| Elektron | |
|---|---|
| Allmän information | |
| Land | Nya Zeeland |
| Ändamål | booster |
| Utvecklaren | Raketlab |
| Tillverkare | Raketlab |
| Startavgift | (4,9-6,6 miljoner dollar ) |
| Huvuddragen | |
| Antal steg | 2 |
| Längd (med MS) | 17 m |
| Diameter | 1,2 m |
| startvikt | 12 550 kg |
| Lastmassa | |
| • på LEO | 250 kg |
| • på MTR ( 500 km ) | 150 kg |
| Starthistorik | |
| stat | opererades |
| Lanseringsplatser | Mahia, LC-1A |
| Antal lanseringar | 26 |
| • framgångsrik | 23 |
| • misslyckas | 3 |
| Första starten | 25 maj 2017 |
| Sista körningen | 2 maj 2022 |
| Första stadiet | |
| Marscherande motorer | 9 × " Rutherford " |
| sticka |
162 kN (havsnivå) 192 kN (vakuum) |
| Specifik impuls | 303 s |
| Bränsle | fotogen |
| Oxidationsmedel | flytande syre |
| Andra steg | |
| upprätthållande motor | " Rutherford " (vakuumversion) |
| sticka | 22 kN (vakuum) |
| Specifik impuls | 333 s |
| Bränsle | fotogen |
| Oxidationsmedel | flytande syre |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Electron [1] ( eng. Electron ) är en ultralätt bärraket som utvecklats av den Nya Zeelands division av det amerikanska privata flygföretaget Rocket Lab .
Designad för kommersiella uppskjutningar av mikro- och nanosatelliter , tillåter den att skjuta upp en nyttolast som väger upp till 150 kg in i en solsynkron bana på en höjd av 500 km eller upp till 250 kg i låg omloppsbana om jorden [2] . Kostnaden för att lansera en bärraket varierar från 4,9 till 6,6 miljoner US-dollar [2] . Dess Rutherford -propeller är den första praktiska implementeringen av en orbitalbärare för att elektriskt pumpa (med hjälp av en elmotor) drivmedel och oxidationsmedel. [3] Raketen manövreras ofta tillsammans med den övre scenen eller Foton-skeppet, också av sin egen design. Trots att raketen ursprungligen var engångsprodukt, arbetar företaget på att skapa en återanvändbar modifiering och har två gånger kunnat föra den första etappen i havet.
Brandkvalificeringstester för båda stegen genomfördes i slutet av 2016 [4] [5] . Den första testflygningen (misslyckad: raketen nådde rymden, men gick inte i omloppsbana) ägde rum den 25 maj 2017 [1] .
På sin andra flygning den 21 januari 2018 lanserade Electron framgångsrikt tre cubesats . [6] Den första betalda flygningen (den tredje i ordningen) ägde rum den 11 november 2018. [7]
Från och med andra kvartalet 2017 avser företaget att genomföra kvartalsvisa kommersiella uppskjutningar av cubesats i solsynkron bana med hjälp av en bärraket, en standardflygning kommer att rymma två 12U, fyra 6U, tio 3U och fyra 1U cubesats med en total lansering kostnad på cirka 6, 5 miljoner dollar [8] .
De viktigaste strukturella delarna av bärraketen, den stödjande cylindriska kroppen och bränsletankarna i båda stegen är gjorda av kolfiber och tillverkas av Rocket Lab vid deras egen fabrik i Auckland , Nya Zeeland. Motorer och flygelektronik tillverkas i Kalifornien , USA [9] [10] . Användningen av kompositmaterial har avsevärt minskat vikten på strukturen. Båda stegen av bärraketen använder fotogen (bränsle) och flytande syre ( oxidationsmedel ) som bränslekomponenter [2] . [8] .
Steghöjden är 12,1 m , diameter - 1,2 m , torrvikt - 950 kg . Rymmer upp till 9250 kg bränsle [8] .
Det första steget är utrustat med nio Rutherford -raketmotorer för flytande drivmedel, motorernas layout liknar det första steget av Falcon 9 -raketen - en central motor och 8 placerade runt den [8] .
Rutherford är Rocket Labs egen motor, där alla huvuddelar är 3D-utskrivna [11] . Den använder en pumpenhet för att pumpa in bränslekomponenter i förbränningskammaren, som drivs av två elmotorer som drivs av litium-polymerbatterier installerade i steg 13 [8] [12] . DC-borstade motorer används , som var och en utvecklar en effekt på cirka 37 kW vid en rotationshastighet på 40 000 rpm [8] , vilket gör det möjligt att öka trycket i bränsleledningen från 0,2–0,3 MPa till 10–20 MPa [13] .
