Малая ракета впервые запустит частный космический корабль на Луну. Arstechnica
«Это действительно выходит за рамки возможного - коммерческий космический корабль, работающий на Луне».
ЭРИК БЕРГЕР - 22.06.2022, 18:35
Графическое изображение технологического эксперимента по эксплуатации и навигации окололунной автономной системы позиционирования на окололунной орбите.НАСА
НАСА и Rocket Lab готовятся к запуску новой миссии на лунную орбиту, которая во многих отношениях служит авангардом того, что должно произойти, поскольку космическое агентство и американские компании наращивают исследования Луны.
Космическое агентство оказывает финансовую поддержку частному спутнику CAPSTONE, выделив грант в размере 13,7 млн долларов. Его запуск на ракете Electron запланирован уже в субботу из Новой Зеландии. Разработанный базирующейся в Колорадо компанией Advanced Space с помощью Terran Orbital, сам космический аппарат имеет скромные размеры, всего лишь кубсат высотой 12U и массой около 25 кг. Он вполне мог бы поместиться в мини-холодильнике.
Скромны и научные цели миссии — в первую очередь, демонстрация новой системы автономной навигации вокруг Луны и вблизи нее. Эта окололунная автономная система позиционирования, или CAPS, важна, потому что рядом с Луной не хватает стационарных средств слежения, особенно потому, что в ближайшее десятилетие окололунная среда станет более тесной.
Тем не менее НАСА рассматривает это как ключевую межпланетную миссию по ряду причин.
В интервью старший инженер Управления космических технологий НАСА Крис Бейкер сказал, что космическое агентство заинтересовано в такого рода технологиях, поскольку оно планирует помочь управлять растущим трафиком вблизи Луны, включая собственные миссии Artemis и коммерческие космические корабли, доставляющие космические аппараты. Научные грузы НАСА будут доставляться на поверхность Луны.
Миссия CAPSTONE принесет НАСА еще одну пользу. Он будет летать по особой орбите, называемой почти прямолинейной гало-орбитой, вокруг Луны. Это очень эллиптическая орбита, которая периодически приближается к Луне примерно на 3000 км и удаляется на расстояние до 70 000 км. Это несколько странная орбита, но поскольку она точно сбалансирована между гравитацией Земли и Луны, орбита очень стабильна и требует лишь небольшого количества топлива космического корабля для удержания позиции.
Позже в этом десятилетии НАСА намеревается начать сборку небольшой космической станции под названием Gateway «Лунные ворота» на этой эллиптической орбите. Gateway предназначен для нескольких целей, включая предоставление промежуточной станции для астронавтов, отправляющихся на поверхность Луны. Миссия CAPSTONE станет первым космическим кораблем, который проверит параметры этой орбиты и проверит стабильность орбиты, как это было предсказано в моделировании.
«Математические модели действительно хороши», — сказал Бейкер. «Нет никаких опасений, что мы узнаем что-то, что может повлиять результаты. На самом деле это больше связано с уточнением нашего понимания, изучением удержания Delta-v на станции, чтобы заземлить эти модели с реальными полетными данными и оптимизировать операции».
Миссия CAPSTONE является первопроходцем и в других отношениях, которые могут оказаться важными, поскольку исследование системы Земля-Луна выходит за рамки традиционных космических агентств. Это может помочь найти способы сократить расходы на полеты на Луну, что является серьезным препятствием для коммерческой деятельности.
Примечательно, что это будет первая межпланетная миссия, запущенная небольшой жидкостной ракетой Electron. Компания по запуску, Rocket Lab, построила межпланетную третью ступень под названием Lunar Photon, которая отделится от ракеты примерно через 20 минут после старта. Шесть дней спустя, после подъема орбиты CAPSTONE до 60 000 км, ступень Photon сделает последний прожиг и отправит CAPSTONE в глубокий космос.
Баллистический перенос на Луну в инерциальной системе отсчета с центром на Земле, вид сверху вниз и наклонный.Расширенное пространство
Затем космический корабль проведет почти четыре месяца в путешествии к Луне, следуя так называемому баллистическому лунному переходу, который использует гравитацию Солнца для движения по расширенной траектории. Хотя этот путь приведет космический корабль к расстоянию, более чем в три раза превышающему расстояние между Землей и Луной, для достижения пункта назначения небольшому аппарату потребуется сжечь относительно мало топлива.
«Одна из вещей, которая делает эту миссию особенно привлекательной для нас, — это возможности, которые она демонстрирует, а также малый бизнес США и коммерческие возможности, которые она использует», — сказал Бейкер. «Это демонстрация доступа к Луне для небольшого космического корабля на небольшой ракете. Это действительно расширяет границы коммерческого космического корабля, работающего на Луне и помогающего проложить путь, по которому могут пойти другие».
ЭРИК БЕРГЕР — старший космический редактор Ars Technica, освещающий все, от астрономии до частного космоса и НАСА, а также автор книги Liftoff о подъеме SpaceX. Сертифицированный метеоролог, Эрик живет в Хьюстоне.
CAPSTONE | Electron | Everyday Astronaut
Austin DeSisto, 30 мая, 2022, 10 минут на чтение
Время старта (возможны изменения)
27 июня 2022 г. – 09:50 UTC | 21:50 по новозеландскому времени
Название миссии
CAPSTONE
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Rocket Lab
Клиент (Кто за это платит?)
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Ракета-носитель
Electron
Место запуска
Стартовый комплекс-1А, полуостров Махия, Новая Зеландия
Масса полезной нагрузки
300 кг (660 фунтов)
Куда летит спутник?
Почти прямолинейная гало-орбита (NRHO) вокруг Луны
Будут ли они пытаться возвратить первую ступень?
Нет
Где приземлится первая ступень?
Она рухнет в Тихий океан
Будут ли они пытаться возвратить обтекатели?
Нет
Эти обтекатели новые?
Да
Как выглядит погода?
подлежит уточнению
Это будет:
— 4-й запуск Rocket Lab в 2022 г.
