| Elektron | |
|---|---|
| Általános információ | |
| Ország | Új Zéland |
| Célja | gyorsító |
| Fejlesztő | Rocket Lab |
| Gyártó | Rocket Lab |
| Indítási költség | (4,9-6,6 millió dollár ) |
| Főbb jellemzők | |
| Lépések száma | 2 |
| Hossz (MS-vel) | 17 m |
| Átmérő | 1,2 m |
| kezdősúly | 12 550 kg |
| A rakomány súlya | |
| • a LEO -nál | 250 kg |
| • MTR -en ( 500 km ) | 150 kg |
| Indítási előzmények | |
| Állapot | operált |
| Indítási helyek | Mahia, LC-1A |
| Indítások száma | 26 |
| • sikeres | 23 |
| • sikertelen | 3 |
| Első indítás | 2017. május 25 |
| Utolsó futás | 2022. május 02 |
| Első fázis | |
| Menetelő motorok | 9 × " Rutherford " |
| tolóerő |
162 kN (tengerszint) 192 kN (vákuum) |
| Specifikus impulzus | 303 s |
| Üzemanyag | kerozin |
| Oxidálószer | folyékony oxigén |
| Második lépés | |
| fenntartó motor | " Rutherford " (vákuumos változat) |
| tolóerő | 22 kN (vákuum) |
| Specifikus impulzus | 333 s |
| Üzemanyag | kerozin |
| Oxidálószer | folyékony oxigén |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
Az Electron [1] ( eng. Electron ) egy ultrakönnyű hordozórakéta , amelyet az amerikai Rocket Lab repülőgépipari magáncég új-zélandi részlege fejlesztett ki .
A mikro- és nanoműholdak kereskedelmi célú kilövésére tervezték, és lehetővé teszi akár 150 kg tömegű hasznos teher felbocsátását napszinkron pályára 500 km magasságban vagy 250 kg -ig alacsony földi pályára [2] . A hordozórakéta elindításának költsége 4,9 és 6,6 millió USA dollár között mozog [2] . Rutherford tolómotorjai az első gyakorlati megoldások egy orbitális hordozó számára, amely elektromosan szivattyúzza (villanymotor segítségével) hajtóanyagot és oxidálószert. [3] A rakétát gyakran a felső fokozattal vagy a Foton hajóval együtt működtetik , szintén saját tervezésű. Bár a rakéta eredetileg eldobható volt, a cég egy újrafelhasználható módosítás létrehozásán dolgozik, és kétszer sikerült az első fokozatot az óceánba vinni.
Mindkét szakasz tűzveszélyességi vizsgálata 2016 végén befejeződött [4] [5] . Az első próbarepülésre (sikertelen: a rakéta elérte az űrt, de nem állt pályára) 2017. május 25-én történt [1] .
Második repülésén 2018. január 21-én az Electron sikeresen elindított három cubesatot . [6] Az első fizetős járatra (a sorban a harmadikra) 2018. november 11-én került sor. [7]
2017 második negyedévétől a cég negyedévente kíván kockahajókat kereskedelmi forgalomba bocsátani napszinkron pályára hordozórakétával, egy standard repülésen két 12U, négy 6U, tíz 3U és négy 1U cubesat fér el, teljes kilövéssel. körülbelül 6,5 millió dollárba került [8] .
A hordozórakéta fő szerkezeti elemei, a tartóhengeres test és mindkét fokozat üzemanyagtartályai szénszálból készülnek , és a Rocket Lab saját üzemében, Aucklandban , Új-Zélandon gyártja őket. A motorokat és a repüléselektronikát Kaliforniában (USA ) gyártják [9] [10] . A kompozit anyagok használata jelentősen csökkentette a szerkezet súlyát. A hordozórakéta mindkét szakasza kerozint (üzemanyag) és folyékony oxigént ( oxidálószer ) használ üzemanyag-komponensként [2] . [8] .
