Ракета «Нейтрон», конструкция которой выполнена из углеродного композиционного материала, станет первой в мире крупногабаритной ракетой-носителем из углеродного композиционного материала.
Основываясь на предыдущем успешном опыте разработки малогабаритной ракеты-носителя «Electron», компания Rocket Lab USA, ведущая американская компания по производству пусковых и космических систем, разработала крупногабаритную ракету-носитель «Neutron». Ракета грузоподъёмностью 8 тонн может использоваться для пилотируемых космических полётов, запусков крупных спутниковых группировок и исследования дальнего космоса. Ракета достигла прорывных результатов в области конструкции, материалов и многоразовости.
Ракета-носитель «Нейтрон» — это новый тип ракеты-носителя, отличающийся высокой надёжностью, многоразовостью и низкой стоимостью. В отличие от традиционных ракет, ракета-носитель «Нейтрон» будет разрабатываться в соответствии с потребностями заказчиков. Предполагается, что более 80% спутников, запускаемых в ближайшие десять лет, будут представлять собой спутниковые группировки с особыми требованиями к развёртыванию. Ракета-носитель «Нейтрон» способна удовлетворить именно такие особые потребности. Ракета-носитель «Нейтрон» достигла следующих технологических прорывов:
1. Первая в мире крупногабаритная ракета-носитель с использованием углеродных композитных материалов.
Ракета «Нейтрон» станет первой в мире крупногабаритной ракетой-носителем, изготовленной из композиционных материалов на основе углеродного волокна. В ракете будет использован новый специальный композиционный материал из углеродного волокна, который отличается лёгкостью, высокой прочностью, выдерживает высокие температуры и удары при запуске и возвращении в атмосферу, что позволяет многократно использовать первую ступень. Для ускорения производства конструкция углеродного композита ракеты «Нейтрон» будет изготовлена с использованием технологии автоматической укладки волокон (AFP), позволяющей создавать корпус ракеты из углеродного волокна длиной несколько метров за несколько минут.
2. Новая конструкция основания упрощает процесс запуска и посадки.
Многоразовость — ключ к частым и экономичным запускам, поэтому с самого начала проектирования ракета «Нейтрон» была заложена возможность посадки, восстановления и повторного запуска. Судя по форме ракеты «Нейтрон», коническая форма и большое, прочное основание не только упрощают сложную конструкцию ракеты, но и устраняют необходимость в посадочных опорах и громоздкой инфраструктуре стартовой площадки. Ракета «Нейтрон» не требует пусковой башни и может запускать ракеты только с собственной базы. После выхода на орбиту и отделения второй ступени с полезной нагрузкой первая ступень возвращается на Землю и совершает мягкую посадку на стартовой площадке.
3. Новая концепция обтекателя ломает рамки традиционной конструкции.
Уникальный дизайн ракеты «Нейтрон» также отражен в обтекателе под названием «Голодный Бегемот» (Hungry Hippo). Обтекатель «Голодного Бегемота» станет частью первой ступени ракеты и будет полностью интегрирован с первой ступенью; обтекатель «Голодного Бегемота» не будет отделяться от ракеты и падать в море, как традиционный обтекатель, а раскроется, как бегемот. Рот открывался, чтобы выпустить вторую ступень ракеты и полезную нагрузку, а затем снова закрывался и возвращался на Землю с ракетой первой ступени. Ракета, приземляющаяся на стартовой площадке, представляет собой ракету первой ступени с обтекателем, который может быть быстро интегрирован в ракету второй ступени и запущен снова. Принятие конструкции обтекателя «Голодного Бегемота» может ускорить частоту запусков и исключить высокую стоимость и низкую надежность утилизации обтекателей в море.
4. Вторая ступень ракеты имеет высокие летно-технические характеристики.
Благодаря конструкции обтекателя «Голодный бегемот», вторая ступень ракеты будет полностью заключена в ступень ракеты и обтекатель при запуске. Таким образом, вторая ступень ракеты «Нейтрон» будет самой легкой второй ступенью в истории. Как правило, вторая ступень ракеты является частью внешней конструкции ракеты-носителя, которая будет подвергаться воздействию суровых условий нижней атмосферы во время запуска. Благодаря установке ступени ракеты и обтекателя «Голодный бегемот», вторая ступень ракеты «Нейтрон» не обязана выдерживать давление среды запуска и может значительно снизить вес, тем самым достигая более высоких космических характеристик. В настоящее время вторая ступень ракеты по-прежнему предназначена для одноразового использования.
5. Ракетные двигатели, рассчитанные на надежность и многократное использование
Ракета «Нейтрон» будет оснащена новым ракетным двигателем «Архимед». «Архимед» разработан и изготовлен компанией Rocket Lab. Это многоразовый двигатель, работающий на основе газогенератора жидкого кислорода/метана, способный развивать тягу 1 меганьютон и начальный удельный импульс (УИ) 320 секунд. Ракета «Нейтрон» использует 7 двигателей «Архимед» на первой ступени и 1 вакуумный вариант двигателей «Архимед» на второй ступени. В конструкции ракеты «Нейтрон» используются лёгкие углеродно-волокнистые композитные элементы, что исключает необходимость в слишком высокой производительности и сложности двигателя «Архимед». Разработка относительно простого двигателя с умеренными характеристиками позволяет значительно сократить сроки разработки и испытаний.
Время публикации: 31 декабря 2021 г.