Etappens dragkraft i starten är 162 kN och stiger till 192 kN i vakuum. Specifik impuls - 303 s . Stegets drifttid är cirka 155 sekunder [2] . [8] .
Styrning av dragkraftsvektorn utförs genom samtidig avvikelse av alla 9 motorerna från den centrala axeln [8] .
Scenen avdockas med hjälp av pneumatiska mekanismer som drivs av komprimerat helium , som också används för att skapa arbetstryck i bränsletankarna [8] .
Återkomsten av det första stegetFöretaget har arbetat på en återanvändbar modell av Electron sedan 2018, och tillkännagav först sina planer den 6 augusti 2019. [14] Som ett litet och billigt inferensfordon var Electron inte planerat att kunna återanvändas, men sådana planer uppstod efter att ha analyserat information från sensorer inuti bäraren. Dessutom kommer återanvändbarhet att möjliggöra tätare lanseringar med redan flugna instanser. [15] [16] För att kompensera för landningsutrustningens extra massa förväntades kraften hos raketen öka med tiden. [16] Till en början var uppgiften att samla in data och framgångsrikt passera de täta lagren av atmosfären, som fick smeknamnet "väggen" i företaget. [14] [17] I allmänhet, efter att ha passerat "väggen" är det planerat att ansätta en aerodynamisk broms (lite är känt om det och företaget ger inte detaljerad information) [15] , sedan en fallskärmsvinge ( parafoil ) tills det plaskar ner i havet. Från och med den tionde lanseringen är det planerat att använda en uppdaterad första etapp med förändringar som syftar till att återställa etappen [18] . Inledningsvis kommer det att sjunka i vattnet, i framtiden är det planerat att avlyssna det i luften med hjälp av en helikopter. [19] [20]
Efter 11 flygningar ("Birds of a Feather") i mitten av februari 2020 testades fallskärmar på låg höjd. I april 2020 publicerade företaget materialet för den framgångsrika avlyssningen av det fallande steget med en helikopter, producerat redan i mars. Prototypen lyftes upp i luften med en helikopter, varefter den öppnade sina fallskärmar i fritt fall och plockades upp av en helikopter som bar en lång krok på 1500 m höjd och levererades sedan till marken. [21] [22]
I den 16:e flygningen ("Return to Sender") var det för första gången möjligt att ta hela scenen till splashdown i Stilla havet . [22] [23]
Första stegsändringarTill en början lade Electron en maximal belastning på 150–225 kg i en 500 km solsynkron bana. [24] [25] Men för att uppnå återanvändbarhet gjordes ändringar i designen:
I augusti 2020 tillkännagav Rocket Lab en ökning av Electrons nyttolast till 225-300 kg, vilket förklaras av den ökade kapaciteten hos elektriska batterier. En sådan ökning kompenserar för den extra massan av de tillsatta landarna, eller möjliggör en större nyttolast i interplanetära uppdrag om boostern förbrukas i stället för att returneras. [fjorton]
Utökade lastrum tillkännagavs också: 1,8 m i diameter (bredare än själva raketen) och 2,5 m långa [31] [32]
Längd 2,4 m, diameter 1,2 m, torrvikt 250 kg. Rymmer upp till 2150 kg bränsle [8] .
Det andra steget använder en enda Rutherford-motor optimerad för maximal vakuumprestanda och utrustad med ett överdimensionerat okylt munstycke . Motorns dragkraft i vakuum är 22 kN, den specifika impulsen är 333 s [8] [2] .
Scenen är utrustad med tre litiumjonbatterier för att driva motorns bränslepumps elektriska drivning, varav 2 återställs när de är slut, vilket gör att scenens torrvikt kan reduceras [8] [2] .
Styrningen av dragkraftsvektorn i stigning och girning utförs på grund av motorns avvikelse, styrningen av rotationen och stegets läge utförs med hjälp av ett system av jetgasmunstycken [8] .
Det andra steget är utrustat med ett instrumentfack, som inrymmer bärraketens styrsystem, som är designade och tillverkade av Rocket Lab [2] .
Raketen är utrustad med en kompositkåpa som är 2,5 m lång, 1,2 m i diameter och väger cirka 50 kg [8] .
Rocket Labs distinkta koncept är att separera processen att montera nyttolasten inuti kåpan från monteringen av resten av raketen. Detta gör det möjligt för kunder, satellitägare, att utföra nyttolastintegrering med adaptern och inkapsling i kåpan på sina egna företag och sedan leverera denna modul monterad till uppskjutningsrampen, där den snabbt kommer att integreras med raketen [8] [2] .
