Rocket Lab, ein Unternehmen aus Neuseeland, arbeitet an einer kleinen Rakete (18 m hoch, 10 Tonnen), für die bereits über 30 Starts für jeweils 5 Millionen US-Dollar anstehen.
Aus Wikipedia :
Im Juli 2014 wurde bekannt gegeben, dass das Unternehmen eine Rakete namens Electron entwickelt, eine Kohlenstoff-Verbundrakete mit einer Nutzlast von 110 Kilogramm in die Umlaufbahn und voraussichtlichen Kosten von weniger als 5 Millionen US-Dollar pro Start. Stand Juli 2014, der erste Teststart ist für 2015 geplant.
Der ganze Zweck dieser Rakete besteht darin, Satelliten viel schneller und zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Raketen in die Umlaufbahn bringen zu können. Aber sind 110 kg für LEO wirklich eine vorteilhafte Fähigkeit?
Ich hätte gedacht, dass die meisten Satelliten eine viel größere Masse haben würden und dass jeder Satellit, der klein genug ist, eine sehr begrenzte Funktionalität haben würde. Oder wird er höchstwahrscheinlich für sehr kleine Projekte wie wissenschaftliche Experimente verwendet?
Als Nebenfrage, womit wird eine Rakete wie diese wahrscheinlich befeuert?
Es lohnt sich, Referenzen nachzugehen, die die von Ihnen zitierte Wikipedia selbst zitiert. Dieser Artikel in The New Zealand Herald listet beispielsweise einige der Eigenschaften der Elektronenrakete auf:
- 18 m lang
- 1m im Durchmesser
- Wiegt mehr als 10 Tonnen
- Masse 10.500 kg abheben
- Flüssiger Sauerstoff und Kerosintreibstoffe
- Höchstgeschwindigkeit von 27.500 km/h
- Nutzlast von 110 kg
Ein ähnlicher Artikel, vielleicht sogar etwas detaillierter, erschien in Parabolic Arc . Beide enthalten ein Video , in dem Peter Beck, CEO und Gründer von Rocket Lab Ltd., die Anwendung beschreibt.
Ein Teil dessen, worüber er spricht, ist natürlich Marketing. Bei einem angegebenen Preis von 5,84 Millionen NZ $ (derzeit 4,62 Millionen US $ ) pro Start und einer Nutzlast von 110 kg für LEO belaufen sich die Kosten pro Kilogramm für LEO auf ziemlich genau 42.000 US $ / kg.
Das ist zehnmal so viel wie bei einem Falcon 9 v 1.1, aber Sie können Ihre Zielumlaufbahn unabhängig von anderen primären Nutzlasten auf einer Trägerrakete mit höherer Kapazität auswählen, wo Ihr Satellit ein Bürger zweiter Klasse sein könnte. Es sollte also einen Markt dafür geben, und wenn sie tatsächlich bereits über 30 Bestellungen in der Reihe haben, dann haben sie offensichtlich überzeugende Argumente für ihre Elektronenrakete geliefert.
Welchen Nutzen könnten 110 kg Nutzlast im LEO haben? Nun, das kann Sie bis zu ungefähr 80 1U CubeSat-Satelliten startenauf einem einzigen Werfer, vorausgesetzt, sie sind alle in einer identischen Zielumlaufbahn zufrieden und erfordern keinen zu genauen Einsatz (ich denke, ein einfacher leichter Kolben würde ausreichen, um sie auf einmal oder in Schritten aus der Nutzlastverkleidung zu drücken / mit a zeitgesteuerte Verzögerung oder vielleicht Drehen der Oberstufe und dann langsames "Entpacken" ihrer Nutzlastverkleidung, gibt es hier viele mögliche technische Optionen, um ihr Gewicht immer noch niedrig zu halten und mehrere Passagiere mit einer erforderlichen Trennung einzusetzen). Mit der Auswahl höherer LEO-Umlaufbahnen mit unterschiedlichen Neigungen und/oder einem ausgefeilteren und präziseren Bereitstellungssystem, das die effektive Nutzlastmasse schnell auf ein Dutzend solcher Nanosatelliten reduzieren kann, vorausgesetzt, die Trägerrakete ist sogar in der Lage, komplexere Flugprofile zu erreichen, die erforderlich sind, um sie zu erreichen .
LOX/Kerosin-Treibmittel bedeuten wahrscheinlich, dass der Motor der zweiten Stufe neu gestartet werden könnte, sodass er beispielsweise von der Ausrollphase profitieren kann (erreicht die Höhe bei einem Bruchteil der erforderlichen Umlaufgeschwindigkeit, schaltet den Hauptmotor ab, auch bekannt als MECO, und rollt dann auf nahezu Umlaufgeschwindigkeit aus mit Hilfe des guten alten Newton, bevor der Motor für die endgültige orbitale Einfügungsverbrennung neu gestartet wird).