— 27-й запуск Electron
— 1-й полет Rocket Lab в дальний космос
— 1-й полет Lunar Photon
— 64-я попытка орбитального запуска в 2022 г.
Где смотреть
— Официальную прямую трансляцию можно будет найти здесь
— Тим Додд начнет трансляцию в T-30 минут; задавайте вопросы и присоединяйтесь к беседе в прямом эфире!
Что все это значит?
Rocket Lab запустит миссию Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE) для Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства NASA. Миссия состоит из одного космического аппарата, который в течение многих месяцев отправится к Луне и выйдет на околопрямолинейную гало-орбиту (NRHO). Эта орбита уникальна для программы NASA Artemis, и на ней планируется разместить космическую станцию Gateway, для поддержки частых миссий на Луну. Миссия представляет собой сотрудничество между несколькими компаниями, включая Terran Orbital, Advanced Space, Rocket Lab и Stellar Exploration.
Что такое CAPSTONE ?
Короче говоря, CAPSTONE является первооткрывателем программы НАСА Artemis. Эта программа направлена на высадку мужчины и первой женщины на Луне. Однако, как показала предшествующая программа «Аполлон», «Артемида» потребует времени, планирования и множества экспериментов по поиску пути. Космический корабль был спроектирован, построен, испытан и будет эксплуатироваться компанией Terran Orbital, а программирование и планирование будет осуществляться Advanced Space.
Художественный рендер космического корабля CAPSTONE около Луны (Источник: НАСА)
Есть много ключевых задач, которые CAPSTONE стремится выполнить в течение ожидаемого шестимесячного срока миссии, с возможным увеличением миссии еще на 12 месяцев. К ним относятся подтверждение реальной кинетики гало-орбиты и тестирование совершенно новой навигационной технологии. Результаты этого многомесячного эксперимента будут внедрены непосредственно в разработку Gateway.
Почти прямолинейная гало-орбита
Впервые космический аппарат будет выведен на почти прямолинейную гало-орбиту (NRHO). Эта орбита была специально выбрана НАСА как наиболее подходящая орбита для космической станции Gateway. Gateway — это лунный аванпост, который обеспечит пересадку астронавтов во время длительных миссий на Луну.
Эта орбита имеет период 6,5 дней и обладает уникальной способностью постоянно поддерживать линию обзора с Землей, с одночасовым лунным затмением Солнца на каждой орбите. Перилун (ближайшее сближение с Луной) будет составлять около 3000 км (1900 миль), а его аполун - около 70 000 км (43 000 миль) и будет проходить над южным полюсом.
Еще одним преимуществом этой орбиты является низкая энергия, необходимая для входа и выхода из нее, в том числе обратно на Землю, на более низкую лунную орбиту и на лунную поверхность. Конкретным NRHO для CAPSTONE и, следовательно, Gateway является NRHO 9:2. Точнее, это означает, что на каждые девять оборотов, которые совершает CAPSTONE, Луна совершает два оборота.
Анимация почти прямолинейной гало-орбиты (NRHO)
(Источник: aisolutionsinc, Космический центр имени Джонсона НАСА)
CAPSTONE поможет определить графики отслеживания, используя Deep Space Network (DSN), которые будут работать для Gateway. По словам Итана Кайзера из Advanced Space, используя DSN для генерации важных данных, CAPSTONE сможет сделать больше открытий о состоянии космического корабля вокруг перилуны, области с «шаткой динамикой», что затрудняет ее моделирование. В частности, навигационная неопределенность будет расти по мере прохождения космического корабля через перилуну. Поэтому CAPSTONE будет использовать различные стратегии, чтобы уменьшить эту навигационную неопределенность.
Решение, которое CAPSTONE надеется протестировать, состоит в том, чтобы выполнять один маневр за каждый оборот при истинной аномалии в 200 градусов, примерно через день после оборота. В этом маневре потребуется всего несколько сантиметров в секунду дельта-V. Как и любой маневр, он был смоделирован на земле. Однако CAPSTONE сможет попробовать это в реальных условиях. Если CAPSTONE дойдет до этапа расширенной миссии, он выполнит маневр удержания станции в различных точках, чтобы увидеть, что лучше всего работает в этих реальных условиях.
Полет с низким энергопотреблением
Уникальный маневр, чтобы добраться до Луны, низкоэнергетический переход занимает около трех-четырех месяцев. Это сопоставимо с тремя-четырьмя днями путешествия астронавтов «Аполлона», которые использовали прямую траекторию полета. По словам Итана Кайзера, руководителя разработки миссии CAPSTONE в Advanced Space, прямой полет может потребовать 500 м/с дельта-V для выхода на лунную орбиту, что намного больше, чем способны дать CAPSTONE и Lunar Photon. Напротив, для введения с использованием траектории с низкой энергией требуется всего 20 м/с дельта-V.
«Использование траектории с низким энергопотреблением — это то, что сделало возможным аппарат формат CubeSat 12U», — сказал Кайзер. Низкоэнергетическая траектория также использует Солнце, позволяя его магии работать. Солнце выполняет два действия: помогает поднять апогей на орбите Земли и помогает изменить наклонение орбиты; что-то, что иногда могло добавить существенные требования к delta-V.
Большинство других космических аппаратов использовали прямые траектории, но некоторые использовали траекторию с низким энергопотреблением. Миссии Grail и Genesis использовали низкоэнергетические траектории. По словам Кайзера, максимальный вес спутника для прямой траектории составляет около 100 кг. В основном это связано с количеством топлива, необходимого для удовлетворения требований дельта-V для торможения при выходе на лунную орбиту.
Окололунная автономная система позиционирования (CAPS)
Одним словом, CAPS позволит космическому аппарату самостоятельно иметь навигационное решение без связи с землей. Для этого космический корабль будет связываться с другим космическим кораблем, находящимся поблизости. В случае с CAPSTONE лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) является идеальным кандидатом. Эта связь будет происходить в перилуне, длиться максимум 40 минут и включать в себя измерение дальности и относительной скорости, которые затем будут рассчитаны на борту CAPSTONE для получения абсолютной позиции. Это позволяет CAPSTONE понять, где он находится.
