| Elektroni | |
|---|---|
| Yleistä tietoa | |
| Maa | Uusi Seelanti |
| Tarkoitus | tehostin |
| Kehittäjä | Rocket Lab |
| Valmistaja | Rocket Lab |
| Aloituskustannukset | (4,9-6,6 miljoonaa dollaria ) |
| Pääpiirteet | |
| Vaiheiden lukumäärä | 2 |
| Pituus (MS:n kanssa) | 17 m |
| Halkaisija | 1,2 m |
| aloituspaino | 12550 kg |
| Hyötykuorman massa | |
| • LEO :ssa | 250 kg |
| • MTR ( 500 km ) | 150 kg |
| Käynnistä historia | |
| Osavaltio | leikattu |
| Käynnistyspaikat | Mahia, LC-1A |
| Laukaisujen määrä | 26 |
| • onnistunut | 23 |
| • epäonnistunut | 3 |
| Ensimmäinen aloitus | 25. toukokuuta 2017 |
| Viimeinen lenkki | 02 toukokuuta 2022 |
| Ensimmäinen taso | |
| Marssivat moottorit | 9 × " Rutherford " |
| työntövoima |
162 kN (merenpinta) 192 kN (tyhjiö) |
| Spesifinen impulssi | 303 s |
| Polttoaine | kerosiini |
| Hapettaja | nestemäistä happea |
| Toinen vaihe | |
| huoltomoottori | " Rutherford " (tyhjiöversio) |
| työntövoima | 22 kN (tyhjiö) |
| Spesifinen impulssi | 333 s |
| Polttoaine | kerosiini |
| Hapettaja | nestemäistä happea |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Electron [1] ( eng. Electron ) on ultrakevyt kantoraketti , jonka on kehittänyt amerikkalaisen yksityisen ilmailualan yrityksen Rocket Labin Uuden - Seelannin divisioona .
Se on suunniteltu mikro- ja nanosatelliittien kaupallisiin laukaisuihin, ja se mahdollistaa jopa 150 kg painavan hyötykuorman laukaisun auringon synkroniselle kiertoradalle 500 km :n korkeudelle tai 250 kg :n painoiseen matalalle Maan kiertoradalle [2] . Kantoraketin laukaisukustannukset vaihtelevat 4,9-6,6 miljoonan Yhdysvaltain dollarin välillä [2] . Sen Rutherford -potkurit ovat ensimmäinen käytännöllinen toteutus kiertoradalle, joka pumppaa sähköisesti (sähkömoottoria käyttämällä) ponneainetta ja hapetinta. [3] Rakettia käytetään usein yhdessä ylemmän vaiheen tai Foton-aluksen kanssa, myös oman suunnittelunsa kanssa. Vaikka raketti oli alun perin kertakäyttöinen, yritys työskentelee luodakseen uudelleenkäytettävän muunnelman ja on kahdesti pystynyt tuomaan ensimmäisen vaiheen mereen.
Molempien vaiheiden palokelpoisuustestit valmistuivat vuoden 2016 lopussa [4] [5] . Ensimmäinen koelento (epäonnistunut: raketti saavutti avaruuden, mutta ei mennyt kiertoradalle) suoritettiin 25. toukokuuta 2017 [1] .
Toisella lennolla 21. tammikuuta 2018 Electron laukaisi onnistuneesti kolme cubesatia . [6] Ensimmäinen maksullinen lento (kolmas peräkkäin) tapahtui 11. marraskuuta 2018. [7]
Vuoden 2017 toisesta neljänneksestä alkaen yhtiö aikoo suorittaa neljännesvuosittain kaupallisia cubesat -laukaisuja auringon synkroniselle kiertoradalle kantoraketin avulla, vakiolennolle mahtuu kaksi 12U, neljä 6U, kymmenen 3U ja neljä 1U:n kuutiota kokonaislaukaisulla. kustannukset noin 6,5 miljoonaa dollaria [8] .
Kantoraketin päärakenneosat, kantava sylinterimäinen runko ja molempien vaiheiden polttoainesäiliöt on valmistettu hiilikuidusta ja niitä valmistaa Rocket Lab omalla tehtaallaan Aucklandissa , Uudessa-Seelannissa. Moottoreita ja avioniikkaa valmistetaan Kaliforniassa , USA:ssa [9] [10] . Komposiittimateriaalien käyttö on vähentänyt rakenteen painoa merkittävästi. Kantoraketin molemmissa vaiheissa käytetään polttoainekomponentteina kerosiinia (polttoainetta) ja nestemäistä happea ( hapetusaine ) [2] . [8] .
