para2 de diciembreDakota del Norte, 2021, la compañía espacial comercial Rocket Labs ha revelado su arquitectura detallada.cohete de neutronesPor primera vez.En un evento de transmisión en vivo, la compañía mostró todos los elementos nuevos que harían de este lanzador de “gran constelación” un serio competidor en los años venideros.Incluye detalles actualizados sobre el diseño, los materiales y la arquitectura de propulsión y reutilización del cohete.
Este nuevo vehículo se basa en la experiencia de Rocket Lab.anteriorCohete, pequeño lanzador de satélitesDebut de nuevo en 2017.Este cohete compuesto de carbono liviano de dos etapas se basó en el primer motor de ciclo alimentado por bomba eléctrica listo para volar (también conocido como Rutherford) para lanzar una carga útil de 300 kg (661 lb).con22 lanzamientos y 107 satélitesDesplegado hasta la fecha, el Electron se ha convertido en el cohete estadounidense lanzado con más frecuencia desde 2019.
En el verano y el otoño de 2020, Rocket Lab comenzó a experimentar con la reutilización:Búsqueda de primer paso de electronesHelicóptero y propulsor con red.Sobre esta base, Rocket Lab comenzó a trabajar en un cohete reutilizable con la misma piel compuesta de carbono y características actualizadas.para1 de marzocastillo, 2021El CEO de Rocket Lab, Peter Beck, fue el primero en echar un vistazo al cohete Neutron, un diseño de proyectil de clase de carga útil de 8 toneladas para servir al mercado de megaconstelaciones de satélites.
En ese momento, Beck propuso el diseño de un cohete reutilizable de dos etapas de 40 metros (130 pies) capaz de transportar 8000 kg (17 600 lbs) a la órbita baja (LEO) y 1500 kg (3300 lbs) a Marte o Venus.En un evento que se transmitió en vivo la semana pasada, Beck proporcionó detalles actualizados sobre el cohete, incluida una nueva apariencia, un nuevo motor, una nueva carcasa y características de diseño algo poco ortodoxas.Éstos incluyen:
- Nuevo motor de cohete Arquímedes diseñado para brindar confiabilidad y reutilización
- Diseño de carenado cautivo único ‘Hungry Hippo’ que permite simplificar los primeros pasos y reutilizar el carenado
- La estructura compuesta de carbono convierte a Neutron en el primer gran proyectil compuesto de carbono del mundo
- Diseñado para un aterrizaje de propulsión de ‘regreso al sitio de lanzamiento’
Rocket Lab también reveló que una carga útil de 8000 kg para LEO ahora será estándar para Neutron, pero el diseño actualizado admitirá una carga útil máxima de 15 000 kg (33 070 lb), casi el doble que para LEO.Como resumió Beck, el cohete Neutron debería verse como un cohete en 2050, completamente reutilizable y adaptado para el mercado de “megaconstelaciones” satelitales de rápido crecimiento.
“El Neutron no es un cohete convencional.Un nuevo tipo de proyectil con confiabilidad, reutilización y ahorro de costos integrado en un diseño avanzado desde el primer día.Neutron incorpora las mejores innovaciones del pasado y las combina con tecnología y materiales de vanguardia para proporcionar un cohete para el futuro.
“Se espera que más del 80 % de los satélites lanzados durante la próxima década sean constelaciones, con requisitos de despliegue únicos que Neutron es el primer vehículo que aborda específicamente.En lugar de comenzar con un diseño de cohete tradicional como hicimos con Electron, nos enfocamos en los requisitos del cliente y volvimos a trabajar.El resultado es un cohete que se puede lanzar de forma rápida, frecuente y económica, con el tamaño adecuado para satisfacer la demanda del mercado”.
Carcasa y motor nuevos
Como se mencionó, Rocket Lab fue pionero en el uso de carcasas compuestas de carbono en cohetes orbitales con cohetes Electron.La primera fase de Neutron también tiene una carcasa de compuesto de carbono, pero esta carcasa está hecha de un nuevo material compuesto de carbono especialmente diseñado que es liviano y lo suficientemente fuerte como para soportar el intenso calor y la presión de los repetidos vuelos espaciales y el reingreso.
La estructura compuesta de carbono de Neutron se crea utilizando un sistema de colocación de fibra automatizado que puede crear una cubierta de cohete de carbono en minutos.Esto permitirá una fabricación rápida con reutilización, convirtiendo al Neutron en el primer proyectil reutilizable de gran tamaño compuesto de carbono del mundo.El nuevo motor Archimedes, diseñado y fabricado internamente por Rocket Lab, también es reutilizable.
