Когда речь заходит о современной космонавтике, на ум сразу же приходит Маск со своей SpaceX. Похвалиться нашему всему действительно есть: частично многоразовый Falcon 9, модульный Falcon Heavy, многоразовые корабли Dragon в пилотируемом и грузовом вариантах, а также Starlink, который на днях отметил 7 млн. абонентов. Где-то в перспективе маячит StarShip, на котором Маск улетит обратно к себе домой на Марс мы должны будем рассекать по Солнечной системе, но до этого всё же далеко:

Феномен Маска не только в том, что SpaceX таки смог, но и в том, что смог он это, будучи частной компанией. После его успеха в отрасль бросились десятки стартапов и в какой-то момент казалось, что уже завтра будем по профсоюзным путёвкам летать купаться на Европу (которая спутник), но всё получилось несколько иначе. И единственной компанией, у которой на данный момент действительно получилось, стала новозеландская RocketLab. Есть ещё и BlueOrigin от Джефа Безоса, но с ним всё сложно (с).

Тройка удалая

Удивительно, но все три компании появились приблизительно в одно и то же время: BlueOrigin была основана в 2000 году, SpaceX – в 2002 году, а RocketLab – в 2006 году. В 2006 о BlueOrigin ещё никто не слышал, а вот SpaceX уже взрывали свой Falcon 1.

Основал RocketLab Питер Бек на деньги нескольких инвесторов (одним из них был Mark Rocket), так как богатых родителей у Бека не имелось. Кстати, Марк Рокет в этом году слетал в космос на суборбитальной ракете New Shepard от Джефа Безоса. Вот такой вот круговорот космических предпринимателей.

Ещё одним инвестором было правительство Новой Зеландии, так что первоначально штаб-квартира компании располагалась там. Однако в 2013 году RocketLab переехала в США, не забыв при этом и про Новую Зеландию и теперь вся отрасль ломает голову — к какой стране отнести компанию. И там и там есть производство, проектирование и стартовые площадки.

Как и SpaceX, как и Blue Origin, ребята из RocketLab решили не замахиваться сразу на всё и принялись пилить ракету малой грузоподъёмности. Однако, Маск у нас один-единственный, так что первый полноценный запуск лёгкой ракеты орбитального класса состоялся только в 2017 году 25 мая. И, как это обычно и бывает, стал провальным — была потеряна передача данных и ракете был отдан приказ на самоуничтожение.

Наверное, коллективу RocketLab было особенно обидно после разбора полётов, так как сама ракета оказалась в порядке. Проблема заключалась в программном обеспечении наземного оборудования, в котором подрядчик не включил корректировку ошибок.

Второй пуск состоялся 21 января 2018 года и был полностью успешным. В 2018 году ракета слетала ещё дважды и тоже успешно.

Ракета эта называется Electron и она до сих пор остаётся основным средством выведения RocketLab. На сегодняшний день Electron слетала уже 70 раз, из года в год наращивая число пусков:

Аварий за всё это время было 4, последняя случилась 19 сентября 2023 года и с тех пор Electron летает без сбоев. Надёжность ракеты, таким образом, составила 94,28%. Не самый высокий показатель, не самый низкий — где-то посередине.

Антипозитрон

Так как многоразовость застолбил за собой Маск, а понтануться Беку хотелось, RocketLab при проектировании Electron пошли своим путём. Вышло довольно необычно.

Сама ракета двухступенчатая (с отдельным разгонным блоком) и небольшая: 18 метров в длину, диаметр — 1,2 метра, работает на паре керосин/кислород и закидывает на низкую околоземную орбиту примерно 300 кг:

Тут всё банально, так что команде Бека пришлось брать наполнением.