Askelkorkeus on 12,1 m , halkaisija - 1,2 m , kuivapaino - 950 kg . Mahtuu jopa 9250 kg polttoainetta [8] .
Ensimmäinen vaihe on varustettu yhdeksällä nestemäistä polttoainetta käyttävällä Rutherford - rakettimoottorilla , moottoreiden sijoittelu on samanlainen kuin Falcon 9 -kantoraketin ensimmäisessä vaiheessa - yksi keskusmoottori ja kahdeksan sen ympärillä [8] .
Rutherford on Rocket Labin oma moottori, jonka kaikki pääosat ovat 3D-tulostettuja [11] . Se käyttää pumppuyksikköä pumppaamaan polttoainekomponentteja polttokammioon, jota käytetään kahdella vaiheessa 13 asennetuilla litiumpolymeeriakuilla toimivalla sähkömoottorilla [8] [12] . Käytetään DC-harjattuja moottoreita , joista kukin kehittää noin 37 kW :n tehon pyörimisnopeudella 40 000 rpm [8] , mikä mahdollistaa polttoaineputken paineen nostamisen 0,2–0,3 MPa:sta 10–20 MPa:iin [13] .
Portaan työntövoima lähdössä on 162 kN ja nousee tyhjiössä 192 kN:iin. Ominaisimpulssi - 303 s . Lavan toiminta-aika on noin 155 sekuntia [2] . [8] .
Työntövoimavektorin ohjaus suoritetaan poikkeamalla samanaikaisesti kaikki 9 moottoria keskiakselista [8] .
Vaihe on irrotettu paineilmamekanismeilla , jotka ohjaavat puristettua heliumia , jota käytetään myös työpaineen luomiseen polttoainesäiliöissä [8] .
Ensimmäisen vaiheen paluuYritys on työskennellyt uudelleenkäytettävän Electron-mallin parissa vuodesta 2018 lähtien ja julkisti suunnitelmansa ensimmäisen kerran 6. elokuuta 2019. [14] Pienenä ja halvana päättelyajoneuvona Electronia ei suunniteltu uudelleen käytettäväksi, mutta tällaiset suunnitelmat syntyi, kun oli analysoitu kantolaitteen sisällä olevista antureista saatuja tietoja. Lisäksi uudelleenkäytettävyys mahdollistaa useammin käynnistämisen jo lentäneillä instansseilla. [15] [16] Laskeutumislaitteiston lisämassan kompensoimiseksi raketin tehon odotettiin kasvavan ajan myötä. [16] Aluksi tehtävänä oli kerätä dataa ja läpäistä onnistuneesti ilmakehän tiheät kerrokset, joita yhtiössä kutsuttiin "seinäksi". [14] [17] Yleisesti ottaen "seinän" ohituksen jälkeen suunnitellaan aerodynaamista jarrua (sitä tiedetään vähän, eikä yhtiö anna tarkkoja tietoja) [15] , sitten laskuvarjosiipi ( parafoil ) kunnes roiskuu meressä. Kymmenennestä laukaisusta alkaen on tarkoitus käyttää päivitettyä ensimmäistä vaihetta, jossa on muutoksia, jotka tähtäävät vaiheen palauttamiseen [18] . Aluksi se uppoaa veteen, tulevaisuudessa se on tarkoitus siepata ilmassa helikopterilla. [19] [20]
Helmikuun 2020 puolivälissä tehdyn 11 lennon ("Birds of a Feather") jälkeen laskuvarjoja testattiin matalalla. Huhtikuussa 2020 yhtiö julkaisi jo maaliskuussa valmistetut materiaalit laskeutumisvaiheen onnistuneesta sieppauksesta helikopterilla. Prototyyppi nostettiin ilmaan helikopterilla, minkä jälkeen se avasi laskuvarjonsa vapaassa pudotuksessa ja poimittiin pitkää koukkua kantavalla helikopterilla 1500 metrin korkeudesta ja toimitettiin sitten maahan. [21] [22]
16. lennolla ("Return to Sender") oli ensimmäistä kertaa mahdollista saada koko lava roiskumaan Tyynellämerellä . [22] [23]
Ensimmäisen vaiheen muutoksetAluksi Electron asetti 150–225 kg:n maksimikuorman 500 km:n aurinkosynkroniselle kiertoradalle. [24] [25] Uudelleenkäytettävyyden saavuttamiseksi suunnitteluun tehtiin kuitenkin muutoksia:
Elokuuhun 2020 mennessä Rocket Lab ilmoitti lisäävänsä Electronin hyötykuorman 225-300 kiloon, mikä selittyy sähköakkujen lisääntyneellä kapasiteetilla. Tällainen lisäys kompensoi lisättyjen laskeutujien lisämassaa tai mahdollistaa suuremman hyötykuorman planeettojen välisissä tehtävissä, jos tehostin kulutetaan sen sijaan, että se palautetaan. [neljätoista]
Myös laajennetuista hyötykuormapaikoista ilmoitettiin: halkaisijaltaan 1,8 m (leveämpi kuin itse raketti) ja 2,5 m pituudelta [31] [32]
Pituus 2,4 m, halkaisija 1,2 m, kuivapaino 250 kg. Mahtuu jopa 2150 kg polttoainetta [8] .
