Electron — это двухступенчатая частично восстанавливаемая орбитальная ракета- носитель, разработанная Rocket Lab , американской аэрокосмической компанией со стопроцентным новозеландским филиалом. [15] [16] Electron был разработан для обслуживания рынка коммерческих запусков малых спутников . [17] Его двигатели Резерфорда являются первым двигателем с электронасосом , приводящим в действие ракету орбитального класса. [18] Электрон часто управляется с помощью специальной платформы или космического корабля Photon компании Rocket Lab . Хотя ракета была спроектирована как одноразовая , Rocket Lab дважды восстанавливала первую ступень и работает над возможностью повторного использования ракеты-носителя. [19] Ракета -носитель рейса 26 (F26) стала первой попыткой спасения вертолета.
В декабре 2016 года Electron прошел летную квалификацию . Первая ракета была запущена 25 мая 2017 года в ходе полета под названием «Это испытание» [20] и достигла космоса, но не вышла на орбиту из-за сбоя в коммуникационном оборудовании на земле. [21] [22] Во время своего второго полета 21 января 2018 года Electron достиг орбиты и развернул три спутника CubeSat в рамках миссии под названием «Все еще тестируется». [23] Первый коммерческий запуск Electron и третий запуск в целом произошел 11 ноября 2018 года в рамках миссии под названием «Пришло время дел». [24] С тех пор Electron успешно запускался 37 раз, еще 4 раза неудачно, всего 41 запуск.
В «Электроне» используются две ступени одинакового диаметра (1,2 м (3 фута 11 дюймов)), заполненные топливом RP-1 / LOX . Основной корпус ракеты изготовлен из легкого углеродного композитного материала. [25]
Обе ступени используют ракетный двигатель Резерфорда , первый двигатель с электронасосом, приводящий в движение орбитальную ракету. [18] Электрические насосы питаются от литий-полимерных аккумуляторов. На второй ступени используются три батареи, которые подлежат «горячей замене», две из которых выбрасываются по мере разрядки для снижения массы. [26] На первой ступени установлены девять двигателей Резерфорда, а на второй — одна вакуумно-оптимизированная версия. [27] [28] [29] Двигатели первой ступени развивают тягу 162 кН (36 000 фунтов силы), а тяга второй ступени — 22 кН (4900 фунтов силы ) . Почти все детали двигателей напечатаны на 3D-принтере , чтобы сэкономить время и деньги в процессе производства. [18] [25]
Rocket Lab также разработала дополнительную третью ступень, известную как «ударная ступень», предназначенную для формирования круговых орбит полезной нагрузки своих спутников. Сцена также выводит спутники на более точную орбиту за меньшее время. Ударная ступень Electron оснащена одним двигателем Кюри , способным выполнять многократное горение, использует неуказанный «зеленый» битоплив и напечатана на 3D-принтере. Впервые он был использован во время второго полета Электрона. [30] Подъемная ступень может перевозить до 150 кг (330 фунтов) полезной нагрузки. [31]
Rocket Lab также разработала вариант космического корабля стартовой ступени «Фотон» , который предназначен для использования в лунных и межпланетных миссиях. «Фотон» будет способен доставлять на лунную орбиту небольшие полезные грузы массой до 30 кг (66 фунтов). [32] [33]
Обтекатель полезной нагрузки Electron имеет длину 2,5 м (8 футов 2,4 дюйма), диаметр 1,2 м (3 фута 11,2 дюйма) и общую массу 44 кг (97 фунтов).
Изготовление компонентов основной конструкции самолета из углеродного композита традиционно занимало 400 часов с использованием большого количества ручного труда. В конце 2019 года Rocket Lab запустила в эксплуатацию новую роботизированную производственную площадку, позволяющую производить все композитные детали для Electron всего за 12 часов. Робот получил прозвище «Робот Рози» в честь персонажа Джетсонов . В ходе этого процесса можно изготовить все конструкции из углеродного волокна, а также выполнить резку, сверление и шлифовку, чтобы детали были готовы к окончательной сборке. Цель компании по состоянию на ноябрь 2019 года — сократить общий производственный цикл Electron до семи дней. [34] [35]
В производстве двигателей Резерфорда широко используется аддитивное производство , и оно применяется с самых первых полетов Electron. Это позволяет относительно просто масштабировать производство за счет увеличения количества и возможностей 3D-принтеров. [34]
6 августа 2019 года Rocket Lab объявила о планах восстановления и повторного запуска первой ступени «Электрона» , хотя внутренние планы начались с конца 2018 года . транспортное средство , но его преследовали из-за лучшего понимания характеристик Electron на основе анализа предыдущих полетов с помощью датчиков на транспортном средстве. Кроме того, для удовлетворения требований запуска преследовалась возможность повторного использования. [37] [38] Чтобы противодействовать уменьшению полезной нагрузки, вызванному добавленной массой оборудования для восстановления, ожидается повышение производительности Electron. [38]