Lépcsőmagasság 12,1 m , átmérő - 1,2 m , száraz tömeg - 950 kg . Legfeljebb 9250 kg üzemanyagot képes elviselni [8] .
Az első fokozat kilenc Rutherford folyékony hajtóanyagú rakétamotorral van felszerelve, a hajtóművek elrendezése hasonló a Falcon 9 hordozórakéta első fokozatához - egy központi hajtómű és 8 körül van elhelyezve [8] .
A Rutherford a Rocket Lab saját motorja, minden fő alkatrésze 3D-s nyomtatással készült [11] . Szivattyúegység segítségével szivattyúzza az üzemanyag-komponenseket az égéstérbe, amelyet két, a 13. szakaszban telepített lítium-polimer akkumulátorokkal működő villanymotor hajt meg [8] [12] . Egyenáramú kefés motorokat használnak , amelyek mindegyike körülbelül 37 kW teljesítményt fejleszt 40 000 ford./perc fordulatszám mellett [ 8] , ami lehetővé teszi az üzemanyagvezeték nyomásának 0,2–0,3 MPa-ról 10–20 MPa-ra történő növelését [13] .
A fokozat tolóereje induláskor 162 kN , és vákuumban 192 kN-ra emelkedik. Fajlagos impulzus - 303 s . A színpad működési ideje körülbelül 155 másodperc [2] . [8] .
A tolóerővektor-vezérlés úgy történik, hogy mind a 9 motor egyidejűleg eltér a központi tengelytől [8] .
A színpadot sűrített héliummal hajtott pneumatikus mechanizmusok segítségével oldják ki , amelyet az üzemanyagtartályokban is üzemi nyomás létrehozására használnak [8] .
Az első szakasz visszatéréseA cég 2018 óta dolgozik az Electron újrafelhasználható modelljén, és először 2019. augusztus 6-án jelentette be terveit. [14] Kicsi és olcsó következtetési járműként az Electront nem tervezték újrafelhasználhatónak, azonban az ilyen tervek szerint a hordozón belüli érzékelők információinak elemzése után merült fel. Ezenkívül az újrafelhasználhatóság lehetővé teszi a gyakoribb indításokat a már repült példányok használatával. [15] [16] A leszállóberendezés többlettömegének kompenzálására a rakéta teljesítménye várhatóan idővel növekedni fog. [16] Eleinte az volt a feladat, hogy adatokat gyűjtsenek és sikeresen áthaladjanak a légkör sűrű rétegein, amit a társaságban "falnak" neveztek. [14] [17] Általánosságban elmondható, hogy a "falon" való áthaladás után aerodinamikus fékezést terveznek (erről keveset tudni, és a cég nem ad részletes tájékoztatást) [15] , majd egy ejtőernyős szárnyat ( parafoil ) az óceánba való csobbanásig. A tizedik indítástól kezdődően a tervek szerint frissített első fokozatot alkalmaznak, a színpad visszaállítását célzó változtatásokkal [18] . Kezdetben a vízbe süllyed, a jövőben helikopterrel a levegőben való elfogását tervezik. [19] [20]
2020. február közepén 11 repülés („Birds of a Feather”) után az ejtőernyőket alacsony magasságban tesztelték. A cég 2020 áprilisában tette közzé a leszálló szakasz helikopteres sikeres lehallgatásának még márciusban készült anyagait. A prototípust helikopter emelte a levegőbe, majd szabadesésben kinyitotta ejtőernyőit, és egy hosszú horgot hordozó helikopter 1500 m magasságban felvette, majd a földre szállította. [21] [22]
A 16. repülésben ("Return to Sender") először sikerült az egész színpadot a Csendes-óceánon csobbanni . [22] [23]
Első szakasz módosításaiKezdetben az Electron 150-225 kg maximális terhelést helyezett egy 500 km-es napszinkron pályára. [24] [25] Az újrafelhasználhatóság elérése érdekében azonban változtatásokat hajtottak végre a tervezésen:
2020 augusztusára a Rocket Lab bejelentette, hogy 225-300 kg-ra növeli az Electron hasznos teherbírását, ami az elektromos akkumulátorok kapacitásának növekedésével magyarázható. Ez a növekedés kompenzálja a hozzáadott leszállóegységek további tömegét, vagy nagyobb hasznos terhet tesz lehetővé a bolygóközi küldetések során, ha az erősítőt elhasználják, nem pedig visszaküldik. [tizennégy]
Kibővített rakománytereket is bejelentettek: 1,8 m átmérőjű (szélesebb, mint maga a rakéta) és 2,5 m hosszúak [31] [32]
Hossza 2,4 m, átmérője 1,2 m, száraz tömege 250 kg. Legfeljebb 2150 kg üzemanyagot képes elviselni [8] .