Toisessa vaiheessa käytetään yhtä Rutherford-moottoria, joka on optimoitu maksimaaliseen tyhjiösuorituskykyyn ja joka on varustettu ylisuurella jäähdyttämättömällä suuttimella . Moottorin työntövoima tyhjiössä on 22 kN, ominaisimpulssi 333 s [8] [2] .
Lava on varustettu kolmella litiumioniakulla moottorin polttoainepumpun sähkökäyttöä varten, joista 2 nollataan tyhjentyessään, jolloin lavan kuivapainoa voidaan vähentää [8] [2] .
Työntövoimavektorin ohjaus nousussa ja suunnassa tapahtuu moottorin poikkeaman vuoksi, pyörimisen ja vaiheen asennon ohjaus suoritetaan suihkukaasusuutinjärjestelmällä [ 8] .
Toinen vaihe on varustettu instrumenttiosastolla, jossa sijaitsevat Rocket Labin suunnittelemat ja valmistamat kantorakettien ohjausjärjestelmät [2] .
Raketti on varustettu 2,5 m pitkällä, 1,2 m halkaisijaltaan ja noin 50 kg painavalla komposiittisuojuksella [8] .
Rocket Labin erottuva konsepti on erottaa kuorman kokoaminen suojuksen sisällä raketin muun osan kokoamisesta. Tämän ansiosta asiakkaat, satelliittien omistajat, voivat suorittaa hyötykuorman integroinnin sovittimen kanssa ja kapseloinnin suojukseen omissa yrityksissään ja sitten toimittaa tämän moduulin koottuna laukaisualustalle, jossa se integroidaan nopeasti rakettiin [8] [2] .
Yhtiö on kehittänyt valinnaisen kolmannen vaiheen, ylemmän vaiheen, joka tarvitaan laukaisua varten ympyräradalle. Lisäksi lava parantaa noston tarkkuutta ja tekee sen lyhyemmässä ajassa. Lava sisältää yhden uudelleenkäynnistettävän Curie-moottorin, joka käyttää julkistamatonta "vihreää" polttoainetta ja on myös 3D-tulostettu. Ensimmäistä kertaa tällaista vaihetta käytettiin Electronin toisella lennolla. [33] Se pystyy kantamaan jopa 150 kg:n hyötykuorman. [neljätoista]
Yhtiö on kehittänyt kolmannen vaiheen seuraavan version - Photon (Photon), joka keskittyy Kuun ja planeettojen välisiin laukaisuihin. Tämä versio pystyy kuljettamaan jopa 30 kg kuun kiertoradalle. [14] [34]
Aluksi laukaisukompleksin suunniteltiin sijaitsevan lähellä Uuden-Seelannin Christchurchin kaupunkia Eteläsaarella . Ympäristövaatimusten vuoksi paikan sijainti kuitenkin siirrettiin Pohjoissaarelle [35] .
Electron-kantoraketin laukaisut tehdään laukaisukompleksista . Rocket Lab Launch Complex 1 , rakennettu Mahian niemimaalle , joka sijaitsee Uuden-Seelannin pohjoissaaren itärannikolla .
Syyskuun 2. päivänä 2016 kello 4.37 noin 100 km laukaisualustasta pohjoiseen tapahtui 7,1 magnitudin maanjäristys. Laukaisutilat ja 50 tonnin laukaisualusta eivät vaikuttaneet, Rocket Labin tiedottaja vahvisti . Catherine Moreau Hammond [36] .