Ранние этапы восстановления включали сбор данных и выживание при входе в атмосферу, также известное как «Стена». [36] [39] Следующий этап потребует успешного развертывания аэродинамического замедлителя или баллюта для замедления ракеты-носителя с последующим развертыванием парафойла , завершившимся приземлением в океане. После успешного приземления в океане сцену перенесут на корабль для ремонта и повторного полета. [40] Rocket Lab не опубликовала информацию об аэродинамическом замедлителе, который потребуется для замедления ракеты-носителя после входа в атмосферу. [37] Поздние этапы повторного использования электронов будут включать использование парафойла и подъем в воздухе вертолетом. После успешного подъема в воздух вертолет доставит «Электрон» на корабль, который доставит сцену на стартовую площадку для ремонта и запуска. [36] [41] Позже Rocket Lab отказалась от плана добраться до сцены с помощью вертолета и вместо этого будет использовать приземление в океане. Один восстановленный двигатель Резерфорда прошел пять полноценных огневых испытаний и объявлен снова готовым к полету. [42] В 40-й миссии «Электрон» Rocket Lab успешно повторно использовался отремонтированный двигатель Резерфорда из предыдущего полета. [43] [44]
Rocket Lab, исследуя возможность повторного использования, решила, что они не будут использовать двигательную систему восстановления, как SpaceX . Вместо этого они будут использовать атмосферу для замедления ракеты-носителя с помощью так называемой технологии «аэротермического замедлителя». Точные используемые методы являются запатентованными, но могут включать сохранение правильной ориентации при повторном входе в атмосферу и другие технологии. [39] [45]
Первоначально «Электрон» имел грузоподъемность 150–225 кг (331–496 фунтов) на солнечно-синхронной орбите длиной 500 км (310 миль) . [8] [46]
Стремясь к возможности повторного использования, Rocket Lab внесла изменения в Electron. Рейсы 6 и 7 («Это забавный кактус» и «Вызови дождь») на первой ступени имели инструменты, необходимые для сбора данных, которые помогут в программе повторного полета. Рейс 8 («Смотри, нет рук») имел «Брут», прибор, который собирал данные с первой ступени для изучения входа в атмосферу и был разработан, чтобы выжить при приводнении в океане. [36] [40]
Рейс 10 («Не хватает пальцев») имел обновление блока первой ступени «Электрона», позволяющее осуществить первый управляемый вход в атмосферу ракеты-носителя первой ступени. Обновления включали дополнительное оборудование для наведения и навигации; бортовые бортовые компьютеры; и телеметрия S-диапазона для сбора и потоковой передачи данных, собранных во время входа в атмосферу. Первая ступень также имела систему управления реакцией (RCS) для ориентации ракеты-носителя. [47] [48] После разделения ступеней первая ступень с установленным новым оборудованием перевернулась на 180 °, чтобы подготовиться к входу в атмосферу. На протяжении всего входа в атмосферу ступень управлялась через атмосферу так, чтобы она имела правильную ориентацию и угол атаки для базового теплозащитного экрана , чтобы защитить ракету-носитель от разрушения с помощью RCS и бортовых компьютеров. [39] [49] Ракета-носитель успешно пережила управляемый вход в атмосферу, несмотря на отсутствие на борту средств замедления, и разрушительно приводнилась в океан на скорости 900 км/ч (250 м/с; 560 миль в час), как и планировалось, если вход в атмосферу был успешным. [39] [50] Rocket Lab не планировала восстанавливать сцену, а вместо этого хотела продемонстрировать способность успешно вернуться на сцену. [49] Рейс 11 («Птицы одного пера») продемонстрировал аналогичный успех. [51] [52] Никаких дальнейших испытаний на вход в атмосферу, подобных полетам 10 и 11, не ожидается. [53]
После полета 11 («Птицы одного пера») в середине февраля 2020 года были проведены испытания парашютов на малой высоте. В апреле 2020 года Rocket Lab поделилась успешной демонстрацией подъема в воздухе, проведенной в марте 2020 года. Испытательный образец Electron был сброшен с вертолета и раскрыл парашюты. Вертолет с длинной стрелой зацепил тормозной трос парашюта на высоте 1500 м (4900 футов), продемонстрировав успешное возвращение. После поимки объект испытаний был доставлен обратно на сушу. [53] [54]
Рейс 16 («Возвращение к отправителю») первым вернул ускоритель первой ступени с приводнением в Тихий океан . [54] [55] Ракета также вывела на солнечно-синхронную орбиту тридцать полезных грузов , в том числе симулятор титановой массы в форме садового гнома «Гном Чомпски» из видеоигры Half-Life 2 . [56] [57]
В августе 2020 года Rocket Lab объявила об увеличении полезной нагрузки Electron до 225–300 кг (496–661 фунт). Увеличение грузоподъемности произошло в основном за счет усовершенствования аккумуляторной батареи. Увеличенная грузоподъемность позволяет компенсировать массу, добавленную за счет технологии восстановления. Кроме того, большая масса полезной нагрузки может использоваться в межпланетных и других миссиях, когда «Электрон» будет израсходован. [32]
