket Lab [2] .
Raketa je vybavena kompozitovou kapotáží o délce 2,5 m, průměru 1,2 m a hmotnosti asi 50 kg [8] .
Charakteristickým konceptem Rocket Lab je oddělit proces sestavování užitečného zatížení uvnitř kapotáže od sestavování zbytku rakety. To umožňuje zákazníkům, vlastníkům satelitů, provádět integraci užitečného zatížení s adaptérem a zapouzdřením do kapotáže ve svých vlastních podnicích a poté dodávat tento modul sestavený na odpalovací rampu, kde bude rychle integrován s raketou [8] [2] .
Společnost vyvinula volitelný třetí stupeň, horní stupeň potřebný pro start na kruhové dráhy. Kromě toho fáze zlepšuje přesnost odběru a provádí to v kratším čase. Stupeň obsahuje jediný restartovatelný motor Curie, který používá nezveřejněné „zelené“ palivo a je také 3D vytištěn. Poprvé byl takový stupeň použit při druhém letu Electronu. [33] Je schopen unést až 150 kg užitečného zatížení. [čtrnáct]
Společnost vyvinula další verzi třetího stupně - Photon (Photon), zaměřenou na lunární a meziplanetární starty. Tato verze je schopna vynést na oběžnou dráhu Měsíce až 30 kg. [14] [34]
Původně se plánovalo umístění startovacího komplexu poblíž novozélandského města Christchurch na Jižním ostrově . Kvůli ekologickým požadavkům však byla lokalita přesunuta na Severní ostrov [35] .
Starty nosné rakety Electron se provádějí ze startovacího komplexu . Rocket Lab Launch Complex 1 , postavený na poloostrově Mahia , který se nachází na východním pobřeží Severního ostrova Nového Zélandu .
2. září 2016 ve 4:37 zasáhlo asi 100 km severně od startovací rampy zemětřesení o síle 7,1. Odpalovací zařízení a 50tunová odpalovací platforma nebyly ovlivněny, potvrdila mluvčí Rocket Lab . Catherine Moreau Hammond [36] .
Oficiální otevření areálu proběhlo 26. září 2016 [37] . Povolení ke startu se vydává na 30 let a předpokládá možnost startu každých 72 hodin [37] . Umístění komplexu umožňuje umístit náklad na oběžné dráhy s různými sklony, v rozsahu od 39 do 98° [8] .
Řídící středisko mise se nachází asi 500 km severozápadně od startovacího komplexu ve městě Auckland . Vybavení centra umožňuje sledovat 25 000 kanálů dat přenášených v reálném čase ze startovacího komplexu, nosné rakety a užitečného zatížení [13] .
V prosinci 2019 byly zahájeny práce na stavbě druhé odpalovací rampy ( Pad B ) na Launch Complex LC-1, v blízkosti první rampy. Dokončení prací se očekává na konci roku 2020 [38] .
V říjnu 2018 společnost oznámila, že si pro stavbu svého druhého startovacího komplexu vybrala středoatlantický regionální kosmodrom ve Wallops Flight Center , Virginia , USA [9] . Startovací komplex byl oficiálně otevřen v prosinci 2019 [39] , přičemž první start je naplánován na rok 2020.
Jiné aktivní ultralehké nosné rakety má v současnosti pouze Čína – jde o střely na tuhá paliva vytvořené na základě prvního stupně střely středního doletu DF-21. Nejblíže je co do vlastností letecký komplex založený na řízené střele Pegasus , která formálně patří do lehké třídy. Z dalších projektů některé, jako Elektron, prošly prvními letovými zkouškami (vše neúspěšné, s výjimkou japonského SS-520-5, ale ten patří do ještě lehčí třídy), další se chystají na první starty [ 1] .
| název | Vývojářská organizace | Země | Maximální užitečné zatížení, kg |
Obíhat | Počáteční náklady, miliony $ (rok hodnocení) |
Počet startů |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektron | Raketová laboratoř | USA Nový Zéland |
150 | MTR | 4,9–6,6 | 25 (2022) |
| Pegasus | Orbital Sciences Corporation [40] | USA | 443 | NOÚ | 40 (2014) | 44 (2019) |
| Strypi | University of Hawaii |
USA | 250 | MTR | — | 1 (2015) |
| SS-520-4 | IHI Aerospace [42] | Japonsko | 4 [43] | NOÚ | 3.5 (2017) [44] | 2 (2018) |
| LauncherOne | Virgin Orbit | USA | 300 [45] | MTR | — | 0 (2018) |
| Vector-R | Vektorové vesmírné | USA | 30–45 [ 1] [46] | MTR | 1,5–2 [46] | 0 (2018) |
| Vektor H | 125 [46] | 3–3,5 [46] | 0 (2018) | |||
| Kuaizhou-1A | CASIC | Čína | 250 [47] | MTR (500 km) | — | 9 (2019) |
| 200 [47] | SSO (700 km) | |||||
| Zelong-1 | CASIC | Čína | 200 | MTR (500 km) | — | 1 (2019) |
| 150 | SSO (700 km) |
| Jednorázové nosné rakety | |
|---|---|
| Provozní | |
| Plánováno |
|
| Zastaralý |
|
| Americká raketová a vesmírná technologie | ||
|---|---|---|
| Provozování nosných raket | ||
| Startovací vozidla ve vývoji | ||
| Zastaralé nosné rakety |
| |
| Booster bloky | ||
| Akcelerátory | ||
| * - japonské projekty využívající americké rakety nebo stupně; kurzíva - projekty zrušené před prvním letem | ||