Kompleksin viralliset avajaiset pidettiin 26. syyskuuta 2016 [37] . Laukaisulupa myönnetään 30 vuodeksi, ja siihen sisältyy mahdollisuus laukaisuun 72 tunnin välein [37] . Kompleksin sijainnin ansiosta voit asettaa hyötykuorman kiertoradalle, jolla on eri kaltevuus, välillä 39 - 98 ° [8] .
Tehtävän ohjauskeskus sijaitsee noin 500 km laukaisukompleksista luoteeseen Aucklandin kaupungissa . Keskuksen laitteistot mahdollistavat 25 000 kanavan reaaliajassa lähetettävän tiedon seurannan laukaisukompleksista, kantoraketista ja hyötykuormasta [13] .
Joulukuussa 2019 aloitettiin toisen laukaisualustan ( Pad B ) rakentaminen Launch Complex LC-1:ssä, lähellä ensimmäistä alustaa. Töiden odotetaan valmistuvan vuoden 2020 lopussa [38] .
Lokakuussa 2018 yhtiö ilmoitti, että se oli valinnut Keski-Atlantin alueellisen avaruussataman Wallops Flight Centerissä , Virginiassa , Yhdysvalloissa rakentamaan toisen laukaisukompleksinsa [9] . Laukaisukompleksi avattiin virallisesti joulukuussa 2019 [39] , ja ensimmäinen laukaisu on suunniteltu vuodelle 2020.
Tällä hetkellä vain Kiinalla on muita aktiivisia ultrakevyitä kantoraketteja - nämä ovat kiinteän polttoaineen ohjuksia, jotka on luotu keskipitkän kantaman DF-21-ohjuksen ensimmäisen vaiheen perusteella. Ominaisuuksiltaan lähin on Pegasus -risteilyohjukseen perustuva ilmailukompleksi , joka kuuluu muodollisesti kevytluokkaan. Muiden projektien joukossa jotkut, kuten Elektron, läpäisivät ensimmäiset lentokokeet (kaikki epäonnistui, paitsi japanilainen SS-520-5, mutta se kuuluu vielä kevyempään luokkaan), toiset valmistautuvat ensimmäisiin lähdöihin [ 1] .
| Nimi | Kehittäjäorganisaatio | Maa | Suurin hyötykuorma, kg |
Rata | Käynnistyskustannukset, milj. dollaria (arviointivuosi) |
Alkujen määrä |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektroni | Rocket Lab | USA Uusi-Seelanti |
150 | MTR | 4,9-6,6 | 25 (2022) |
| Pegasus | Orbital Sciences Corporation [40] | USA | 443 | NOU | 40 (2014) | 44 (2019) |
| Strypi | Havaijin yliopisto |
USA | 250 | MTR | — | 1 (2015) |
| SS-520-4 | IHI Aerospace [42] | Japani | 4 [43] | NOU | 3,5 (2017) [44] | 2 (2018) |
| LauncherOne | Virgin Orbit | USA | 300 [45] | MTR | — | 0 (2018) |
| Vector-R | avaruusjärjestelmät | USA | 30-45 [ 1] [46] | MTR | 1,5-2 [46] | 0 (2018) |
| Vektori H | 125 [46] | 3–3,5 [46] | 0 (2018) | |||
| Kuaizhou-1A | CASIC_ | Kiina | 250 [47] | MTR (500 km) | — | 9 (2019) |
| 200 [47] | SSO (700 km) | |||||
| Zelong-1 | CASIC_ | Kiina | 200 | MTR (500 km) | — | 1 (2019) |
| 150 | SSO (700 km) |
| Kertakäyttöiset kantoraketit | |
|---|---|
| Toiminnassa | |
| Suunniteltu |
|
| Vanhentunut |
|
| Amerikkalainen raketti- ja avaruustekniikka | ||
|---|---|---|
| Kantorakettien käyttö | ||
| Laukaisuajoneuvot kehitteillä | ||
| Vanhentuneet kantoraketit |
| |
| Tehostelohkot | ||
| Kiihdyttimet | ||
| * - Japanilaiset projektit, joissa käytetään amerikkalaisia raketteja tai vaiheita; kursivoitu - ennen ensimmäistä lentoa peruutetut projektit | ||