Rocket Lab также анонсировала несколько нестандартных обтекателей, в том числе расширенный обтекатель (стандарт 1,2x), обычный расширенный обтекатель, расширенный обтекатель и двойной обтекатель. Стандартный обтекатель имеет полезный диаметр 1,07 м (3,51 фута), а расширенный обтекатель - 1,56 м (5,12 фута). [58] [59] [60] В миссии StriX-α для Synspective в декабре 2020 года использовался расширенный обтекатель. [61]
Rocket Lab разработала собственную AFTS для запусков из Новой Зеландии с декабря 2019 года, [62] но для первого запуска из США они использовали автономное устройство завершения полета НАСА. [63]
Electron предназначен для вывода полезной нагрузки массой 200–300 кг (440–660 фунтов) на солнечно-синхронную орбиту длиной 500 км (310 миль) , подходящую для CubeSat и других небольших полезных нагрузок . [11] По данным компании, в октябре 2018 года Rocket Lab открыла завод, достаточно большой для производства более 50 ракет в год. [64] Клиенты могут по своему выбору заключить свой космический корабль в обтекатели полезной нагрузки, предоставленные компанией, которые можно легко прикрепить к ракете незадолго до запуска. [65] Стартовая цена доставки полезной нагрузки на орбиту составляет около 7,5 миллионов долларов США за запуск, что является единственной специализированной услугой в этой ценовой категории. [6] [7]
Moon Express заключила контракт с Rocket Lab на запуск лунных посадочных модулей (заключено несколько запусков, некоторые из которых запланированы для операций Moon Express после GLXP) на Electron, чтобы побороться за Google Lunar X Prize (GLXP). [66] Ни один из претендентов не уложился в срок, и конкурс был закрыт без победителя. [67] В течение некоторого времени после закрытия GLXP запуски Moon Express Electron оставались запланированными, но до февраля 2020 года все запуски Moon Express с использованием Electron были отменены. [68]
В апреле 2023 года Rocket Lab анонсировала создание производного от Electron транспортного средства под названием HASTE ( Hypersonic Accelerator Suborbital Test Electron ), способного доставлять 700 кг груза по суборбитальной траектории. В число заказчиков входит компания Dynetics, которая использует ракету для запуска испытательных автомобилей в рамках программы MACH-TB. [69] Первый запуск «ДИНАМО-А» произошел 18 июня 2023 года со стартового комплекса-2 (LP-0C) в Среднеатлантическом региональном космодроме . [70]
Ракета запускается со стартового комплекса Rocket Lab 1 на полуострове Махия в Новой Зеландии. [25] Удаленное и малонаселенное расположение стартовой площадки предназначено для обеспечения высокой частоты запусков. [25] Ракета и стартовая площадка финансировались из частных источников, впервые все части операции орбитального запуска полностью находились в ведении частного сектора (другие частные космические компании арендуют стартовые мощности у государственных учреждений или запускают только суборбитальные ракеты ). [25] [46]
В октябре 2018 года Rocket Lab выбрала Среднеатлантический региональный космодром (MARS) компании Virginia Space на полигоне Уоллопс , штат Вирджиния , в качестве своей будущей вторичной стартовой площадки в США, получившей название Rocket Lab Launch Complex 2 . [71] Стартовый комплекс-2 (ЛК-2), как ожидается, будет обслуживать госзаказчиков. [72]
Первый запуск с LC-2 произошел 24 января 2023 года. Ракета «Электрон» успешно облетела три спутника. [73]
Кроме того, Космическое агентство Великобритании предоставляет Highlands and Islands Enterprise возможность разработать стартовую площадку Electron на полуострове А'Мойн в Сазерленде , Шотландия. [74] Это место будет называться «Космопорт Сазерленд» . [75]
С мая 2017 года Electron совершил 44 полета, в общей сложности 40 успешных и 4 неудачных. Первоначальный испытательный полет под названием «Это испытание» провалился из-за сбоя в коммуникационном оборудовании на земле, но последующие миссии под названием «Все еще тестируется», «Пришло деловое время» и «Это для Пикеринга». доставил несколько небольших полезных грузов на низкую околоземную орбиту. [76] [77] В августе 2019 года миссия под названием «Смотри, Ма, без рук» успешно доставила на орбиту четыре спутника, [78] а в октябре 2019 года миссия под названием «Пока ворона» успешно стартовала с Махии LC- 1 , выводящий небольшой спутник и его стартовую ступень на парковочную орбиту высотой 400 км. [79] В июле 2020 года произошел сбой тринадцатого запуска ракеты «Электрон» с полезной нагрузкой заказчика на борту, что стало первой неудачей после первого полета. [80] В мае 2021 года двадцатый запуск также не удался. [81]
Да, нам потребовалось 100 миллионов долларов, чтобы выйти на орбиту, и я считаю, что это слишком много!
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )15/12 «Ночь совы» начинается [...] Спутниковый запуск StriX-α.
Вы обязаны использовать расширенный кофе.