Використовуючи структуру з вуглецевого композитного матеріалу, ракета «Нейтрон» стане першою у світі великомасштабною ракетою-носієм з вуглецевого композитного матеріалу.
Спираючись на попередній успішний досвід розробки малої ракети-носія «Електрон», Rocket Lab USA, провідна американська компанія з розробки систем запуску космічного простору, розробила великомасштабну ракету-носій під назвою «Нейтрон» з корисним навантаженням 8 тонн, яку можна використовувати для пілотованих космічних польотів, запусків великих супутникових сузір'їв та дослідження глибокого космосу. Ракета досягла проривних результатів у конструкції, матеріалах та багаторазовому використанні.
Ракета-носій «Нейтрон» – це новий тип ракети-носія з високою надійністю, багаторазовістю та низькою вартістю. На відміну від традиційних ракет, ракета «Нейтрон» буде розроблена відповідно до потреб замовників. За оцінками, понад 80% супутників, запущених у наступні десять років, будуть супутниковими сузір'ями зі спеціальними вимогами до розгортання. Ракета «Нейтрон» може спеціально задовольнити такі особливі потреби. Ракета-носій «Нейтрон» здійснила такі технологічні прориви:
1. Перша у світі великомасштабна ракета-носій з використанням вуглецевих волокнистих композитних матеріалів
Ракета «Нейтрон» стане першою у світі великомасштабною ракетою-носієм, виготовленою з використанням вуглецевих композитних матеріалів. У ракеті буде використано новий спеціальний вуглецево-волокнистий композитний матеріал, який є легким, високоміцним, здатним витримувати величезне нагрівання та удари під час запуску та повернення в атмосферу, завдяки чому перший ступінь можна буде використовувати багаторазово. Для досягнення швидкого виробництва вуглецево-волокниста композитна структура ракети «Нейтрон» буде виготовлена за допомогою процесу автоматичного розміщення волокон (AFP), який може створити вуглецево-композитну оболонку ракети довжиною кілька метрів за кілька хвилин.
2. Нова базова структура спрощує процес запуску та посадки
Багаторазове використання є ключем до частих та низьковитратних запусків, тому з самого початку проектування ракеті «Нейтрон» була надана можливість посадки, відновлення та повторного запуску. Судячи з форми ракети «Нейтрон», конічна конструкція та велика, міцна основа не тільки спрощують складну структуру ракети, але й усувають необхідність у посадкових опорах та громіздкій інфраструктурі стартового майданчика. Ракета «Нейтрон» не залежить від стартової вежі та може запускати операції лише на власній базі. Після запуску на орбіту та випуску другого ступеня ракети з корисним навантаженням, перший ступінь ракети повернеться на Землю та здійснить м’яку посадку на стартовому майданчику.
3. Нова концепція обтічника виходить за рамки традиційного дизайну
Унікальна конструкція ракети «Нейтрон» також відображається в обтічнику під назвою «Голодний Гіппо» (Hungry Hippo). Обтічник «Голодного Гіппо» стане частиною першого ступеня ракети та буде повністю інтегрований з першим ступенем; обтічник «Голодного Гіппо» не буде відділятися від ракети та падати в море, як традиційний обтічник, а розкриватиметься, як у бегемота. Патч відкривався, щоб вивільнити другий ступінь ракети та корисне навантаження, а потім знову закривався та повертався на Землю з першим ступенем ракети. Ракета, що приземляється на стартовий майданчик, являє собою ракету першого ступеня з обтічником, який можна за короткий час інтегрувати в ракету другого ступеня та запустити знову. Використання конструкції обтічника «Голодного Гіппо» може пришвидшити частоту запусків та усунути високу вартість і низьку надійність переробки обтічників у морі.
4. Другий ступінь ракети має високі льотно-технічні характеристики
Завдяки конструкції обтічника «Голодний Гіппо», другий ступінь ракети буде повністю закритий ракетним ступенем та обтічником під час запуску. Таким чином, другий ступінь ракети «Нейтрон» буде найлегшим другим ступенем в історії. Загалом, другий ступінь ракети є частиною зовнішньої конструкції ракети-носія, яка під час запуску піддаватися впливу суворих умов нижньої атмосфери. Завдяки встановленню ракетного ступеня та обтічника «Голодний Гіппо», другий ступінь ракети «Нейтрон» не потребує витримувати тиск стартового середовища та може значно зменшити вагу, тим самим досягаючи вищих космічних характеристик. Наразі другий ступінь ракети все ще розроблений для одноразового використання.
5. Ракетні двигуни, створені для надійності та багаторазового використання
Ракета «Нейтрон» буде оснащена новим ракетним двигуном «Архімед». «Архімед» розроблений та виготовлений компанією Rocket Lab. Це багаторазовий циклічний двигун на рідкому кисні/метані, який може забезпечити тягу 1 меганьютон та початковий питомий імпульс (ПІ) 320 секунд. Ракета «Нейтрон» використовує 7 двигунів «Архімеда» на першому ступені та 1 вакуумну версію двигунів «Архімеда» на другому ступені. Ракета «Нейтрон» використовує легкі конструкційні деталі з вуглецевого волокна, і немає потреби вимагати від двигуна «Архімеда» занадто високої продуктивності та складності. Розробка відносно простого двигуна з помірною продуктивністю дозволяє значно скоротити терміни розробки та випробувань.
Час публікації: 31 грудня 2021 р.