Это было бы невозможно на низкой околоземной орбите, потому что орбита была бы симметричной. В NRHO CAPSTONE может получить абсолютную позицию; не только относительное положение к LRO. Итан Кайзер из Advanced Space подчеркнул важность этой автономной и независимой навигации, поскольку наземные станции имеют больше космических аппаратов для отслеживания. «Мы видим, что все больше и больше космических кораблей отправляются на Луну; все больше и больше этих космических аппаратов будут иметь на борту технологию CAPS», — сказал Кайзер.
Автономность наступает после того, как космический корабль понимает, где он находится в пространстве (абсолютное положение). Если космический корабль сойдет с запрограммированной орбиты, то он сможет сделать так, чтобы станция сохраняла поправки, необходимые для возвращения на правильную орбиту.
Техническая информация
CAPSTONE — чрезвычайно сложный космический корабль для своего размера. «Мы используем формат 12U, поэтому мы уже продвигаем то, что я на самом деле рассматриваю как CubeSat», — сказал Итан Кайзер, руководитель отдела разработки миссий CAPSTONE, работающий в Advanced Space. Общий вес космического корабля вместе с Lunar Photon Kick Stage от Rocket Lab составляет 300 кг (662 фунта) или CubeSat высотой 12U. Сам космический корабль весит 25 кг (55 фунтов).
Космический корабль имеет размеры 34 х 34 х 61 см и использует монотопливную гидразиновую систему для маневров по удержанию станции. Они также известны как орбитальные маневры технического обслуживания (OMM). CAPSTONE имеет антенну S-диапазона для связи с орбитальным аппаратом Lunar Reconnaissance Orbiter и радиостанцию IRIS X-диапазона для связи с DSN.
Эта миссия претерпела много задержек, как и большинство сложных и важных миссий, что было результатом очень сжатых сроков. Генеральный директор Terran Orbital Марк Белл заявил: «Самой большой проблемой были сроки. Они хотели очень агрессивных сроков». Это означало, что у команд, проектирующих и строящих CAPSTONE, не было выходных, поскольку они уложились в сроки и построили надежный космический корабль.
Какова роль CAPSTONE для Rocket Lab?
Rocket Lab, новозеландская компания, запускает малые спутники в диапазоне кубсатов и связок микроспутников. Таким образом, эта лунная миссия является важным шагом для Rocket Lab и сопряжена со многими проблемами. «[CAPSTONE] была единственной лучшей программой в компании, не считая Neutron», — сказал генеральный директор Rocket Lab Питер Бек в интервью Everyday Astronaut.
Чтобы добавить больше перспективы, по данным CAPSTONE, максимальная масса запущенного Electron составляет около 180-200 кг. CAPSTONE и Lunar Photon весят не менее 300 кг. Бек выразился просто: «Миссия CAPSTONE — это определение проблемы». Как и во многих сложных миссиях, приходится идти на жертвы. Например, из-за большого веса полезной нагрузки первая ступень была очищена до голого каркаса. Никакого оборудования для возвращения, никаких камер. Само оборудование для возвращения занимает около 10-15% возможностей массы полезной нагрузки данного запуска.
Что такое Lunar Photon Rocket Lab?
Lunar Photon, специально созданный для миссий за пределами околоземной орбиты, хотя и основан на платформе Photon, был разработан практически с нуля. Он сможет достичь пунктов назначения, включая Венеру и Марс, а также Луну. «По сути, это гигантский бак с горючим и окислителем, — сказал Бек. Чтобы максимально уменьшить массу, Lunar Photon использует тонкостенные углеродные композитные баки Rocket Lab.
Lunar Photon также содержит новый двигатель, систему управления положением и новые клапаны. Чтобы еще больше уменьшить массу и сохранить стиль Electron, Lunar Photon использует турбонасосы с электрическим приводом. Использование герметика для облегчения запуска двигателей добавило бы невероятное количество массы по сравнению с инертной массой транспортного средства. Эти электродвигатели будут иметь полный заряд батареи перед каждым сжиганием, поскольку батареи могут перезаряжаться между включениями с помощью солнечной энергии.
Lunar Photon использовался для запуска CAPSTONE на Луну (Источник: Rocket Lab)
Основная роль Lunar Photon — доставить CAPSTONE с околоземной орбиты на лунную орбиту посредством транслунной инъекции. Реализация низкоэнергетической траектории полета в первую очередь будет проводиться Lunar Photon. Для этого Lunar Photon проведет коррекции в перигее, точную настройку и небольшое повышение орбиты до окончательной коррекции транслунной инъекции.
Второстепенная миссия Lunar Photon состоит в том, чтобы потенциально провести собственный облет Луны и выполнить некоторые другие наблюдения. Это полностью зависит от того, сколько топлива останется. Тем не менее, основная миссия состоит в том, чтобы получить CAPSTONE на стабильной и почти идеальной транслунной инъекции.
Что такое Electron?
Electron от Rocket Lab — это ракета-носитель малой грузоподъемности, разработанная специально для вывода малых спутников (CubeSats, нано-, микро- и мини-спутников) на НОО и солнечно-синхронные орбиты (SSO). Electron состоит из двух ступеней с необязательными третьими ступенями.
Electron имеет высоту около 18,5 метров (60,7 футов) и всего 1,2 метра (3,9 футов) в диаметре. Он не только небольшого размера, но и легкий. Конструкции ракеты изготовлены из передовых композитов из углеродного волокна, что обеспечивает улучшенные характеристики ракеты. Грузоподъемность Electron до НОО составляет 300 кг (~ 660 фунтов).