Tatsächlich enthält Parabolic Arc mehr Details:
- Treibmasse: 9.200 kg
- Maximaler Motorschub: 146.000 N (14,8 Tonnen)
- Äquivalente Motorleistung: 530.000 PS
- Nominale Umlaufbahn: 500 km kreisförmige Sonnensynchronisation
Dass es eine kreisförmige Zielumlaufbahn angibt, bestätigt, dass das Triebwerk der zweiten Stufe neu gestartet werden kann, da Sie eine zusätzliche Zündung benötigen, um die Umlaufbahn nach Erreichen des Zielapogäums zu kreisförmigisieren (aber die Rakete könnte höher fliegen als vor MECO – Main Engine Cut-Off – und Beginn der Segelphase).
Wenn es also in etwas höheren LEO-Umlaufbahnen starten könnte, in denen Satellitenumlaufbahnen aufgrund des immer noch etwas atmosphärischen Widerstands (der mit der Umlaufbahnhöhe abnimmt) nicht so schnell abfallen dürften, könnte es meiner Meinung nach ein Dutzend oder so kleine Satelliten in einer Satellitenkonstellation starten und sie könnten für die Kommunikation verwendet werden oder wissenschaftliche Experimente liefern, die normalerweise in niedrigen Umlaufbahnen durchgeführt würden (Fernerkundung, auch bekannt als Erdbeobachtung, Ionosphärenexperimente, Mikrogravitationsexperimente usw.), oder technologische Demonstratoren (z weiche Intercepts, um orbitale Trümmer, auch bekannt als Weltraumschrott, in LEO schneller zu deorbitieren). Deine Wahl. Der Himmel, ähm, die niedrige Erdumlaufbahn ist die Grenze. 110 kg damals (und das Gewicht des Auslösemechanismus ist wahrscheinlich nicht enthalten).
Ein paar Kommentare. Was ich an Electron interessant finde, ist, dass es für ein zweistufiges System extrem leicht ist (das Video zeigt eine kurze zweite, obere Stufe und die angegebene Fähigkeit erfordert mindestens zwei Stufen). Seine Gesamttrockenmasse beträgt nur 1.190 kg (ohne die Nutzlastmasse von 110 kg), was für eine Rakete mit flüssigem Treibstoff (und LOX ist kryogen) mit all ihren Turbopumpen, die sie speisen, geradezu erstaunlich ist.
Es ist wahrscheinlich nicht sehr wahrscheinlich, dass es einen neuen Rekord für das höchste Triebwerksschub-Gewichts-Verhältnis aufstellen würde, das derzeit von Falcons Merlin 1D-Raketentriebwerk mit einem T/W von 159,9 (440 kg Masse und Schub von 690 kN) gehalten wird. Wenn Electron das schlagen sollte, sollte sein angegebener 146-kN-Motor der ersten Stufe nicht mehr als wiegen . Aber bei einer so geringen Trockenmasse des kompletten Werfers kann es dieses Gewicht auch nicht um ein Vielfaches überschreiten. Wir werden sehen.
Ein weiterer interessanter Aspekt des Werfers ist jedoch, dass er, da es sich um einen Turbomotor mit ausschließlich Flüssigtreibstoffen handelt, während des Starts nicht so starken Vibrationen ausgesetzt ist wie Feststoff- oder Hybridmotorkonstruktionen, bei denen im Wesentlichen die gesamte Stufe (oder im Falle von Hybriden der feste Teil davon) wirkt im Grunde wie eine Flöte, wenn sich seine festen Kornwege ausdehnen. Dies könnte für vibrationsempfindlichere Nutzlasten nützlich sein oder einfach die Zuverlässigkeit der Trägerrakete selbst verbessern.
Und auch, wie Deer Hunter anmerkt, könnte der Launcher allein wegen seiner Herkunft interessant sein und in welchem Land sein Anbieter registriert ist. Es ist normalerweise nur möglich, militärische oder andere geheime Nutzlasten auf im Inland gebauten und betriebenen Startsystemen zu starten, um den Zugang zu geheimen Informationen zu kontrollieren, den Zweck Ihrer Nutzlast zu verschleiern und/oder verteidigungsbezogene Artikel, Kryptografie usw. einzuhalten Ausfuhrbestimmungen .
Die genaue Verwendung hängt auch von der bewährten Zuverlässigkeit der Trägerrakete und der Fähigkeit ihrer Oberstufe ab, präzise Orbitalinsertionen durchzuführen. Da es also keine tatsächlichen Flüge gibt, muss dies noch festgelegt werden.
Es gibt eine ganze Reihe von Satelliten unter 110 kg, aber die Kosten für den Start zu einem so hohen Wert werden potenzielle Käufer wahrscheinlich abschrecken. Aus dieser Datenbank zähle ich 200 Satelliten, die mit einer Startmasse von kleiner oder gleich 110 kg gestartet wurden. Ich kann keine finden, die so viel Geld für den Start ausgeben, obwohl es einige gibt, die dies getan haben könnten.
Hirschjäger