באמצעות מבנה מחומר מרוכב סיבי פחמן, טיל ה"נייטרון" יהפוך לכלי השיגור הראשון בעולם המחומר מרוכב סיבי פחמן בקנה מידה גדול.
בהתבסס על ניסיון מוצלח קודם בפיתוח משגר קטן בשם "אלקטרון", Rocket Lab USA, חברת שיגור ומערכות חלל מובילה בארה"ב, פיתחה שיגור בקנה מידה גדול בשם טילי "נייטרון", בעלי קיבולת מטען של 8 טון, שניתן להשתמש בהם לטיסות חלל מאוישות, שיגורים גדולים של קבוצות לוויינים וחקר חלל עמוק. הרקטה השיגה תוצאות פורצות דרך בתכנון, בחומרים ובשימוש חוזר.
רקטת "נייטרון" היא סוג חדש של כלי שיגור בעל אמינות גבוהה, יכולת שימוש חוזר ועלות נמוכה. בניגוד לרקטות מסורתיות, רקטת "נייטרון" יפותחה בהתאם לצורכי הלקוחות. ההערכה היא שיותר מ-80% מהלוויינים שישוגרו בעשר השנים הקרובות יהיו קבוצות לוויינים, עם דרישות פריסה מיוחדות. רקטת "נייטרון" יכולה לענות באופן ספציפי על צרכים מיוחדים כאלה. כלי השיגור "נייטרון" ביצע את פריצות הדרך הטכנולוגיות הבאות:
1. רכב השיגור הגדול הראשון בעולם המשתמש בחומרים מרוכבים מסיבי פחמן
טיל ה"נייטרון" יהיה כלי השיגור הראשון בעולם בקנה מידה גדול המשתמש בחומרים מרוכבים מסיבי פחמן. הטיל ישתמש בחומר מרוכב חדש ומיוחד מסיבי פחמן, קל משקל, בעל חוזק גבוה, עמיד בחום ובפגיעה העצומים של שיגור וחזרה, כך שניתן יהיה להשתמש בשלב הראשון שוב ושוב. על מנת להשיג ייצור מהיר, מבנה סיבי הפחמן המרוכב של טיל ה"נייטרון" ייוצר באמצעות תהליך הנחת סיבים אוטומטי (AFP), שיכול לייצר מעטפת טיל מרוכבת מסיבי פחמן באורך של כמה מטרים תוך דקות ספורות.
2. מבנה הבסיס החדש מפשט את תהליך השיגור והנחיתה
שימוש חוזר הוא המפתח לשיגורים תכופים ובעלות נמוכה, ולכן כבר מתחילת התכנון, לטיל "נייטרון" ניתנה היכולת לנחות, להתאושש ולשגר שוב. אם לשפוט לפי צורתו של טיל "נייטרון", העיצוב המחודד והבסיס הגדול והמוצק לא רק מפשטים את המבנה המורכב של הטיל, אלא גם מבטלים את הצורך ברגלי נחיתה ובתשתית אתר שיגור מגושמת. טיל "נייטרון" אינו מסתמך על מגדל שיגור, ויכול לשגר פעילויות רק על בסיס משלו. לאחר השיגור למסלול ושחרור טיל השלב השני והמטען שלו, טיל השלב הראשון יחזור לכדור הארץ ויבצע נחיתה רכה באתר השיגור.
3. קונספט החיפוי החדש פורץ דרך העיצוב המקובל
העיצוב הייחודי של טיל ה"נייטרון" בא לידי ביטוי גם במעטפת המכונה "היפופוטם הרעב" (Hungry Hippo). מעטפת ה"היפופוטם הרעב" תהפוך לחלק מהשלב הראשון של הטיל ותשולב במלואו עם השלב הראשון; מעטפת ה"היפופוטם הרעב" לא תופרד מהטיל ותיפול לים כמו מעטפת מסורתית, אלא תיפתח כמו היפופוטם. הפתח ייפתח כדי לשחרר את השלב השני והמטען של הטיל, ולאחר מכן ייסגר שוב ויוחזר לכדור הארץ עם טיל השלב הראשון. הטיל הנוחת על משטח השיגור הוא טיל שלב ראשון עם מעטפת, שניתן לשלב אותו בטיל שלב שני תוך זמן קצר ולשגר אותו שוב. אימוץ עיצוב מעטפת ה"היפופוטם הרעב" יכול להאיץ את תדירות השיגור ולבטל את העלות הגבוהה והאמינות הנמוכה של מעטפות מיחזור בים.
4. לשלב השני של הרקטה יש מאפייני ביצועים גבוהים
בשל עיצוב מעטפת ה"היפופוטם הרעב", שלב 2 של הרקטה יהיה סגור לחלוטין בתוך שלב הרקטה ובמעטפת בעת שיגורה. לכן, השלב השני של הרקטה "נייטרון" יהיה השלב השני הקל ביותר בהיסטוריה. באופן כללי, השלב השני של הרקטה הוא חלק מהמבנה החיצוני של רכב השיגור, אשר יהיה חשוף לסביבה הקשה של האטמוספירה התחתונה במהלך השיגור. על ידי התקנת שלב הרקטה ומעטפת ה"היפופוטם הרעב", השלב השני של הרקטה "נייטרון" אינו נדרש לעמוד בלחץ של סביבת השיגור, ויכול להפחית משמעותית את המשקל, ובכך להשיג ביצועי חלל גבוהים יותר. נכון לעכשיו, השלב השני של הרקטה עדיין מיועד לשימוש חד פעמי.
5. מנועי רקטה שנבנו לאמינות ולשימוש חוזר
רקטת "נייטרון" תונע על ידי מנוע רקטי חדש מסוג ארכימדס. ארכימדס תוכנן ומיוצר על ידי Rocket Lab. זהו מנוע מחזורי רב פעמי המחולל גז חמצן נוזלי/מתאן, שיכול לספק דחף של מגה-ניוטון אחד ו-320 שניות של דחף סגולי ראשוני (ISP). רקטת "נייטרון" משתמשת ב-7 מנועי ארכימדס בשלב הראשון, ובגרסת ואקום אחת של מנועי ארכימדס בשלב השני. רקטת "נייטרון" משתמשת בחלקי מבנה מרוכבים קלים מסיבי פחמן, ואין צורך לדרוש ממנוע ארכימדס ביצועים ומורכבות גבוהים מדי. על ידי פיתוח מנוע פשוט יחסית עם ביצועים מתונים, ניתן לקצר משמעותית את לוח הזמנים לפיתוח ולבדיקה.
זמן פרסום: 31 בדצמבר 2021
