Wykorzystując strukturę kompozytu z włókien węglowych, rakieta „Neutron” stanie się pierwszym na świecie pojazdem nośnym o dużej skali wykonanym z kompozytu z włókien węglowych.
Bazując na wcześniejszych, udanych doświadczeniach w rozwoju małej rakiety nośnej „Electron”, Rocket Lab USA, wiodąca amerykańska firma zajmująca się systemami startowymi i kosmicznymi, opracowała rakietę nośną „Neutron” o dużej skali i ładowności 8 ton, która może być wykorzystywana do załogowych lotów kosmicznych, startów dużych konstelacji satelitów oraz eksploracji głębokiego kosmosu. Rakieta osiągnęła przełomowe rezultaty pod względem konstrukcji, materiałów i możliwości ponownego wykorzystania.
Rakieta „Neutron” to nowy typ rakiety nośnej charakteryzujący się wysoką niezawodnością, możliwością ponownego użycia i niskim kosztem. W przeciwieństwie do tradycyjnych rakiet, rakieta „Neutron” będzie rozwijana zgodnie z potrzebami klientów. Szacuje się, że ponad 80% satelitów wystrzelonych w ciągu najbliższych dziesięciu lat będzie konstelacjami satelitów o specjalnych wymaganiach dotyczących rozmieszczenia. Rakieta „Neutron” może w szczególności sprostać tym szczególnym potrzebom. Rakieta nośna „Neutron” dokonała następujących przełomów technologicznych:
1. Pierwszy na świecie pojazd nośny na dużą skalę wykorzystujący materiały kompozytowe z włókna węglowego
Rakieta „Neutron” będzie pierwszą na świecie rakietą nośną o dużej skali, wykorzystującą kompozyty z włókna węglowego. Rakieta będzie wykorzystywać nowy, specjalny kompozyt z włókna węglowego, który jest lekki, wytrzymały, odporny na wysokie temperatury i uderzenia podczas startu i powrotu do atmosfery, dzięki czemu pierwszy stopień może być używany wielokrotnie. Aby zapewnić szybką produkcję, struktura kompozytowa z włókna węglowego rakiety „Neutron” będzie wytwarzana w procesie automatycznego układania włókien (AFP), który pozwala na wytworzenie powłoki rakiety z kompozytu z włókna węglowego o długości kilku metrów w ciągu kilku minut.
2. Nowa konstrukcja podstawy upraszcza proces startu i lądowania
Wielokrotne użycie jest kluczem do częstych i tanich startów, dlatego od samego początku projektowania rakiety „Neutron” zaprojektowano ją tak, aby mogła lądować, wracać do pierwotnego stanu i ponownie wystartować. Sądząc po kształcie rakiety „Neutron”, stożkowa konstrukcja i duża, solidna podstawa nie tylko upraszczają złożoną konstrukcję rakiety, ale także eliminują potrzebę stosowania nóg do lądowania i nieporęcznej infrastruktury stanowiska startowego. Rakieta „Neutron” nie wymaga wieży startowej i może startować wyłącznie z własnej bazy. Po wystrzeleniu na orbitę i odłączeniu drugiego stopnia rakiety wraz z ładunkiem, pierwszy stopień rakiety powróci na Ziemię i wykona miękkie lądowanie na stanowisku startowym.
3. Nowa koncepcja owiewki przełamuje konwencjonalny design
Unikalna konstrukcja rakiety „Neutron” znajduje również odzwierciedlenie w osłonie zwanej „Hungry Hippo” (Głodny Hipopotam). Osłona „Hungry Hippo” stanie się częścią pierwszego stopnia rakiety i będzie w pełni zintegrowana z pierwszym stopniem; osłona „Hungry Hippo” nie zostanie oddzielona od rakiety i nie spadnie do morza jak tradycyjna osłona, ale otworzy się jak hipopotam. Otwór otwiera się, aby uwolnić drugi stopień rakiety i ładunek, a następnie zamyka się ponownie i powraca na Ziemię z pierwszym stopniem rakiety. Rakieta lądująca na platformie startowej to rakieta pierwszego stopnia z osłoną, którą można w krótkim czasie zintegrować z rakietą drugiego stopnia i ponownie wystrzelić. Zastosowanie konstrukcji osłony „Hungry Hippo” może przyspieszyć częstotliwość startów i wyeliminować wysokie koszty i niską niezawodność recyklingu osłon na morzu.
4. Drugi stopień rakiety charakteryzuje się wysokimi parametrami wydajnościowymi
Dzięki konstrukcji owiewki „Hungry Hippo”, drugi stopień rakiety będzie całkowicie zamknięty w stopniu rakiety i owiewce podczas startu. Dlatego drugi stopień rakiety „Neutron” będzie najlżejszym drugim stopniem w historii. Ogólnie rzecz biorąc, drugi stopień rakiety jest częścią zewnętrznej konstrukcji pojazdu nośnego, która będzie narażona na trudne warunki panujące w niższych warstwach atmosfery podczas startu. Dzięki zainstalowaniu stopnia rakiety i owiewki „Hungry Hippo”, drugi stopień rakiety „Neutron” nie musi wytrzymywać ciśnienia panującego w środowisku startowym, co pozwala znacznie zmniejszyć masę, a tym samym osiągnąć lepsze osiągi kosmiczne. Obecnie drugi stopień rakiety jest nadal projektowany do jednorazowego użytku.
5. Silniki rakietowe zbudowane z myślą o niezawodności i wielokrotnym użytkowaniu
Rakieta „Neutron” będzie napędzana nowym silnikiem rakietowym Archimedes. Archimedes został zaprojektowany i wyprodukowany przez Rocket Lab. Jest to silnik wielokrotnego użytku z cyklem generatora ciekłego tlenu i metanu, który może zapewnić ciąg 1 meganiutona i początkowy impuls właściwy (ISP) trwający 320 sekund. Rakieta „Neutron” wykorzystuje 7 silników Archimedes w pierwszym stopniu oraz 1 próżniową wersję silników Archimedes w drugim stopniu. Rakieta „Neutron” wykorzystuje lekkie elementy konstrukcyjne z kompozytów z włókna węglowego, dzięki czemu nie ma potrzeby, aby silnik Archimedes charakteryzował się zbyt wysoką wydajnością i złożonością. Opracowanie stosunkowo prostego silnika o umiarkowanej wydajności pozwala znacznie skrócić harmonogram prac rozwojowych i testowych.
Czas publikacji: 31 grudnia 2021 r.