A második fokozat egyetlen Rutherford motort használ, amely a maximális vákuumteljesítményre van optimalizálva, és túlméretezett, hűtetlen fúvókával van felszerelve . A motor tolóereje vákuumban 22 kN, a fajlagos impulzus 333 s [8] [2] .
A színpad három lítium-ion akkumulátorral van felszerelve, amelyek a motor üzemanyag-szivattyú elektromos meghajtását táplálják, amelyek közül 2-t lemerüléskor alaphelyzetbe állítanak, ami lehetővé teszi a színpad száraz tömegének csökkentését [8] [2] .
A tolóerővektor dőlésszögben és elfordulásban történő szabályozása a motor eltérése miatt, a forgás és a fokozat helyzetének szabályozása gázsugár- fúvókák rendszerével történik [8] .
A második fokozat egy műszertérrel van felszerelve, amelyben a Rocket Lab által tervezett és gyártott hordozórakéta vezérlőrendszerek találhatók [2] .
A rakéta 2,5 m hosszú, 1,2 m átmérőjű és körülbelül 50 kg tömegű kompozit burkolattal van felszerelve [8] .
A Rocket Lab jellegzetes koncepciója, hogy elválasztja a burkolaton belüli hasznos teher összeszerelését a rakéta többi részének összeszerelésétől. Ez lehetővé teszi az ügyfeleknek, a műholdtulajdonosoknak, hogy saját vállalkozásukban hajtsák végre a hasznos teher integrálását az adapterrel és a burkolatba való tokozást, majd ezt a modult összeszerelve szállítsák az indítóállásra, ahol gyorsan integrálják a rakétával [8] [2] .
A vállalat kifejlesztett egy opcionális harmadik fokozatot, egy felső fokozatot, amely a körpályára való kilövéshez szükséges. Ezenkívül a színpad javítja a kihúzás pontosságát, és rövidebb idő alatt teszi meg. A színpad egyetlen újraindítható Curie motort tartalmaz, amely nem titkolt "zöld" üzemanyagot használ, és 3D-s nyomtatással is rendelkezik. Először használtak ilyen fokozatot az Electron második repülésén. [33] Akár 150 kg hasznos teher szállítására is alkalmas. [tizennégy]
A cég kifejlesztette a harmadik szakasz következő verzióját - a Photont (Photon), amely a Hold és a bolygóközi kilövésekre összpontosít. Ez a változat akár 30 kg-ot is képes a Hold körüli pályára vinni. [14] [34]
Kezdetben az indítókomplexumot az új-zélandi Christchurch város közelében , a Déli-szigeten tervezték . A környezetvédelmi követelmények miatt azonban a helyszín helyét az Északi-szigetre helyezték át [35] .
Az Electron hordozórakéta kilövései az indítókomplexumból készülnek . Az Új-Zéland északi szigetének keleti partján található Mahia-félszigeten épült rakétalaboratóriumi indítókomplexum 1 .