Бустер Electron с модернизацией системы тепловой защиты. (Кредит: Ракетная лаборатория)
Первый полет It's A Test был осуществлен 25 мая 2017 года со стартового комплекса Rocket Lab Launch Complex-1 (LC-1) в Новой Зеландии. В этой миссии произошел сбой в наземной системе связи, что привело к потере телеметрии. Несмотря на то, что компании пришлось вручную прервать полет, с самим транспортным средством не возникло больших проблем. С тех пор Electron совершил в общей сложности 26 полетов (23 из них были полностью успешными) и вывел на орбиту 146 спутников.
Первая и вторая ступень
Первая ступень Electron состоит из общих переборочных баков без вкладыша для топлива и промежуточной ступени и приводится в движение девятью двигателями Rutherford для работы на уровне моря. Вторая ступень также состоит из баков для топлива (~ 2000 кг) и приводится в движение одним двигателем Rutherford оптимизированным для работы в вакууме. Основное различие между этими двумя вариантами двигателя Rutherford заключается в том, что последний имеет удлиненное сопло, что приводит к улучшению характеристик в условиях, близких к вакууму.
Для миссии Love At First Insight компания представила обновление второй ступени, растянув ее на 0,5 м. Кроме того, они впервые использовали автономную систему прекращения полета (AFTS).
Двигатель Rutherford
Двигатели Rutherford являются основным источником движения для Electron и были разработаны специально для этого носителя. Они работают на ракетном керосине (RP-1) и жидком кислороде (LOx). В двигателе Rutherford есть как минимум две особенности, которые выделяют его.
Генеральный директор Rocket Lab Питер Бек стоит рядом с ракетой Electron с двигателем Rutherford.(Предоставлено: Rocket Lab)
Во-первых, все основные компоненты двигателей Rutherford напечатаны на 3D-принтере. Основные топливные клапаны, инжекторные насосы и камера двигателя производятся методом электронно-лучевой плавки (EBM), что является одним из вариантов 3D-печати. Этот метод производства экономичен и экономичен по времени, поскольку позволяет изготовить полный двигатель всего за 24 часа.
Rutherford — первый двигатель RP-1/LOx, в котором используются электродвигатели и высокоэффективные литий-полимерные батареи для питания топливных насосов. Эти насосы являются важными компонентами двигателя, поскольку они подают топливо в камеру сгорания, где оно воспламеняется и создает тягу. Однако процесс транспортировки жидкого топлива и окислителя в камеру нетривиален. В типичном двигателе газогенераторного цикла требуется дополнительное топливо и сложная турбомашина только для привода этих насосов. Вместо этого Rocket Lab решила использовать аккумуляторную технологию, что позволило избавиться от большого количества дополнительного оборудования без ущерба для грузоподъемности.
Kick Stage
У Electron есть дополнительные третьи ступени, также известные как Kick Stage, Photon и версия Photon для дальнего космоса. Kick Stage приводится в движение одним двигателем Curie, который может развивать тягу 120 Н. Как и Rutherford, он был разработан собственными силами и изготовлен с помощью 3D-печати. Помимо двигателя, Kick Stage состоит из углеродных композитных баков для хранения топлива и шести реактивных двигателей управления.
Kick Stages, адаптированные для трех отдельных миссий (Фото: Питер Бек, Twitter )
Kick Stage в своей стандартной конфигурации служит в качестве движущей силы в космосе для развертывания полезной нагрузки клиентов Rocket Lab на назначенных им орбитах. Он имеет возможность повторного запуска, что означает, что двигатель может повторно зажигаться несколько раз, чтобы отправить несколько полезных нагрузок на разные индивидуальные орбиты. Одним из примеров является 19-я миссия Electron под названием «Они поднимаются так быстро», запущенная в марте 2021 года. Двигатель Curie был запущен для круговой орбиты, прежде чем развернуть полезную нагрузку на 550 км. Затем Curie повторно включился, чтобы снизить высоту до 450 км, и оставшиеся полезные нагрузки были успешно развернуты. Для миссии «Туда и обратно» опорная ступень была запущена один раз, чтобы сделать ее орбиту круговой.
There And Back Again | Electron | Everyday Astronaut
Мария Киселева, 14 апреля 2022 г., 10 минут чтения
Предоставлено Rocket Lab .
Время старта (возможны изменения)
02 мая 2022 г. – 22:49 UTC, 03 мая 2022 г. – 10:49 NZT\
Название миссии
There and Back Again, коммерческая миссия райдшера
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Rocket Lab
Клиент (Кто за это платит?)
Alba Orbital, Astrix Astronautics, Aurora Propulsion Technologies, E-Space, Unseenlabs и Swarm Technologies
Ракета-носитель:
Electron
Место запуска
Launch Complex-1A, полуостров Махия, Новая Зеландия
Масса полезной нагрузки
подлежит уточнению
Куда летят спутники?
Солнечно-синхронная орбита высотой 520 км
Будут ли они пытаться возвратить первую ступень?
Да, это будет их первая попытка вертолетного захвата ракеты «Электрон» в воздухе!
Где приземлится первая ступень?
Она будет захвачена в воздухе вертолетом Sikorsky S-92.
Будут ли они пытаться восстановить обтекатели?
Нет
Эти обтекатели новые?
Да
Как выглядит погода?
Подлежит уточнению
Это будет:
— 1-й раз, когда вертолет поймает ракету-носитель Electron в воздухе
— 1-я выгрузка ракеты-носителя в море (вертолет выгрузит ракету-носитель Electron на спасательное судно после захвата в воздухе)
— 3-й запуск Rocket Lab в 2022 году
— 26 запуск ракеты-носителя Electron
— 48-я попытка орбитального запуска в 2022 году.
Где смотреть
Официальная прямая трансляция
Тима Додда, «астронавта на каждый день», начнет трансляцию в Т-30 минут; задавайте вопросы и присоединяйтесь к беседе в прямом эфире!
Что все это значит?
