| Electron | |
|---|---|
| Informatii generale | |
| Țară | Noua Zeelanda |
| Scop | rapel |
| Dezvoltator | Laboratorul de rachete |
| Producător | Laboratorul de rachete |
| Costul de pornire | (4,9-6,6 milioane de dolari ) |
| Principalele caracteristici | |
| Numărul de pași | 2 |
| Lungime (cu MS) | 17 m |
| Diametru | 1,2 m |
| greutate de pornire | 12 550 kg |
| Masa sarcinii utile | |
| • la LEO | 250 kg |
| • pe MTR ( 500 km ) | 150 kg |
| Istoricul lansărilor | |
| Stat | operate |
| Locații de lansare | Mahia, LC-1A |
| Numărul de lansări | 26 |
| • de succes | 23 |
| • fără succes | 3 |
| Primul start | 25 mai 2017 |
| Ultima alergare | 02 mai 2022 |
| Primul stagiu | |
| Motoare de marș | 9 × " Rutherford " |
| împingere |
162 kN (nivelul mării) 192 kN (vid) |
| Impulsul specific | 303 s |
| Combustibil | kerosenul |
| Oxidant | oxigen lichid |
| Al doilea pas | |
| motor de sustinere | „ Rutherford ” (versiune cu vid) |
| împingere | 22 kN (vid) |
| Impulsul specific | 333 s |
| Combustibil | kerosenul |
| Oxidant | oxigen lichid |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Electron [1] ( ing. Electron ) este un vehicul de lansare ultra -ușor dezvoltat de divizia din Noua Zeelandă a companiei aerospațiale private americane Rocket Lab .
Conceput pentru lansări comerciale de micro- și nanosateliți , permite lansarea unei sarcini utile cu o greutate de până la 150 kg pe o orbită sincronă cu soarele la o înălțime de 500 km sau de până la 250 kg pe orbita joasă a Pământului [2] . Costul lansării unui vehicul de lansare variază între 4,9 și 6,6 milioane de dolari SUA [2] . Propulsoarele sale Rutherford sunt prima implementare practică pentru un purtător orbital pentru a pompa electric (folosind un motor electric) propulsor și oxidant. [3] Racheta este adesea operată împreună cu treapta superioară sau cu nava Foton, tot de design propriu. Deși inițial racheta a fost de unică folosință, compania lucrează la crearea unei modificări reutilizabile și a reușit de două ori să aducă prima etapă în ocean.
Testele de calificare la foc ale ambelor etape au fost finalizate la sfârșitul anului 2016 [4] [5] . Primul zbor de probă (nereușit: racheta a ajuns în spațiu, dar nu a intrat pe orbită) a avut loc pe 25 mai 2017 [1] .
La al doilea zbor pe 21 ianuarie 2018, Electron a lansat cu succes trei cubesats . [6] Primul zbor plătit (al treilea la rând) a avut loc pe 11 noiembrie 2018. [7]
Începând cu al doilea trimestru al anului 2017, compania intenționează să efectueze lansări comerciale trimestriale de cubesats pe orbită sincronă cu soarele folosind un vehicul de lansare, un zbor standard va găzdui două cubesats 12U, patru 6U, zece 3U și patru cubesats 1U cu o lansare totală. cost de aproximativ 6, 5 milioane de dolari [8] .
Principalele elemente structurale ale vehiculului de lansare, corpul cilindric de susținere și rezervoarele de combustibil ale ambelor etape sunt fabricate din fibră de carbon și sunt fabricate de Rocket Lab la propria fabrică din Auckland , Noua Zeelandă. Motoarele și avionica sunt fabricate în California , SUA [9] [10] . Utilizarea materialelor compozite a redus semnificativ greutatea structurii. Ambele etape ale vehiculului de lansare folosesc kerosen (combustibil) și oxigen lichid ( oxidant ) ca componente de combustibil [2] . [8] .
Înălțimea treptei este de 12,1 m , diametru - 1,2 m , greutate uscată - 950 kg . Reține până la 9250 kg de combustibil [8] .
Prima etapă este echipată cu nouă motoare de rachetă Rutherford cu propulsie lichidă, aspectul motoarelor este similar cu prima etapă a vehiculului de lansare Falcon 9 - un motor central și 8 situate în jurul acestuia [8] .
Rutherford este propriul motor al Rocket Lab, toate părțile principale fiind imprimate 3D [11] . Utilizează o unitate de pompă pentru a pompa componentele combustibilului în camera de ardere, care este antrenată de două motoare electrice alimentate de baterii litiu-polimer instalate la etapa 13 [8] [12] . Se folosesc motoare cu perii de curent continuu , fiecare dintre ele dezvoltă o putere de aproximativ 37 kW la o viteză de rotație de 40.000 rpm [8] , ceea ce permite creșterea presiunii în conducta de combustibil de la 0,2–0,3 MPa la 10–20 MPa [13] .
Impingerea etapei la start este de 162 kN și se ridică la 192 kN în vid. Impulsul specific - 303 s . Timpul de funcționare al scenei este de aproximativ 155 de secunde [2] . [8] .