Как и Falcon 9, Electron на первой ступени содержит 9 двигателей «Резерфорд», причём напечатанных на 3D-принтере. И это необычно, потому что на такие крохотулечки обычно ставят один-два двигателя:

Вторая необычность — электронасосная система подачи топлива, из-за чего Electron иногда называют ракетой на батарейках:

Элементы горючей смеси подаются в камеру сгорания при помощи электрического насоса, работающего от батареи. Традиционная схема предусматривает подачу топлива либо при помощи повышенного давления в баках, либо при помощи турбонасосного агрегата.

На второй ступени, снова как в Falcon 9, используется модифицированный двигатель первой ступени. Сами же ступени сделаны из углеродного композита.

(Не)нужная многоразовость

С ракетой Electron и Беком связан забавный случай. Как и многие «эксперты», он был настроен резко против многоразового использования ракет. Даже когда у Маска получилось, глава RocketLab твердил, что никогда-никогда не будет связываться с многоразовостью и он скорее съест свою шляпу.

Что тут скажешь? Беку таки пришлось съесть свой головной убор, причём в буквальном смысле этого слова:

Не всю, конечно, всего лишь несколько волокон.

Мало кто знает, но изначально SpaceX предполагали спасать свои ракеты при помощи парашютной системы посадки. Идея лежит на поверхности, так спасали ускорители от шаттлов. Однако от такого метода в SpaceX быстро отказались и перешли на реактивную посадку.

RocketLab с Electron воспользоваться методом SpaceX не могли — ракета маленькая, топлива на обратную дорогу не оставалось. Пришлось переходить на парашюты, но и с ними возникла проблема.

Первоначальная идея с подхватом падающей ракеты вертолётом, несмотря на свою очевидность, провалилась.

Очень трудно было без риска для пилотов и техники подхватить ступень (это пытались сделать дважды), так что после парочки неудачных попыток от вертолётного подхвата отказались и решили плюхать первую ступень прямо в воду:

Но на этом пути компанию снова ждала засада: при ударе об воду ступень рандомно повреждалась, так что и корпус и двигатели приходилось тестировать. Учитывая невысокую себестоимость ракеты (запуск стоит около 7,5 млн. долларов) и от подобного метода спасения отказались. Риски и средства на восстановление оказались выше потенциальной выгоды.

В общем, вопрос с парашютной посадкой можно закрывать — на практике она оказалась неприменима.

Без заряда

Однако от самой идеи повторного использования не отказались, представив в 2021 году новую ракету Neutron. Это частично многоразовая ракета орбитального класса средней грузоподъёмности:

Ракета в некоторых моментах схожа с Falcon 9, однако имеются и существенные отличия.

Как и Falcon 9, профиль полёта Neutron предполагает три варианта:

• Одноразовый запуск. Ракетой придётся полностью пожертвовать, зато можно будет закинуть на низкую околоземную орбиту 15 тонн. Falcon 9 в многоразовом варианте способна поднять 17,5 тонн при посадке на баржу;

• Многоразовый с посадкой на баржу. Со спасением первой ступени и обтекателя в таком случае удастся поднять на НОО 13 тонн;

• Многоразовый с посадкой на сушу. Наиболее топливоёмкий вариант, который даже SpaceX использует нечасто. Всего 8 тонн на НОО;

Кроме того, Neutron может послать груз на Марс или Венеру, но немного, всего 1,5 тонны. Falcon 9 – чуть больше 4 тонн.

Сама ракета в высоту 43 метра, диаметром 7 метров. На первой ступени используется 9 двигателей «Архимед», на второй — один, адаптированный для вакуума. Как и Falcon 9, есть складывающиеся посадочные опоры и рули.

А вот дальше начинаются отличия. В отличие от двигателей Merlin, использующихся SpaceX, “Архимеды” работают на более перспективной связке метан/кислород. Такие двигатели применяются в Starship и на первых ступенях ракет Vulcan и NewGlenn. Метан стоит дешевле очищенного керосина, а кроме этого, куда меньше загрязняет двигатели при многоразовом использовании.