Rocket Lab готовится к своей миссии «Туда и обратно», которая будет запущена со стартового комплекса-1А на полуострове Махия, Новая Зеландия. В миссии «Туда и обратно» Electron выведет на орбиту 34 полезных груза для коммерческих операторов Alba Orbital, Astrix Astronautics, Aurora Propulsion Technologies, E-Space, Unseenlabs и Swarm Technologies через глобального поставщика пусковых услуг Spaceflight Inc. Также будет предпринята первая попытка захвата вертолетом в воздухе ракеты-носителя «Электрон» при ее возвращении на Землю из космоса и первая попытка выгрузки ракеты-носителя в море на спасательное судно после захвата в воздухе.
Нашивка миссии «Туда и обратно». (Источник: Rocket Lab)
Миссия «Туда и обратно»
Полезная нагрузка
«Туда и обратно» — это коммерческая миссия, которая выведет 34 спутника, в результате чего общее количество спутников, запущенных Rocket Lab, достигнет 146. В список поставщиков входят Alba Orbital, Astrix Astronautics, Aurora Propulsion Technologies, E-Space, Unseenlabs и Swarm Technologies.
Alba Orbital
Alba Orbital— шотландский оператор по запуску и производитель PocketQubes — миниатюрных спутников размером 5×5×5 см и массой не более 250 граммов. В миссии «Туда и обратно» Electron будет нести четыре пикоспутника, в том числе собственный спутник Alba Orbital Unicorn-2 PocketQube, а также спутники TRSI-2, TRSI-3 и MyRadar-1 для клиентов Alba Orbital. Unicorn-2 был разработан компанией в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ESA) и имеет характеристики, эквивалентные кубсатам формата 3U.
Полезные нагрузки Alba Orbital в чистой комнате Rocket Lab. (Источник: Alba Orbital )
Все четыре спутника будут выведены на круговую орбиту высотой 500 км Electron Kick Stage. Их главная цель — продемонстрировать инновационные технологии радио- и ночного наблюдения за Землей. В частности, платформа Unicorn-2 имеет полезную нагрузку, которая будет выполнять оптическую съемку в ночное время для мониторинга светового загрязнения по всему миру.
Astrix Astronautics
Astrix Astronautics — это молодой новозеландский стартап, созданный студентами естественных наук и инженеров Оклендского университета (исполнительный директор Фиа Джонс, Уилл Хантер и Макс Дэниелс). Питер Бек является наблюдателем совета директоров компании. Astrix Astronautics разрабатывает системы высокой мощности для простого и надежного развертывания малых спутников. Они используют новую надувную технологию для создания легкого, но мощного генерирующего устройства мощностью 300 Вт/кг для небольших спутников.
В этой миссии Astrix Astronautics испытает свою систему выработки электроэнергии Copia для CubeSats и продемонстрирует ее высокую производительность в космосе. Эта система оснащена солнечными батареями формата 1U, способными вырабатывать до 200 Вт.
Aurora Propulsion Technologies
Aurora Propulsion Technologies — финская компания, которая разрабатывает двигатели и модули для спуска с орбиты малых спутников, чтобы обеспечить безопасное использование космического пространства. На этот раз Electron доставит свой AuroraSat-1 на низкую околоземную орбиту. AuroraSat-1 — это CubeSat формата 1,5U с модулями ARM-A и APB в качестве основных полезных нагрузок.
АРМ-А
ARM-A (Aurora Resistojet Module) — это система, обеспечивающая управление мобильностью космического корабля на основе двигательной установки. AuroraSat-1 имеет уменьшенную версию этого модуля, состоящую из шести реактивных двигателей. В системе используется топливо на водной основе с температурой замерзания ниже -10 °C.
AuroraSat-1 с модулями ARM-A и APB. (Источник: Aurora Propulsion Technologies)
APB
APB (Aurora Plasma Brake) — это новое устройство для спуска с орбиты, которому не требуется никакого топлива, вместо этого оно использует взаимодействие заряженных частиц в космосе и микротрос для обеспечения сильного кулоновского сопротивления и спуска космического корабля с орбиты. У AuroraSat-1 есть двойной APB, который будет испытан в этой миссии.
E-Space
E-Space — это стартап мегасозвездия, поддерживаемый Руандой, целью которого является «увеличение скорости развертывания созвездия с нескольких лет до месяцев». Миссия «Туда и обратно» выведет на орбиту три демонстрационных спутника, чтобы продемонстрировать и проверить платформу для новой устойчивой спутниковой системы E-Space. По словам генерального директора Грега Уайлера, их спутники имеют значительно меньшие поперечные сечения, чем спутники других мегасозвездий. Это поможет снизить риск столкновений на орбите. Более того, эти спутники будут автоматически сходить с орбиты в случае отказа каких-либо систем. В долгосрочной перспективе спутники смогут улавливать небольшие космические обломки и уводить их с орбиты, чтобы они сгорели при входе в атмосферу.
Unseenlabs
Французская компания Unseenlabs запустит свой спутник BRO-6 (6U). С конечной целью создания группировки из 20 спутников спутники BRO (Breiz Recon Orbiter) предназначены для наблюдения за морем, что поможет остановить незаконный промысел и неблагоприятное для окружающей среды поведение. Это также поможет в геолокации морских судов.
Swarm Technologies
Два стека SpaceBEE будут развернуты в этой миссии для оператора группировки Интернета вещей (IoT), Swarm Technologies через Spaceflight Inc. Спутники 1/4U IoT помогут обеспечить доступный интернет в труднодоступных частях мира, которые не имеют к нему доступ. Поскольку эти спутники такие легкие и маленькие, это позволяет вкладывать больше денег в получение надежного интернета, поскольку их изготовление и запуск обходятся очень дешево. Отрасли, которые могут извлечь выгоду из созвездия SpaceBEE, включают наземный транспорт, морские перевозки и сельское хозяйство.
Программа возвращения ускорителя Rocket Lab
Компания раскрыла свои планы по программе возвращения в 2019 году. Глобальная цель этой программы — безопасное возвращение и повторный запуск первой ступени Electron. Это позволило бы компании еще больше увеличить частоту запуска за счет сокращения производственного времени, затрачиваемого на создание новых первых ступеней с нуля.