Controlul vectorului de tracțiune se realizează prin abaterea simultană a tuturor celor 9 motoare de la axa centrală [8] .
Etapa este demontată folosind mecanisme pneumatice antrenate de heliu comprimat , care este, de asemenea, folosit pentru a crea presiune de lucru în rezervoarele de combustibil [8] .
Revenirea primei etapeCompania lucrează la un model reutilizabil al Electronului din 2018 și și-a anunțat pentru prima dată planurile pe 6 august 2019. [14] Fiind un vehicul de inferență mic și ieftin, Electronul nu a fost planificat să fie reutilizabil, totuși, astfel de planuri apărut după analizarea informațiilor de la senzorii din interiorul purtătorului. În plus, reutilizarea va permite lansări mai frecvente folosind instanțe deja zburate. [15] [16] Pentru a compensa masa suplimentară a echipamentului de aterizare, era de așteptat ca puterea rachetei să crească în timp. [16] La început, sarcina a fost să colecteze date și să treacă cu succes straturile dense ale atmosferei, supranumit „peretele” din companie. [14] [17] În general, după trecerea „zidului” se plănuiește aplicarea unei frâne aerodinamice (se știu puține lucruri despre aceasta și compania nu oferă informații detaliate) [15] , apoi o aripă de parașută ( parafoil ) până la stropire în ocean. Începând cu cea de-a zecea lansare, este planificată utilizarea unei prime etape actualizate cu modificări care vizează revenirea etapei [18] . Inițial, se va scufunda în apă, în viitor se plănuiește interceptarea lui în aer cu ajutorul unui elicopter. [19] [20]
După 11 zboruri ("Birds of a Feather") la mijlocul lunii februarie 2020, parașutele au fost testate la joasă altitudine. În aprilie 2020, compania a publicat materialele interceptării cu succes a treptei de coborâre cu ajutorul unui elicopter, produs încă din martie. Prototipul a fost ridicat în aer de un elicopter, după care și-a deschis parașutele în cădere liberă și a fost ridicat de un elicopter care transporta un cârlig lung la o altitudine de 1500 m, apoi livrat la sol. [21] [22]
În cel de-al 16-lea zbor ("Return to Sender"), pentru prima dată, a fost posibil să aducă întreaga etapă la stropire în Oceanul Pacific . [22] [23]
Modificări în prima etapăInițial, Electron a pus o sarcină maximă de 150-225 kg pe o orbită sincronă cu soarele de 500 km. [24] [25] Cu toate acestea, pentru a obține reutilizarea, au fost aduse modificări designului:
Până în august 2020, Rocket Lab a anunțat o creștere a sarcinii utile a lui Electron la 225-300 kg, care se explică prin capacitatea crescută a bateriilor electrice. O astfel de creștere compensează masa suplimentară a aterizatoarelor adăugate sau permite o sarcină utilă mai mare în misiunile interplanetare dacă rapelul este cheltuit mai degrabă decât returnat. [paisprezece]
S-au anunțat și compartimente de încărcare utilă extinse: 1,8 m în diametru (mai lat decât racheta în sine) și 2,5 m lungime. [31] [32]
Lungimea este de 2,4 m, diametrul este de 1,2 m, greutatea uscată este de 250 kg. Reține până la 2150 kg de combustibil [8] .
A doua etapă folosește un singur motor Rutherford optimizat pentru performanțe maxime de vid și echipat cu o duză supradimensionată nerăcită . Tracțiunea motorului în vid este de 22 kN, impulsul specific este de 333 s [8] [2] .
Etapa este echipată cu trei baterii litiu-ion pentru a alimenta propulsia electrică a pompei de combustibil a motorului, dintre care 2 sunt resetate la epuizare, permițând reducerea greutății uscate a scenei [8] [2] .
Controlul vectorului de tracțiune în pas și înclinare se efectuează datorită abaterii motorului, controlul rotației și poziția treptei se realizează folosind un sistem de duze cu jet de gaz [8] .
A doua etapă este echipată cu un compartiment pentru instrumente, care adăpostește sistemele de control al vehiculului de lansare, care sunt proiectate și fabricate de Rocket Lab [2] .
Racheta este echipată cu un caren compozit de 2,5 m lungime, 1,2 m diametru și cântărind aproximativ 50 kg [8] .
Conceptul distinctiv al Rocket Lab este de a separa procesul de asamblare a încărcăturii în interiorul carenului de asamblarea restului rachetei. Acest lucru permite clienților, deținătorilor de sateliți, să efectueze integrarea sarcinii utile cu adaptorul și încapsularea în carenare la propriile întreprinderi, iar apoi să livreze acest modul asamblat pe rampa de lansare, unde va fi integrat rapid cu racheta [8] [2] .
