Folosind o structură din material compozit din fibră de carbon, racheta „Neutron” va deveni primul vehicul de lansare din material compozit din fibră de carbon la scară largă din lume.
Pe baza experienței anterioare de succes în dezvoltarea unui vehicul de lansare de dimensiuni reduse, „Electron”, Rocket Lab USA, o companie americană lider în lansări și sisteme spațiale, a dezvoltat o rachetă de lansare la scară largă numită „Neutron”, cu o capacitate utilă de 8 tone, care poate fi utilizată pentru zboruri spațiale cu echipaj uman, lansări de constelații mari de sateliți și explorarea spațiului îndepărtat. Racheta a obținut rezultate inovatoare în ceea ce privește designul, materialele și reutilizabilitatea.
Racheta „Neutron” este un nou tip de vehicul de lansare cu fiabilitate ridicată, reutilizabilitate și cost redus. Spre deosebire de rachetele tradiționale, racheta „Neutron” va fi dezvoltată în funcție de nevoile clienților. Se estimează că peste 80% dintre sateliții lansați în următorii zece ani vor fi constelații de sateliți, cu cerințe speciale de implementare. Racheta „Neutron” poate satisface în mod specific astfel de nevoi speciale. Vehiculul de lansare „Neutron” a realizat următoarele progrese tehnologice:
1. Primul vehicul de lansare la scară largă din lume care folosește materiale compozite din fibră de carbon
Racheta „Neutron” va fi primul vehicul de lansare la scară largă din lume care utilizează materiale compozite din fibră de carbon. Racheta va utiliza un material compozit din fibră de carbon nou și special, ușor și rezistent, care poate rezista la căldura și impactul imens al lansării și reintrării, astfel încât prima etapă să poată fi utilizată în mod repetat. Pentru a realiza o fabricație rapidă, structura compozită din fibră de carbon a rachetei „Neutron” va fi fabricată folosind un proces automat de plasare a fibrelor (AFP), care poate produce o înveliș de rachetă din fibră de carbon lung de câțiva metri în câteva minute.
2. Noua structură de bază simplifică procesul de lansare și aterizare
Reutilizabilitatea este cheia lansărilor frecvente și cu costuri reduse, așa că, încă de la începutul proiectării, rachetei „Neutron” i s-a oferit capacitatea de a ateriza, a se recupera și a se lansa din nou. Judecând după forma rachetei „Neutron”, designul conic și baza mare și solidă nu numai că simplifică structura complexă a rachetei, dar elimină și necesitatea unor picioare de aterizare și a unei infrastructuri voluminoase pentru lansare. Racheta „Neutron” nu se bazează pe un turn de lansare și poate lansa activități doar de pe propria bază. După lansarea pe orbită și eliberarea rachetei din a doua etapă și a încărcăturii sale utile, racheta din prima etapă se va întoarce pe Pământ și va efectua o aterizare lină la locul de lansare.
3. Noul concept de carenaj rupe designul convențional
Designul unic al rachetei „Neutron” se reflectă și în carenajul numit „Hungry Hippo” (Hipopotam Flămând). Carenajul „Hungry Hippo” va deveni parte a primei etape a rachetei și va fi complet integrat cu prima etapă; carenajul „Hungry Hippo” nu va fi separat de rachetă și nu va cădea în mare ca un carenaj tradițional, ci se va deschide ca un hipopotam. Gura se deschide pentru a elibera a doua etapă a rachetei și sarcina utilă, apoi se închide din nou și se întoarce pe Pământ cu racheta din prima etapă. Racheta care aterizează pe platforma de lansare este o rachetă din prima etapă cu carenaj, care poate fi integrată într-o rachetă din a doua etapă într-un timp scurt și lansată din nou. Adoptarea designului carenajului „Hungry Hippo” poate accelera frecvența lansărilor și poate elimina costul ridicat și fiabilitatea scăzută a reciclării carenajelor pe mare.
4. A doua etapă a rachetei are caracteristici de performanță ridicate
Datorită designului carenajului „Hungry Hippo”, treapta 2 a rachetei va fi complet închisă în treapta și carenajul rachetei la lansare. Prin urmare, a doua treaptă a rachetei „Neutron” va fi cea mai ușoară treaptă a doua din istorie. În general, a doua treaptă a rachetei face parte din structura exterioară a vehiculului de lansare, care va fi expusă mediului dur al atmosferei inferioare în timpul lansării. Prin instalarea treaptei rachetei și a carenajului „Hungry Hippo”, a doua treaptă a rachetei „Neutron” nu este necesară pentru a rezista la presiunea mediului de lansare și poate reduce semnificativ greutatea, atingând astfel performanțe spațiale mai mari. În prezent, a doua treaptă a rachetei este încă proiectată pentru o singură utilizare.
5. Motoare de rachetă construite pentru fiabilitate și utilizare repetată
Racheta „Neutron” va fi propulsată de un nou motor de rachetă Archimedes. Archimedes este proiectat și fabricat de Rocket Lab. Este un motor reutilizabil cu ciclu generator de oxigen lichid/gaz metan, care poate furniza 1 meganewton de tracțiune și 320 de secunde de impuls specific inițial (ISP). Racheta „Neutron” folosește 7 motoare Archimedes în prima etapă și o versiune cu vid a motoarelor Archimedes în a doua etapă. Racheta „Neutron” folosește piese structurale compozite din fibră de carbon ușoară și nu este nevoie ca motorul Archimedes să aibă performanțe și complexități prea ridicate. Prin dezvoltarea unui motor relativ simplu, cu performanțe moderate, calendarul de dezvoltare și testare poate fi redus considerabil.
Data publicării: 31 decembrie 2021