Возвращение Electron (Источник: Rocket Lab)
Программа возвращения Rocket Lab разделена на два этапа. Первый состоял из трех миссий по спасению после приводнения ступени в океан (16-я, 20-я и 22-я миссии), в ходе которых первая ступень Electron была извлечена из воды и отправлена обратно в производственный комплекс для более тщательного осмотра. Во время этих полетов Rocket Lab собрала необходимые данные, необходимые для понимания процесса возвращения и внесения изменений в конструкцию ступени. Например, в предыдущей миссии Love At The First Insight был усовершенствованный парашют, улучшенный тепловой экран и добавлена система тепловой защиты. Посмотрите их демонстрационное видео, иллюстрирующее все этапы программы возвращения!
Команда Rocket Lab восстанавливает ускоритель Electron. (Источник: Rocket Lab)
Тесты возвращения
Миссия «Любовь с первого взгляда» завершила первую фазу программы возвращения и впервые включила вертолет в процесс возвращения, наблюдая за спуском Electron. Еще до этого Rocket Lab провела множество успешных испытаний вертолета с макетами ступеней.
В 2020 году компания выпустила видео одной из своих успешных попыток, проведенных в Новой Зеландии. Во время этого испытания вертолет Airbus AS350 нес макет ступени на длинном подвесе и выпустил ее над открытым океаном, в результате чего парашют ступени раскрылся. Затем в игру вступил второй вертолет (Bell 429) и зацепил тормозной трос парашюта своим механизмом захвата, прикрепленным к концу длинного троса.
Тест возвращения компании в воздухе. (Источник: Rocket Lab)
Однако для миссии «Туда и обратно» будет использоваться специализированный вертолет Sikorsky S-92. Этот большой двухмоторный вертолет обычно используется для поисково-спасательных операций, а также для морской транспортировки газа и нефти. Посмотрите один из их тестов по захвату этого вертолета здесь.
Вертолет Sikorsky S-92 попытается поймать ракету-носитель в воздухе. (Источник: Rocket Lab)
Некоторые характеристики этого вертолета приведены в таблице ниже.
Профиль миссии восстановления
За час до старта Sikorsky S-92 переместится в зону захвата (~ 288 км от побережья Новой Зеландии) в ожидании запуска. Процесс восстановления этой миссии будет проходить следующим образом. Во-первых, система управления реакцией переориентирует ракету-носитель на 180° для входа в атмосферу. Такая ориентация, а также теплозащитный экран помогут аппарату выдерживать температуры до 2400 °C при повторном входе в атмосферу Земли на гиперзвуковой скорости (8300 км в час, что примерно в 8 раз превышает скорость звука). После замедления до сверхзвуковой скорости (< 2 Маха) Electron развернет тормозной парашют на высоте 13 км, который стабилизирует ступень и продолжит ее замедление. Затем на высоте около 6 км вступает в действие основной парашют, чтобы еще больше увеличить лобовое сопротивление, до 36 км/ч.
После этого вертолет, находящийся в зоне эвакуации, будет развернут и попытается встретиться с возвращающимся ускорителем и зацепиться за его парашютный трос через крюк. Затем вертолет выгрузит ракету-носитель на спасательное судно, что станет первой попыткой разгрузки компании в море. Затем восстановленная ступень будет возвращена на землю для тщательного осмотра.
График
До запуска
Запуск
Что такое Electron?
Electron от Rocket Lab — это ракета-носитель малой грузоподъемности, спроектированная и разработанная специально для вывода малых спутников (CubeSats, нано-, микро- и мини-спутников) на НОО и солнечно-синхронные орбиты (SSO). Electron состоит из двух ступеней с необязательными третьими ступенями.
Electron имеет высоту около 18,5 метров (60,7 футов) и всего 1,2 метра (3,9 футов) в диаметре. Он не только небольшого размера, но и легкий. Конструкции ракеты изготовлены из передовых композитов из углеродного волокна, что обеспечивает улучшенные характеристики ракеты. Грузоподъемность Electron до НОО составляет 300 кг (~ 660 фунтов).
Бустер Electron с модернизацией системы тепловой защиты. (Источник: Rocket Lab)
Первый полет It's A Test был совершен 25 мая 2017 года со стартового комплекса Rocket Lab Launch Complex-1 (LC-1) в Новой Зеландии. В этой миссии произошел сбой в наземной системе связи, что привело к потере телеметрии. Несмотря на то, что компании пришлось вручную прервать полет, с самим транспортным средством не возникло больших проблем. С тех пор Electron совершил в общей сложности 25 полетов (22 из них были полностью успешными) и вывел на орбиту 112 спутников.
Первая и вторая ступень
Первая ступень Electron состоит из совмещенных баков для топлива и промежуточной ступени и приводится в движение девятью двигателями Rutherford на уровне моря. Вторая ступень также состоит из баков для топлива (~ 2000 кг топлива) и приводится в движение одним двигателем Rutherford оптимизированным для работы под вакуумом. Основное различие между этими двумя вариантами двигателя Rutherford заключается в том, что последний имеет расширенное сопло, что приводит к улучшению характеристик в условиях, близких к вакууму.
Для миссии Love At First Insight компания представила обновление второй ступени, растянув ее на 0,5 м. Кроме того, они впервые использовали автономную систему прекращения полета (AFTS).
Двигатель Rutherford
Двигатели Rutherford являются основным источником тяги для Electron и были разработаны специально для этой ракеты. Они работают на ракетном керосине (RP-1) и жидком кислороде (LOx). В двигателе Rutherford есть как минимум две особенности, которые выделяют его среди остальных.
Во-первых, все основные компоненты двигателей Rutherford напечатаны на 3D-принтере. Основные топливные клапаны, инжекторные насосы и камера двигателя производятся методом электронно-лучевой плавки (EBM), что является одним из вариантов 3D-печати. Этот метод производства экономичен и экономичен по времени, поскольку позволяет изготовить полный двигатель всего за 24 часа.