Företaget har utvecklat ett valfritt tredje steg, ett övre steg som krävs för uppskjutning i cirkulära omloppsbanor. Dessutom förbättrar scenen precisionen i uttaget och gör det på kortare tid. Scenen innehåller en enda återstartbar Curie-motor som använder ett hemligt "grönt" bränsle och som också är 3D-utskrivet. För första gången användes en sådan etapp på Electrons andra flygning. [33] Den kan bära upp till 150 kg nyttolast. [fjorton]
Företaget har utvecklat nästa version av det tredje steget - Photon (Photon), fokuserat på mån- och interplanetära uppskjutningar. Denna version kan bära upp till 30 kg i månbanan. [14] [34]
Inledningsvis var uppskjutningskomplexet planerat att placeras nära den nyzeeländska staden Christchurch på Sydön . Men på grund av miljökrav flyttades platsen för platsen till Nordön [35] .
Uppskjutningar av Electron bärraketen görs från uppskjutningskomplexet . Rocket Lab Launch Complex 1 , byggt på Mahia-halvön , beläget på östkusten av Nya Zeelands norra ö .
Den 2 september 2016 klockan 04:37, cirka 100 km norr om uppskjutningsrampen, inträffade en jordbävning med magnituden 7,1. Uppskjutningsanläggningarna och den 50 ton tunga uppskjutningsplattformen var opåverkade, bekräftade en taleskvinna för Rocket Lab . Catherine Moreau Hammond [36] .
Den officiella invigningen av komplexet ägde rum den 26 september 2016 [37] . Uppskjutningslicensen utfärdas för 30 år och förutsätter möjligheten att sjösättas var 72:e timme [37] . Placeringen av komplexet gör att du kan placera nyttolasten i banor med olika lutningar, i intervallet från 39 till 98 ° [8] .
Uppdragets kontrollcenter ligger cirka 500 km nordväst om uppskjutningskomplexet i staden Auckland . Utrustningen i centret tillåter spårning av 25 000 kanaler med data som överförs i realtid från uppskjutningskomplexet, bärraketen och nyttolasten [13] .
I december 2019 påbörjades arbetet med att bygga en andra startramp ( Pad B ) vid Launch Complex LC-1, nära den första plattan. Arbetet förväntas slutföras i slutet av 2020 [38] .
I oktober 2018 meddelade företaget att det hade valt Mid-Atlantic Regional Spaceport vid Wallops Flight Center , Virginia , USA för att bygga sitt andra uppskjutningskomplex [9] . Lanseringskomplexet invigdes officiellt i december 2019 [39] , med den första lanseringen planerad till 2020.
För närvarande är det bara Kina som har andra aktiva ultralätta uppskjutningsfordon - dessa är fastdrivna missiler skapade på grundval av det första steget av medeldistansmissilen DF-21. Närmast när det gäller egenskaper är flygkomplexet baserat på kryssningsmissilen Pegasus , som formellt tillhör den lätta klassen. Bland de andra projekten klarade några, som Elektron, de första flygtesterna (allt misslyckades, med undantag för den japanska SS-520-5, men den tillhör en ännu lättare klass), andra förbereder sig för de första starterna [ 1] .
| namn | Utvecklingsorganisation | Land | Max nyttolast, kg |
Bana | Startkostnad, miljoner $ (utvärderingsår) |
Antal starter |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektron | Raketlab | USA Nya Zeeland |
150 | MTR | 4,9–6,6 | 25 (2022) |
| Pegasus | Orbital Sciences Corporation [40] | USA | 443 | NEJ DU | 40 (2014) | 44 (2019) |
| Stripi | University of Hawaii |
USA | 250 | MTR | — | 1 (2015) |
| SS-520-4 | IHI Aerospace [42] | Japan | 4 [43] | NEJ DU | 3,5 (2017) [44] | 2 (2018) |
| LauncherOne | Virgin Orbit | USA | 300 [45] | MTR | — | 0 (2018) |
| Vector-R | Vector | USA | 30-45 [ 1] [46] | MTR | 1,5-2 [46] | 0 (2018) |
| Vektor H | 125 [46] | 3–3,5 [46] | 0 (2018) | |||
| Kuaizhou-1A | CASIC | Kina | 250 [47] | MTR (500 km) | — | 9 (2019) |
| 200 [47] | SSO (700 km) | |||||
| Zelong-1 | CASIC | Kina | 200 | MTR (500 km) | — | 1 (2019) |
| 150 | SSO (700 km) |
| Engångs bärraketer | |
|---|---|
| Drift | |
| Planerad |
|
| Föråldrad |
|
| Amerikansk raket- och rymdteknik | ||
|---|---|---|
| Körande bärraketer | ||
| Lansera fordon under utveckling | ||
| Föråldrade bärraketer | ||
| Booster block | ||
| Acceleratorer | ||
| * - Japanska projekt med amerikanska raketer eller scener; kursiv stil – projekt inställda före första flygningen | ||