Compania a dezvoltat o a treia etapă opțională, o etapă superioară necesară pentru lansarea pe orbite circulare. În plus, etapa îmbunătățește acuratețea retragerii și o face în mai puțin timp. Scena conține un singur motor Curie repornit care utilizează un combustibil „verde” nedezvăluit și este, de asemenea, imprimat 3D. Pentru prima dată o astfel de etapă a fost folosită la al doilea zbor al lui Electron. [33] Este capabil să transporte până la 150 kg de sarcină utilă. [paisprezece]
Compania a dezvoltat următoarea versiune a celei de-a treia etape - Photon (Photon), axată pe lansări lunare și interplanetare. Această versiune este capabilă să transporte până la 30 kg pe orbita lunară. [14] [34]
Inițial, complexul de lansare a fost planificat să fie situat lângă orașul Christchurch din Noua Zeelandă, pe Insula de Sud . Cu toate acestea, din cauza cerințelor de mediu, locația amplasamentului a fost mutată în Insula de Nord [35] .
Lansările vehiculului de lansare Electron se fac din complexul de lansare . Rocket Lab Launch Complex 1 , construit pe Peninsula Mahia , situat pe coasta de est a Insulei de Nord a Noii Zeelande .
Pe 2 septembrie 2016, la ora 4:37, la aproximativ 100 km nord de rampa de lansare, a avut loc un cutremur cu magnitudinea 7,1. Instalațiile de lansare și platforma de lansare de 50 de tone nu au fost afectate, a confirmat un purtător de cuvânt al Rocket Lab . Catherine Moreau Hammond [36] .
Deschiderea oficială a complexului a avut loc pe 26 septembrie 2016 [37] . Licența de lansare se eliberează pentru 30 de ani și presupune posibilitatea lansării la fiecare 72 de ore [37] . Locația complexului vă permite să puneți sarcina utilă pe orbite cu diferite înclinații, în intervalul de la 39 la 98 ° [8] .
Centrul de control al misiunii este situat la aproximativ 500 km nord-vest de complexul de lansare din orașul Auckland . Echipamentul centrului permite urmărirea a 25.000 de canale de date transmise în timp real din complexul de lansare, vehicul de lansare și încărcătură utilă [13] .
În decembrie 2019, au început lucrările la construcția unei a doua rampe de lansare ( Pad B ) la Launch Complex LC-1, aproape de prima rampă. Finalizarea lucrărilor este așteptată la sfârșitul anului 2020 [38] .
În octombrie 2018, compania a anunțat că a ales portul spațial regional Mid-Atlantic de la Wallops Flight Center , Virginia , SUA pentru a-și construi al doilea complex de lansare [9] . Complexul de lansare a fost deschis oficial în decembrie 2019 [39] , prima lansare fiind programată pentru 2020.
În prezent, doar China are alte vehicule de lansare ultra-uşoare active - acestea sunt rachete cu propulsie solidă create pe baza primei etape a rachetei cu rază medie de acţiune DF-21. Cel mai apropiat din punct de vedere al caracteristicilor este complexul aerospațial bazat pe racheta de croazieră Pegasus , care aparține în mod oficial clasei ușoare. Dintre celelalte proiecte, unele, precum Elektron, au trecut primele teste de zbor (totul a fost nereușit, cu excepția SS-520-5 japonez, dar aparține unei clase și mai ușoare), alții se pregătesc pentru primele porniri [ 1] .
| Nume | Organizația de Dezvoltare | Țară | Sarcina maxima , kg |
Orbită | Cost de pornire, milioane USD (anul evaluării) |
Numărul de porniri |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Electron | Laboratorul de rachete | SUA Noua Zeelandă |
150 | MTR | 4,9—6,6 | 25 (2022) |
| Pegasus | Orbital Sciences Corporation [40] | STATELE UNITE ALE AMERICII | 443 | NOU | 40 (2014) | 44 (2019) |
| Strypi | Universitatea din Hawaii |
STATELE UNITE ALE AMERICII | 250 | MTR | — | 1 (2015) |
| SS-520-4 | IHI Aerospace [42] | Japonia | 4 [43] | NOU | 3.5 (2017) [44] | 2 (2018) |
| LauncherOne | Orbită Virgină | STATELE UNITE ALE AMERICII | 300 [45] | MTR | — | 0 (2018) |
| Vector-R | spațiale vectoriale | STATELE UNITE ALE AMERICII | 30-45 [ 1] [46] | MTR | 1,5-2 [46] | 0 (2018) |
| Vector H | 125 [46] | 3–3,5 [46] | 0 (2018) | |||
| Kuaizhou-1A | CASIC | China | 250 [47] | MTR (500 km) | — | 9 (2019) |
| 200 [47] | SSO (700 km) | |||||
| Zelong-1 | CASIC | China | 200 | MTR (500 km) | — | 1 (2019) |
| 150 | SSO (700 km) |
| Vehicule de lansare de unică folosință | |
|---|---|
| Operare | |
| Planificat |
|
| Învechit |
|
| Rachete americane și tehnologie spațială | ||
|---|---|---|
| Operarea vehiculelor de lansare | ||
| Lansați vehicule în curs de dezvoltare | ||
| Vehicule de lansare învechite |
| |
| Blocuri de amplificare | ||
| Acceleratoare | ||
| * - proiecte japoneze folosind rachete sau scene americane; cursive - proiecte anulate înainte de primul zbor | ||