Rutherford — первый двигатель RP-1/LOx, в котором используются электродвигатели и высокоэффективные литий-полимерные батареи для питания топливных насосов. Эти насосы являются важными компонентами двигателя, поскольку они подают топливо в камеру сгорания, где оно воспламеняется и создает тягу. Однако процесс транспортировки жидкого топлива и окислителя в камеру нетривиален. В типичном двигателе газогенераторного цикла требуется дополнительное топливо и сложная турбомашина только для привода этих насосов. Вместо этого Rocket Lab решила использовать аккумуляторную технологию, что позволило избавиться от большого количества дополнительного оборудования без ущерба для грузоподъемности.
Различные третьи ступени.
Kick Stage
У Electron есть дополнительные третьи ступени, также известные как Kick Stage, Photon и версия Photon для дальнего космоса. Kick Stage приводится в движение одним двигателем Kurie, который может развивать тягу 120 Н. Как и Rutherford, он был разработан собственными силами и изготовлен с помощью 3D-печати. Помимо двигателя, Kick Stage состоит из углеродных композитных баков для хранения топлива и 6 реактивных двигателей управления.
Kick Stages, адаптированные для трех отдельных миссий (Фото: Питер Бек, Twitter )
Kick Stage в своей стандартной конфигурации служит в качестве движущей силы в космосе для развертывания полезной нагрузки клиентов Rocket Lab на назначенных им орбитах. Он имеет возможность повторного запуска, что означает, что двигатель может повторно включаться несколько раз, чтобы отправить несколько полезных нагрузок на разные индивидуальные орбиты. Одним из примеров является 19-я миссия Electron, They Go Up So Fast, запущенная в марте этого года. Двигатель Kurie был запущен, чтобы выйти на круговую орбиту, прежде чем развернуть полезную нагрузку на 550 км. Затем Kurie повторно включился, чтобы снизить высоту до 450 км, и оставшиеся полезные нагрузки были успешно развернуты.
Photon и Deep-Space Photon
Rocket Lab предлагает расширенную конфигурацию Kick Stage, своей спутниковой платформы Photon. Photon может нести различную полезную нагрузку и функционировать как отдельный действующий космический корабль, поддерживающий долгосрочные миссии. Среди функций, которые он может предоставить спутникам, — питание, авионика, двигательная установка и связь.
Иллюстрация версии фотона для Deep-Space Photon (Источник: Rocket Lab)
Но это еще не все. Photon также поставляется в виде версии для дальнего космоса, которая будет выполнять межпланетные миссии. Он оснащен двигателем HyperCurie, эволюцией двигателя Curie. Двигатель HyperCurie питается от электрического насоса, поэтому он может использовать солнечные элементы для подзарядки батарей между включениями двигателя. Он имеет удлиненное сопло, чтобы быть более эффективным, чем стандартный Kurie, и работает на каком-то «зеленом гиперголическом топливе», которое Rocket Lab еще не раскрыла. НАСА уже планирует использовать версию Photon для дальнего космоса для своей роботизированной лунной миссии CAPSTONE. В рамках этой миссии космический корабль Photon доставит 25-килограммовый CubeSat НАСА на уникальную лунную орбиту, официально известную как почти прямолинейная гало-орбита (NRHO). Подробнее о CAPSTONE можно прочитать здесь.
Rocket Lab запускает малые спутники, ловит, но сбрасывает ракету-носитель. Space News
Джефф Фауст —2 мая 2022 г.
Ракета-носитель Electron, спускающаяся под парашютом (справа), вид с вертолета, пытающегося зацепиться за парашют. Однако спустя несколько мгновений вертолет выпустил ракету-носитель. Источник: Rocket Lab
ВАШИНГТОН. Rocket Lab объявила об успехе в своих попытках поймать ракету-носитель Electron в воздухе после запуска 2 мая, несмотря на то, что через несколько мгновений вертолету пришлось отпустить ракету-носитель.
Ракета Electron стартовала со Launch Complex 1 в Новой Зеландии в 18:49 по восточному времени после короткой задержки. Подъем ракеты прошел по плану: стартовая ступень с полезной нагрузкой из 34 малых спутников вышла на орбиту примерно через 10 минут.
В этой миссии, названной Rocket Lab «Туда и обратно», внимание было приковано к первой ступени ракеты. После трех предыдущих запусков, когда ступень спускалась под парашютом и приводнилась в океан для последующего подъема кораблем, компания планировала захватить ступень в воздухе с помощью вертолета. Крюк, спускающийся с вертолета, захватывал парашют, который затем возвращал ступень на землю или опускал ее на корабль, не подвергая воздействию соленой воды.
Компания объявила захват в воздухе последним шагом в своих усилиях по повторному использованию ступени. Успешный захват ступени в воздухе может позволить компании снова использовать эту ступень позже в этом году, что позволит компании увеличить темп запусков без производства дополнительных ускорителей.
Примерно через 15 минут после запуска спускаемый ускоритель попал в поле зрения вертолета Sikorsky S-92 компании Rocket Lab. Появилось видео с вертолета, показывающее, как крюк схватился за парашют под аплодисменты центра управления полетами. Однако через несколько мгновений раздались стоны, и веб-трансляция оборвалась, предполагая, что, возможно, вертолет потерял ускоритель.
Более чем через полчаса Rocket Lab подтвердила, что вертолет зацепился, но затем отпустил ракету-носитель. «После захвата пилот вертолета заметил, что характеристики нагрузки отличаются от тех, которые мы испытали при тестировании», — заявила представитель компании Мюриэль Бейкер в ходе веб-трансляции. «По своему усмотрению пилот отпустил ступень для успешного приводнения» и для подъема на судно, как и в трех предыдущих попытках подъема.
Несмотря на это, она назвала захват ступени «монументальным шагом вперед в нашей программе по превращению Electron в многоразовую ракету-носитель». Было неясно, когда Rocket Lab в следующий раз попытается «поймать» ракету-носитель в воздухе.
