«Любовь с первого взгляда» | Electron | Everyday Astronaut⁠⁠

Everyday Astronaut, 27 августа 2021 г., 9 минут на чтение

Первоисточник:

Изображение предоставлено: Rocket Lab

Время старта (может быть изменено)
18 ноября 2021 г. - 01:20 UTC | 14:20 NZT

Название миссии
Love At First Insight, два микроспутника наблюдения Земли для созвездия BlackSky

Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Rocket Lab

Клиент (кто за это платит?)
Spaceflight Inc. для BlackSky

Ракета-носитель
Electron

Место запуска
Стартовый комплекс-1А, полуостров Махия, Новая Зеландия

Масса полезной нагрузки
120 кг (~ 260 фунтов)

Куда выводятся спутники?
430 км на круговую низкую околоземную орбиту (НОО) с наклоном 50°.

Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Да, это будет их третья попытка !

Где приземлится первая ступень?
Она мягко приводнится в океане на расстоянии ~ 650 км от стартовой площадки.

Будут ли они пытаться вернуть обтекатели?
Нет

Эти обтекатели новые?
Да

Как сейчас погода?
TBD

Это будет:
— Первый раз, когда вертолет будет отслеживать возвращение Electron
— 3-я запланированная миссия по восстановлению после приводнения в океане
— 5-й запуск Rocket Lab в 2021 году
— 22-й запуск Electron
— 114-я орбитальная попытка запуска в 2021 году.

Где смотреть
Как только официальная трансляция станет доступна, вы сможете найти ее здесь.

Что все это значит?

Rocket Lab готовится к своей миссии Love At First Insight, которая стартует со стартового комплекса-1A, полуостров Махия, Новая Зеландия. В рамках миссии Love At First Insight, Electron доставит два микроспутника наблюдения Земли для созвездия BlackSky на низкую околоземную орбиту (НОО) высотой 430 км с углом наклона 50°. Более того, эта миссия станет третьей запланированной попыткой компании по восстановлению после приводнения в океане и первым случаем, когда вертолет будет задействован в процессе восстановления, наблюдая за спуском Electron.

Патч миссии «Любовь с первого взгляда». (Источник: Rocket Lab)

Love At First Insight станет первой из двух последовательных миссий, посвященных BlackSky. Эти два запуска запланированы на ноябрь и ознаменуют самый быстрый оборот между запусками для Rocket Lab на сегодняшний день.

Миссия Love At First Insight Mission

BlackSky

BlackSky — ведущий поставщик геопространственной информации в реальном времени из Сиэтла, который использует свои малые спутники Gen-2 для обнаружения интересующих объектов на Земле. Эти маленькие спутники разработаны и произведены партнером LeoStella. Созвездие BlackSky собирает наблюдения с космических, воздушных и различных наземных датчиков и может отображать местоположение объекта несколько раз в день.

На орбите два спутника BlackSky Gen-2 делают снимки Земли с субметровым разрешением. Компания использует искусственный интеллект (AI) и машинное обучение (ML) для наиболее эффективной обработки всей совокупности данных. Используя алгоритмы искусственного интеллекта/машинного обучения, аналитическая платформа BlackSky (Spectra AI) может отслеживать мировые новости на предмет возникающих событий и управлять микроспутниками для их визуализации, что обеспечивает оперативную и важную информацию для первых заказчиков.

Полезная нагрузка

Этот раздел основан на миссии Running Out of Toes.

Love At First Insight — это специальная миссия по выведению двух 60-килограммовых микроспутников для глобальной группировки BlackSky. Компания Spaceflight Inc., базирующаяся в Сиэтле, отвечает за организацию запуска, а также за управление миссией и услуги интеграции для BlackSky.

Это не первый случай, когда Rocket Lab предоставляет услуги по запуску BlackSky. Три из их спутника наблюдения Земли уже были успешно развернуты компанией Electron в 2019 году и ранее в этом году в рамках совместной миссии They Go Up So Fast. Этот полет следует за предыдущей миссией Running Out of Toes, которая, к сожалению, потерпела неудачу на втором этапе выведения, что привело к потере полезной нагрузки.

Два микроспутника BlackSky на Electron's Kick Stage (Источник: Rocket Lab через Twitter )

Для этой миссии Rocket Lab будет использовать интересную конфигурацию полезной нагрузки, похожей на русскую куклу, в обтекателе. Два микроспутника BlackSky будут расположены в два ряда друг над другом с использованием еще одного адаптера полезной нагрузки для развертывания из Electron's Kick Stage.

