Ved å bruke en struktur av karbonfiberkomposittmateriale vil «Neutron»-raketten bli verdens første storskala oppskytningsfartøy av karbonfiberkomposittmateriale.
Basert på tidligere vellykkede erfaringer med utviklingen av den lille oppskytningsraketten «Electron», har Rocket Lab USA, et ledende amerikansk selskap innen oppskytnings- og romfartssystemer, utviklet en storskala oppskytning kalt «Neutron»-raketter, med en nyttelastkapasitet på 8 tonn, som kan brukes til bemannede romfarter, oppskytninger av store satellittkonstellasjoner og utforskning av verdensrommet. Raketten har oppnådd banebrytende resultater innen design, materialer og gjenbrukbarhet.
«Neutron»-raketten er en ny type oppskytningsfartøy med høy pålitelighet, gjenbrukbarhet og lav kostnad. I motsetning til tradisjonelle raketter vil «Neutron»-raketten bli utviklet i henhold til kundenes behov. Det er anslått at mer enn 80 % av satellittene som skytes opp de neste ti årene vil være satellittkonstellasjoner, med spesielle utplasseringskrav. «Neutron»-raketten kan spesifikt møte slike spesielle behov. «Neutron»-oppskytningsfartøyet har gjort følgende teknologiske gjennombrudd:
1. Verdens første storskala oppskytningsfartøy som bruker karbonfiberkomposittmaterialer
«Neutron»-raketten blir verdens første storskala oppskytningsfartøy som bruker karbonfiberkomposittmaterialer. Raketten vil bruke et nytt og spesielt karbonfiberkomposittmateriale, som er lett i vekt, høy i styrke, og tåler den enorme varmen og støtet fra oppskytning og reentry, slik at det første trinnet kan brukes gjentatte ganger. For å oppnå rask produksjon vil karbonfiberkomposittstrukturen til «Neutron»-raketten bli produsert ved hjelp av en automatisk fiberplasseringsprosess (AFP), som kan produsere et rakettskall av karbonfiberkompositt som er flere meter langt på få minutter.
2. Den nye basestrukturen forenkler oppskytnings- og landingsprosessen
Gjenbrukbarhet er nøkkelen til hyppige og rimelige oppskytninger, så helt fra starten av designet fikk «Neutron»-raketten muligheten til å lande, hente seg inn igjen og skytes opp igjen. Ut fra formen på «Neutron»-raketten dømmer den koniske designen og den store, solide basen ikke bare den komplekse strukturen til raketten, men eliminerer også behovet for landingsben og klumpete infrastruktur på oppskytningsstedet. «Neutron»-raketten er ikke avhengig av et oppskytningstårn, og kan bare starte aktiviteter på sin egen base. Etter oppskytning i bane og sluppet andretrinnsraketten og nyttelasten, vil førstetrinnsraketten returnere til jorden og foreta en myk landing på oppskytningsstedet.
3. Det nye kåpekonseptet bryter med det konvensjonelle designet
Den unike designen til «Neutron»-raketten gjenspeiles også i kåpen kalt «Hungry Hippo» (Hungry Hippo). Kåpen «Hungry Hippo» vil bli en del av rakettens første trinn og vil være fullt integrert med det første trinnet. Kåpen «Hungry Hippo» vil ikke skilles fra raketten og falle i havet som en tradisjonell kåpe, men vil åpne seg som en flodhest. Munningen åpnes for å frigjøre rakettens andre trinn og nyttelast, og lukkes deretter igjen og returneres til jorden med førstetrinnsraketten. Raketten som lander på oppskytningsrampen er en førstetrinnsrakett med kåpe, som kan integreres i en andretrinnsrakett på kort tid og skytes opp igjen. Ved å ta i bruk kåpedesignet «Hungry Hippo» kan man øke oppskytningsfrekvensen og eliminere de høye kostnadene og lave påliteligheten ved resirkulering av kåper til sjøs.
4. Rakettens andre trinn har høy ytelse
På grunn av kåpen til «Hungry Hippo» vil rakettrinn 2 være fullstendig innelukket i raketttrinnet og kåpen når den skytes opp. Derfor vil andre trinn i «Neutron»-raketten være det letteste andre trinnet i historien. Vanligvis er andre trinn i raketten en del av den ytre strukturen til oppskytningsfartøyet, som vil bli utsatt for det tøffe miljøet i den nedre atmosfæren under oppskytningen. Ved å installere raketttrinnet og kåpen til «Hungry Hippo», er det ikke nødvendig at andre trinn i «Neutron»-raketten tåler trykket fra oppskytningsmiljøet, og kan redusere vekten betydelig, og dermed oppnå høyere romytelse. For øyeblikket er andre trinn i raketten fortsatt designet for engangsbruk.
5. Rakettmotorer bygget for pålitelighet og gjentatt bruk
«Neutron»-raketten vil bli drevet av en ny Archimedes-rakettmotor. Archimedes er designet og produsert av Rocket Lab. Det er en gjenbrukbar syklusmotor for flytende oksygen/metangass som kan gi 1 meganewton skyvekraft og 320 sekunder med initial spesifikk impuls (ISP). «Neutron»-raketten bruker 7 Archimedes-motorer i første trinn og 1 vakuumversjon av Archimedes-motorene i andre trinn. «Neutron»-raketten bruker lette strukturelle deler i karbonfiberkompositt, og det er ikke nødvendig å kreve at Archimedes-motoren har for høy ytelse og kompleksitet. Ved å utvikle en relativt enkel motor med moderat ytelse, kan tidsrammen for utvikling og testing forkortes betraktelig.
Publiseringstid: 31. desember 2021