В то время как попытка захвата ракеты-носителя привлекла внимание к запуску, основной целью миссии было вывести 34 малых спутника на солнечно-синхронную орбиту на высоте 520 километров. Отделение полезных нагрузок завершилось через час после старта. В этой специальной миссии совместного использования 24 спутника были спутниками Spacebee от Swarm Technologies, компании, принадлежащей SpaceX, которая управляет созвездием для услуг «Интернета вещей», в запуске, организованном Spaceflight.
Также были запущены три прототипа спутников, созданных E-Space, стартапом, созданным основателем OneWeb Грегом Уайлером, который будет тестировать технологии для будущей группировки широкополосных сетей. Alba Orbital запустила четыре небольших спутника для себя и различных клиентов.
У Unseenlabs был свой спутник BRO-6 для обнаружения радиочастотных сигналов. Aurora Propulsion Technologies запустила свой космический аппарат AuroraSat-1 для тестирования технологий удаления мусора. Новозеландский стартап Astrix Astronautics включил полезную нагрузку для демонстрации технологии под названием Copia, которая останется прикрепленной к базовой ступени.
Два спутника ДЗЗ. Запуски года: 128 всего, 47 от США. Успешно
Вячеслав Ермолин, 09 декабря 2021 г.
Текущая статистика запусков на 9 декабря 2021 года
Миссия:
«A Data With Destiny». Запуск двух микроспутников BlackSky через компанию Spaceflight Inc. Коммерческие спутники ДЗЗ субметрового диапазона.
Девиз:
«A Data With Destiny» («Подарок судьбы»).
Официальные девизы миссий многозначительны и загадочны (работа отдела маркетинга).
Время и место старта:
09 декабря 2021 года 00:02 UTC.
Пусковой комплекс #1 Rocket Lab на полуострове Махия в Новой Зеландии.
Ракета-носитель:
Electron — двухступенчатая ракета-носитель сверхлегкого класса для выведения малых нагрузок от частной компании Rocket Lab. Грузоподъёмность до 250 кг (300 кг) на НОО. До 150 кг на ССО. Общий вес полезной нагрузки в текущей миссии около 110 кг. Несколько вариантов третьей ступени для различных задач.
Полезная нагрузка:
Два спутника ДЗЗ оптического диапазона BlackSky через компанию Spaceflight Inc.
Микроспутники субметрового диапазона для оперативного получения изображений с орбиты. Полная группировка будет состоять из 60 спутников. Первая фаза развертывания — 16 аппаратов.
Орбита:
Круговая орбита: 430 км, 42°
Интересное:
— 128-й запуск 2021 года. Восемь аварий.
— 23-й запуск Electron с 2017 года. Три аварии.
— 6-й полет Electron в 2021 году. Одна авария.
— Стоимость запуска ракеты-носителя Electron около $6 млн.
— Стоимость вывода 1 кг полезной нагрузки на ССО до $40 000.
Эмблемы и нашивки миссии «A Data With Destiny»
Легенда к статистике
Личное мнение:
Дела у компании, владеющей спутниками Black Sky, идут хорошо. Последовательно выводит свои аппараты на орбиту, платя Rocket Lab по высокому ценнику. Причина, скорее всего, в особенностях целевой орбиты и конструкции спутника. У него нет достаточного запаса топлива на борту (из-за малого веса и размера), а предлагаемые орбиты в миссиях райдшера (например от SpaceX) не подходят для целевых задач спутника.
Инфографика и эмблемы миссии Electron
Вячеслав Ермолин, 8 декабря 2021 года.
Предварительная инфографика к запуску Electron
Логотип миссии Electron
Инфографика от Homem do Espaço
Пресс-кит миссии
Скачать pdf
Лучшие вопросы недели: про яйца, мелочность, пиво и нежелание иметь детей
A Data With Destiny | Electron | Everyday Astronaut
Изображение предоставлено: Rocket Lab
Время старта (может быть изменено)
NET 8 декабря 2021 г. - 23:45 UTC 9 декабря 2021 г. - 12:45 NZT
Название миссии
A Data With Destiny, 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 по круговой низкой околоземной орбите (НОО) с наклонением 42°
Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Нет, не в этой миссии
Где приземлится первая ступень?
Она рухнет в Тихом океане
Будут ли они пытаться вернуть обтекатели?
Нет
Эти обтекатели новые?
Да
Как сейчас погода?
TBD
Это будет:
— 6-й запуск Rocket Lab в 2021 г.
— 23-й запуск Electron
— 127-я попытка орбитального запуска в 2021 г.
Где смотреть
Как только официальная трансляция станет доступна, вы сможете найти ее здесь.
Что все это значит?
Rocket Lab готовится к миссии A Data With Destiny, которая будет запущена со стартового комплекса 1A, полуостров Махия, Новая Зеландия. В рамках миссии A Data With Destiny Electron будет иметь два микроспутника наблюдения Земли для созвездия BlackSky. Эта миссия станет шестой для компании запуском в 2021 году. В отличие от предыдущей миссии Love At First Insight, в этой не будет восстановлен бустер Electron.
Патч миссии. (Источник: Rocket Lab)
Data With Destiny станет второй из двух последовательных миссий, посвященных BlackSky. Эти два запуска будут происходить с разницей в 19 дней и станут для Rocket Lab самым быстрым перерывом между запусками на сегодняшний день.
Миссия «Данных судьбой».
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.
«Данные судьбой» — это специальная миссия по запуску 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. Пять из их спутников наблюдения Земли уже были развернуты Electron в 2019 году и ранее в этом году в рамках миссий They Go Up So Fast и Love At First Insight.
Два микроспутника BlackSky на площадке Electron 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 )
Кроме того, для предыдущей миссии обтекатель Electron был обновлен для оптимизации места для размещения полезной нагрузки. В частности, компания прибавила ему длины и доработала нос.
Обтекатель Electron для миссии Love At First Insight (Источник: Rocket Lab через Twitter )
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.