Спутники наблюдения Земли BlackSky в чистой комнате Rocket Lab. (Источник: Rocket Lab через Twitter )

Программа восстановления Rocket Lab

Компания обнародовала свои планы по программе восстановления в 2019 году. Глобальной целью этой программы является безопасное восстановление и повторный запуск первой ступени Electron. Это позволит компании еще больше увеличить частоту запуска за счет сокращения производственного времени, затрачиваемого на создание новых первых ступеней с нуля.

Программа восстановления Rocket Lab разделена на два этапа. Первая состоит из трех миссий по восстановлению после приводнения в океане, где первая целая ступень Electron извлекается из воды и отправляется обратно в производственный комплекс для более тщательного осмотра. Во время этих полетов Rocket Lab будет собирать данные, необходимые для понимания процесса восстановления и внесения обновлений в конструкцию ракеты. Затем компания намерена перейти ко второму этапу программы восстановления — восстановлению в воздухе с помощью вертолета.

Модернизированное оборудование

В предыдущей миссии Running Out of Toes уже использовались некоторые компоненты ускорителя, которые летали при первом запуске восстановления Return to Sender. В частности, его система наддува топлива отправилась в космос и обратно во второй раз. Был также дебют для сделанного из нержавеющей стали теплового щита на первой ступени. По заявлению компании, он выглядел хорошо и защищал первую ступень от огромных тепловых нагрузок и сил во время входа в атмосферу.

Миссия Love At The First Insight увидит еще одно обновление в конструкции носителя, которое включает в себя усовершенствованный парашют, который должен быть развернут с первой ступени на большей высоте, и улучшения теплового экрана.

Профиль миссии восстановления

Процесс этой миссии будет происходить следующим образом. Во-первых, система управления ориентацией «перевернет» бустер на 180° для повторного входа. Эта ориентация, а также тепловой экран помогут носителю выдерживать температуры до 2400° C, когда он снова входит в атмосферу Земли с гиперзвуковой скоростью (примерно в 8 раз превышающей скорость звука). После замедления до сверхзвуковой скорости (<2 Маха) Electron развернет тормозной парашют, который стабилизирует ступень и продолжит ее замедление. Затем основной парашют сработает на высоте 5,7 км (19 000 футов), чтобы еще больше увеличить сопротивление и сделать возможным мягкое приземление в океане. В отличие от двух предыдущих миссий по восстановлению,

После этого будет использован вертолет, находящийся в зоне возвращения, для наблюдения и отслеживания этапа спуска. Вертолет не будет пытаться произвести захват в воздухе, но будет записывать данные, которые помогут в будущих миссиях. После приводнения спасательная бригада Rocket Lab выловит Electron из воды с помощью Ocean Recovery Capture Apparatus (ORCA). Затем восстановленная ступень будет возвращена в производственный комплекс для проверки.

Профиль миссии Love At First Insight . (Источник: Rocket Lab через Twitter )

Таким образом, миссия Love At The First Insight предоставит Rocket Lab еще больше данных о процессе возвращения и эффективности представленных обновлений. Если все пойдет по плану, Rocket Lab сможет перейти к завершающей фазе программы восстановления — «ловле» ступени в воздухе с помощью вертолета. Посмотрите их демонстрационное видео, которое иллюстрирует все шаги программы восстановления!

Последовательность запуска

До запуска

Запуск

Что такое Electron?

Electron от Rocket Lab — это ракета-носитель малой грузоподъемности, разработанная специально для вывода небольших спутников (CubeSats, нано-, микро- и миниспутники) на низкую околоземную орбиту и солнечно-синхронные орбиты (SSO). Electron состоит из двух ступеней с дополнительными третьими ступенями.

Electron составляет около 18 метров (59 футов) в высоту и всего 1,2 метра (3,9 фута) в диаметре. Он не только маленький по размеру, но и легкий. Конструкции транспортного средства изготовлены из современных композитных материалов из углеродного волокна, что обеспечивает улучшенные характеристики ракеты. Грузоподъемность Electron на НОО составляет 300 кг (~ 660 фунтов).

Electron на производственном объекте. (Источник: Rocket Lab через Twitter )

Первый полет It's A Test был запущен 25 мая 2017 года со стартового комплекса Rocket Lab-1 (LC-1) в Новой Зеландии. Во время этой миссии произошел сбой в системе наземной связи, что привело к потере телеметрии. Несмотря на то, что компании пришлось вручную прекратить полет, с самим носителем не было более серьезных проблем. С тех пор Electron стартовал 21 раз (18 из них были полностью успешными) и доставил на орбиту 105 спутников.