Второе отличие — интегрированный с первой ступенью обтекатель. Если у Falcon 9 обтекатели во врем полёта отстреливаются, а потом падают в океан, где их вылавливают, то у Neutron первая ступень будет возвращаться сразу с обтекателем. Это уменьшает выводимую массу, зато позволяет заметно сэкономить на спасательных операциях:

Вторая ступень крепится внутри первой. Во время полёта обтекатель открывается, вторая ступень отделяется и летит дальше. Подобная схема будет применяться впервые в истории, раньше подобного не делал никто.

Полёт Neutron был намечен на конец 2025 года, но, скорее всего, будет сдвинут на 2026 год. Предстоит пройти ещё несколько этапов проверок и сертификаций перед полётом, вряд ли RockekLab успеют это сделать за оставшиеся 4 месяца.

Но работа идёт, на днях в штате Вирджиния США был официально открыт третий стартовый комплекс, предназначенный специально для Neutron. Вряд ли ракета станет серьёзным конкурентом для SpaceX, но какую-то долю заказов наверняка откусит.

А кроме этого?

Хотя SpaceX – это космический гигант, превосходящий всех своих конкурентов, в плане разнообразия делает компания не сильно много. Она выводит грузы на орбиту, запускает пилотируемые корабли (доставка на МКС/туризм) и строит систему спутниковой связи Starlink. И на этом всё. Ранее Маск обещал ещё миссии на Марс в виде RedDragon, но они так и остались обещаниями.

RocketLab позволить себе подобного не может. Запуск Electron приносит небольшой доход, а инвестиции в разработку огромны. Поэтому компания пытается заработать везде, где только можно.

• HASTE. Суборбитальная ракета на базе Electron, способная нести до 700 кг. груза. Заказывают её обычно либо для научных, либо для военных целей;

• Космические аппараты и платформы;

• Системы оптической и инфракрасной разведки;

• Звёздные трекеры и спутниковые маховики. Предназначены для отслеживания местоположения аппарата по звёздам и ориентации в пространстве;

• Радиостанции. Обеспечивают связь между космическими аппаратами и Землёй;

• Программное обеспечение различного назначения;

• Системы разделения нагрузки (диспенсеры), позволяющие разводить спутники по разным орбитам;

• Солнечные панели;

• Композитные конструкции космического назначения.

Всё это можно приобрести как по отдельности, так и заказать в сборе. Как говорится, любой каприз за ваши деньги, в отличие от SpaceX, которая тоже много чего делает, но исключительно для себя, любимой. Кроме всего перечисленного, RocketLab получила заказ на несколько исследовательских/связных аппаратов, предназначенных для научных миссий.

Конкуренция

Конкурентам Blue Origin или SpaceX компания Питера Бека, очевидно, не станет. Слишком поздно начали, слишком долго делали, слишком много нужно вложить, чтобы догнать лидеров.

Зато RocketLab нашли свою нишу, в которой неплохо себя чувствуют. На сегодняшний день у них:

• 70 запуск лёгкой ракеты Electron;

• Три стартовых комплекса (1 в Новой Зеландии и 2 в США) с 4 пусковыми площадками и способность запускать 132 ракеты в год;

• 233 выведенных на орбиту аппарата;

• Более 1700 спутников, в которых есть компоненты их производства;

• 4 аппарата собственного производства;

• Более 2000 сотрудников.

Так что пожелаем RocketLab удачи, может быть именно она таки будет нас возить купаться на Европу, пока SpaceX будет занята освоением соседней галактики.

P.S. Ещё у меня есть бессмысленные и беспощадные ТГ-каналы (ну а как без них?):

О науке, творчестве и прочей дичи: https://t.me/deeplabscience;

Вот тут про молекулярную биологию, медицину и новые исследования: https://t.me/nextmedi.

Rocket Lab опубликовало "Руководство пользователя Neutron".
Ссылка на оригинал