El Arquímedes es un motor de ciclo generador de oxígeno líquido (LOX) y gas metano reutilizable capaz de generar un empuje de 1 meganewton y un impulso específico (ISP) de 320 segundos.Gracias a la naturaleza liviana de Neutron, el diseño del motor es menos complejo y requiere menos empuje en comparación con los motores de cohetes convencionales.Esto permite un proceso de desarrollo más rápido que permite una producción rápida y rentable.
Siete de estos motores impulsarán la primera etapa del Neutron, mientras que un solo motor Arquímedes optimizado al vacío impulsará la segunda etapa.
Innovador dos pasos y maridaje
Los carenados generalmente consisten en dos mitades cónicas montadas sobre un refuerzo de segunda etapa que rodea y protege la carga útil durante el disparo.Cuando se despliega la segunda etapa y se alcanza la altitud de despliegue, estos carenados se desenganchan y despliegan la carga.Una vez hecho esto, el carenado volverá a caer a la Tierra, reingresando a nuestra atmósfera y rebotando en el océano.
Como SpaceX ha demostrado suficientemente entre 2018 y 2020, “atractivo“El emparejamiento de cargas útiles en el mar es un proceso difícil.De hecho, la flota de barcos de recuperación (Ms. Tree y Ms. Chief) solo pudo atrapar carenados con redes.menos de 20%de tiempo.SpaceX hasta 2021renunciar a las ideasTotalmente y en un futuro se recurrirá a pescarlos fuera del agua.
En contraste, el cohete Neutron presenta un nuevo diseño denominado “Hungry Hippo”. Aquí toda la segunda etapa y el carenado están rodeados por la primera etapa del cohete.Este binomio abre de par en par sin desmoronarse y vuelve a cerrarse para volver a entrar en la primera etapa tras soltar la segunda etapa y la carga útil.Cuando aterriza la primera etapa, se incorpora una nueva segunda etapa y el cohete se lanza nuevamente.
Rocket Lab está utilizando actualmente un diseño consumible de dos etapas hecho de compuesto de carbono que tiene 6 metros (20 pies) de largo y utiliza un único motor Arquímedes optimizado al vacío.Esto protege a la segunda etapa de muchas de las condiciones extremas experimentadas durante el lanzamiento y el reingreso. Esto significa que se pueden hacer más livianos y económicos (es decir, no se requiere un blindaje pesado).
Este diseño elimina el difícil método de capturar carenados en el mar, aumenta la frecuencia de disparo y la flexibilidad, al mismo tiempo que reduce el costo total.
lanzamiento y aterrizaje
Aunque Rocket Lab ha incorporado la recuperación aérea (utilizando helicópteros y redes) para permitir la reutilización de la primera fase del Electron, todo el proceso de diseño y desarrollo del cohete Neutron se ha diseñado para garantizar la reutilización.En primer lugar, la forma del cohete se estrecha y se ensancha en la parte inferior, proporcionando una base de aterrizaje estable (no se requieren sistemas de aterrizaje ni patas complejos).
Esta estructura equilibrada significa que el Neutron puede pararse firmemente sobre sus patas antes y durante el despegue y regresar al sitio de lanzamiento para un aterrizaje controlado y propulsor.Esto elimina la necesidad de una infraestructura costosa, como torres de lanzamiento, plataformas de aterrizaje en alta mar y transporte hacia y desde el sitio de lanzamiento.Nuevamente, el propósito es reducir los costos eliminándolos, al mismo tiempo que facilita la reutilización y las versiones iterativas.
En otro desarrollo reciente, Rocket Lab completó la construcción de un nuevo sitio (Complejo de Lanzamiento Dos) en las instalaciones del Puerto Espacial Regional del Atlántico Medio Wallops de la NASA frente a la costa de Virginia.Esta instalación es donde Rocket Lab espera realizar el primer lanzamiento del cohete Neutron en 2024. La compañía también está en proceso de competir para seleccionar una instalación de prueba de motores Arquímedes y producción de cohetes en la costa este de los Estados Unidos.
A medida que se expandan la flota y las instalaciones de Rocket Lab, la compañía con sede en Nueva Zelanda probablemente ofrecerá otros servicios de lanzamiento espacial una oportunidad de ganar dinero, sin mencionar las ideas novedosas que informan el diseño de los cohetes Neutron.Esto incluye los “tres grandes” de SpaceX, Blue Origin y Virgin Orbit, así como muchos proveedores más pequeños que han surgido en los últimos años y planean ingresar al mercado de las megaconstelaciones.
Otras lecturas:laboratorio de cohetes