2016. szeptember 2-án 4 óra 37 perckor az indítóállástól mintegy 100 km-re északra 7,1-es erősségű földrengés ütött ki. A Rocket Lab szóvivője megerősítette, hogy az indítóberendezések és az 50 tonnás kilövőplatform nem érintettek . Catherine Moreau Hammond [36] .
A komplexum hivatalos megnyitójára 2016. szeptember 26-án került sor [37] . A kilövési engedélyt 30 évre adják ki, és feltételezi a 72 óránkénti kilövés lehetőségét [37] . A komplexum elhelyezkedése lehetővé teszi, hogy a hasznos terhet különböző dőlésszögű pályákra helyezze, 39 és 98 ° közötti tartományban [8] .
A küldetésirányító központ körülbelül 500 km-re északnyugatra található Auckland városában az indítókomplexumtól . A központ berendezése 25 000 csatorna valós időben továbbított adat követését teszi lehetővé az indítókomplexumból, a hordozórakétából és a rakományból [13] .
2019 decemberében megkezdődtek egy második indítóállás ( B pad ) építése az LC-1 indítókomplexumban, az első pad közelében. A munkálatok befejezése 2020 végén várható [38] .
2018 októberében a vállalat bejelentette, hogy a Virginia állambeli Wallops Flight Centerben található Közép-Atlanti Regionális Űrkikötőt választotta második kilövőkomplexuma megépítésére [9] . Az indítókomplexumot hivatalosan 2019 decemberében nyitották meg [39] , az első indítást 2020-ra tervezték.
Jelenleg csak Kínában vannak más aktív ultrakönnyű hordozórakéták - ezek szilárd hajtóanyagú rakéták, amelyeket a DF-21 közepes hatótávolságú rakéta első szakasza alapján hoztak létre. A jellemzőit tekintve a legközelebb a Pegasus cirkálórakétára épülő repülőgép-komplexum áll , amely formálisan a könnyű osztályba tartozik. A többi projekt közül egyesek, mint például az Elektron, átmentek az első repülési teszteken (minden sikertelen volt, a japán SS-520-5 kivételével, de az még könnyebb osztályba tartozik), mások az első rajtokra készülnek [ 1] .
| Név | Fejlesztési Szervezet | Ország | Maximális terhelhetőség, kg |
Pálya | Beindítási költség, millió dollár (az értékelés éve) |
Indítások száma |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektron | Rocket Lab | USA Új-Zéland |
150 | MTR | 4,9-6,6 | 25 (2022) |
| Pegazus | Orbital Sciences Corporation [40] | USA | 443 | NOU | 40 (2014) | 44 (2019) |
| Strypi | Hawaii Egyetem |
USA | 250 | MTR | — | 1 (2015) |
| SS-520-4 | IHI Aerospace [42] | Japán | 4 [43] | NOU | 3,5 (2017) [44] | 2 (2018) |
| LauncherOne | Szűz pálya | USA | 300 [45] | MTR | — | 0 (2018) |
| Vector-R | Vector Space | USA | 30-45 [ 1] [46] | MTR | 1,5-2 [46] | 0 (2018) |
| H vektor | 125 [46] | 3–3,5 [46] | 0 (2018) | |||
| Kuaizhou-1A | CASIC_ | Kína | 250 [47] | MTR (500 km) | — | 9 (2019) |
| 200 [47] | SSO (700 km) | |||||
| Zelong-1 | CASIC_ | Kína | 200 | MTR (500 km) | — | 1 (2019) |
| 150 | SSO (700 km) |
| Eldobható hordozórakéták | |
|---|---|
| Üzemeltetési | |
| Tervezett | |
| Elavult |
|
| Amerikai rakéta- és űrtechnológia | ||
|---|---|---|
| Indítójárművek üzemeltetése | ||
| Indítójárművek fejlesztés alatt | ||
| Elavult hordozórakéták |
| |
| Booster blokkok | ||
| Gyorsítók | ||
| * - Japán projektek amerikai rakétákkal vagy színpadokkal; dőlt – az első járat előtt törölt projektek | ||