Первая и вторая ступень

Первая ступень Electron состоит из баков с общей переборкой для топлива и промежуточной ступени. Приводится в действие 9 двигателями Rutherford, оптимизированных для работы на на уровне моря. Вторая ступень также состоит из баков для топлива (~ 2000 кг топлива) и приводится в действие одним оптимизированным под вакуумом двигателем Rutherford.

Основное различие между этими двумя вариантами двигателя Rutherford состоит в том, что последний имеет расширенное сопло, что приводит к улучшенным характеристикам в условиях, близких к вакууму.

Двигатель Rutherford

Двигатели Rutherford являются основным двигателем для Electron и были разработаны собственными силами компании специально для этого носителя. Они работают на ракетном керосине (РП-1) и жидком кислороде (LOx). В двигателе Rutherford есть по крайней мере две особенности, которые выделяют их среди остальных.

Во-первых, все основные компоненты двигателей Rutherford напечатаны на 3D-принтере. Главные топливные клапаны, инжекторные насосы и камера двигателя производятся электронно-лучевым плавлением (ЭЛП), которое является одной из разновидностей 3D-печати. Этот метод производства экономичен и эффективен по времени, так как позволяет изготовить полный двигатель всего за 24 часа.

Rutherford — первый двигатель RP-1/LOx, в котором для питания топливных насосов используются электродвигатели и высокопроизводительные литий-полимерные батареи. Эти насосы являются важнейшими компонентами двигателя, поскольку они подают топливо в камеру сгорания, где они воспламеняются и создают тягу. Однако процесс транспортировки жидкого топлива и окислителя в камеру не является тривиальным. В типичном газогенераторном двигателе требуется дополнительное топливо и сложное турбомашинное оборудование только для того, чтобы приводить в действие эти насосы. Вместо этого Rocket Lab решила использовать аккумуляторную технологию, что позволило избавиться от большого количества дополнительного оборудования без ущерба для производительности.

Различные третьи ступени Electron

Kick Stage

У Electron есть дополнительные третьи ступени, также известные как Kick Stage, Photon и версия Foton для дальнего космоса. Kick Stage приводится в действие одним двигателем Curie, который может развивать тягу 120 Н. Как и Rutherford, он был разработан собственными силами и изготовлен методом 3D-печати. Помимо двигателя, Kick Stage состоит из баков из углеродного композита для хранения топлива и 6 реактивных двигателей.

Ступени Kick разработаны для трех отдельных миссий (Фото: Питер Бек через Twitter )

Kick Stage в своей стандартной конфигурации служит двигателем в космосе для развертывания полезных нагрузок клиентов Rocket Lab на их назначенных орбитах. Он имеет возможность повторного зажигания, что означает, что двигатель может повторно зажигаться несколько раз, чтобы отправить несколько полезных нагрузок на разные отдельные орбиты. Недавний пример — 19-я миссия Electron, They Go Up So Fast, запущенная в марте в начале этого года. Двигатель Curie был запущен, чтобы сделать круговую орбиту, прежде чем развернуть полезную нагрузку на 550 км. Затем Curie снова зажегся, чтобы снизить высоту до 450 км, а остальные полезные нагрузки были успешно развернуты на этой высоте.

Photon и deep-space Photon

Rocket Lab предлагает усовершенствованную конфигурацию Kick Stage, своей спутниковой платформы Photon. Photon может нести различную полезную нагрузку и функционировать как отдельный оперативный космический аппарат, поддерживающий долгосрочные миссии. Среди функций, которые он может предоставить спутникам, — питание, авионика, двигательная установка и связь.

Иллюстрация космической версии Фотона (Источник: Rocket Lab)

Но это еще не все. Photon также является версией для дальнего космоса, которая будет выполнять межпланетные миссии. Он приводится в движение двигателем HyperCurie, который является развитием двигателя Curie. Двигатель HyperCurie питается от электрического насоса, поэтому он может использовать солнечные элементы для зарядки батарей между включениями. Он имеет удлиненное сопло, что делает его более эффективным, чем стандартный Curie, и работает на неким «зеленом самовоспламеняющемся топливе», о составе которого Rocket Lab не сообщила. NASA уже планирует использовать версию Photon для дальнего космоса для своей роботизированной лунной миссии CAPSTONE. В рамках этой миссии космический корабль Photon доставит 25-килограммовый спутник CubeSat НАСА на уникальную лунную орбиту, официально известную как орбита с почти прямолинейным гало (NRHO). Вы можете узнать больше о CAPSTONE здесь.

Первоисточник: