El vehículo de lanzamiento Neutrón es un cohete reutilizable de ocho toneladas hasta la órbita terrestre baja (LEO) diseñado principalmente para construir constelaciones de satélites. Pero Neutrón también se diseñará desde el principio para ser capaz de reabastecer estaciones espaciales en LEO e incluso hacer volar a la tripulación, otro mercado del que Beck se había distanciado anteriormente.
La decisión de Beck de "comerse el sombrero" metafóricamente se basa en los comentarios de los clientes de Electron, incluidas las misiones exploradoras para futuras constelaciones en las que el operador de satélites ha desarrollado una relación con Rocket Lab.
"Históricamente, la masa media de elevación es de cuatro a cinco toneladas, por lo que los grandes vehículos de lanzamiento vuelan en su mayoría vacíos", dijo Beck en una entrevista con NASASpaceflight. "La mayoría de las constelaciones se componen de 500 a 700 kilogramos, de naves espaciales, con cinco a once satélites por vehículo".
Estas cifras entran dentro de la capacidad de un vehículo de lanzamiento de ocho toneladas, pero difieren de una constelación en particular.
El cohete Electron, actualmente operativo, utiliza motores Rutherford alimentados con queroseno RP-1 y oxígeno líquido, la misma mezcla de combustible que se utilizará para Neutron. Estos motores están impresos en 3D y utilizan bombas eléctricas, ambas primicias en un vehículo de lanzamiento orbital. Sin embargo, sólo uno de estos logros se trasladará a la propulsión de Neutrón.
"Ciertamente, la fabricación aditiva. Pero se necesitan bombas más tradicionales a esta escala". Beck dice que la primera etapa de Neutrón estará propulsada por múltiples motores, pero no tantos como los de Electron.
"Nueve motores está muy bien si uno se apaga, pero si no es así es un poco pesado", citando la fabricación y las pruebas necesarias para cada motor. "Una pequeña cantidad de motores es óptima, pero los motores grandes tienen una capacidad de aceleración limitada". Beck dice que Neutron tendrá la "menor cantidad de motores posible".
Un elemento clave del programa de desarrollo de motores de Neutron será la reutilización. Beck dice: "La reutilización impulsa muchas decisiones de diseño de motores".
A diferencia de Electron, que utiliza un sistema de recuperación por paracaídas, Neutron se parecerá más al Falcon 9 de SpaceX en el sentido de que la primera etapa aterrizará de forma propulsiva en una plataforma oceánica. Para ello, los motores deberán poder reiniciarse en vuelo para realizar la maniobra de aterrizaje. Otros aspectos del diseño del motor también tendrán en cuenta el reencendido.
El anuncio de Neutron se produce en una fase muy temprana del desarrollo. "Nuestra prioridad ha sido analizar el mercado y reunir capital".
Dicho esto, hay hardware y experiencia de vuelo de Electron que Rocket Lab puede aprovechar para Neutron. "La aviónica de Electron se transferirá directamente a Neutron. Las válvulas criogénicas son fáciles de escalar. Lo difícil es desarrollar una válvula criogénica que funcione. Hay una tremenda herencia".
"Starlink es un caso único porque están en una órbita terrestre muy baja, por lo que hay muchas más naves espaciales".
Neutron se diferenciará en tamaño de los vehículos Falcon 9, más grandes, que lanzan las misiones Starlink. A pesar de la mayor capacidad de carga útil de Falcon 9 y el consiguiente menor coste por kilogramo de carga útil, un carenado de carga útil parcialmente lleno sigue exigiendo al cliente el pago del coste total del lanzamiento del vehículo.
"El coste por kilogramo es una métrica muy fácil de entender. Pero no conozco ningún vehículo de lanzamiento que se compre en base al coste por kilogramo".
Beck afirma que Neutron tiene el tamaño ideal para desplegar satélites en planos orbitales específicos, y es capaz de elevar el 98% de todos los satélites cuyo lanzamiento está previsto hasta 2029. Esto podría incluir incluso lotes de los propios satélites Photon de Rocket Lab, jugando con uno de los puntos fuertes de la empresa.
"Rocket Lab es muy bueno en la construcción de sistemas complejos a escala".
Rocket Lab también dice que Neutron será capaz de realizar vuelos espaciales tripulados. Sin embargo, Beck dice que "actualmente" no hay una nave espacial con tripulación en desarrollo.
"Desarrollar un vehículo para la tripulación es diferente a desarrollar un vehículo para satélites". Dice que Neutrón consiste en tener en mente la certificación de la tripulación desde el principio del desarrollo, para mantener ese mercado sobre la mesa para el futuro.
Del mismo modo, Rocket Lab no está desarrollando actualmente un vehículo de reabastecimiento de carga.
"La certificación de la carga es un paso más allá de la certificación de la tripulación. Pero no hay ningún producto en desarrollo. La prioridad es llegar al mercado para servir a las constelaciones".
Ese debut, según Rocket Lab, podría producirse tan pronto como en 2024. Pero aún queda mucho trabajo por hacer antes de que un cohete Neutron esté listo para volar, incluido el desarrollo de un nuevo motor de cohete para impulsar el vehículo.
El cohete Electron, actualmente operativo, utiliza motores Rutherford alimentados con queroseno RP-1 y oxígeno líquido, la misma mezcla de combustible que se utilizará para Neutron. Estos motores están impresos en 3D y utilizan bombas eléctricas, ambas primicias en un vehículo de lanzamiento orbital. Sin embargo, sólo uno de estos logros se trasladará a la propulsión de Neutrón.
"Ciertamente, la fabricación aditiva. Pero se necesitan bombas más tradicionales a esta escala". Beck dice que la primera etapa de Neutrón estará propulsada por múltiples motores, pero no tantos como los de Electron.
"Nueve motores está muy bien si uno se apaga, pero si no es así es un poco pesado", citando la fabricación y las pruebas necesarias para cada motor. "Una pequeña cantidad de motores es óptima, pero los motores grandes tienen una capacidad de aceleración limitada". Beck dice que Neutron tendrá la "menor cantidad de motores posible".
Un elemento clave del programa de desarrollo de motores de Neutron será la reutilización. Beck dice: "La reutilización impulsa muchas decisiones de diseño de motores".
A diferencia de Electron, que utiliza un sistema de recuperación por paracaídas, Neutron se parecerá más al Falcon 9 de SpaceX en el sentido de que la primera etapa aterrizará de forma propulsiva en una plataforma oceánica. Para ello, los motores deberán poder reiniciarse en vuelo para realizar la maniobra de aterrizaje. Otros aspectos del diseño del motor también tendrán en cuenta el reencendido.
El anuncio de Neutron se produce en una fase muy temprana del desarrollo. "Nuestra prioridad ha sido analizar el mercado y reunir capital".
Dicho esto, hay hardware y experiencia de vuelo de Electron que Rocket Lab puede aprovechar para Neutron. "La aviónica de Electron se transferirá directamente a Neutron. Las válvulas criogénicas son fáciles de escalar. Lo difícil es desarrollar una válvula criogénica que funcione. Hay una tremenda herencia".
La elección del lugar de lanzamiento de Neutron también acelera el tiempo de vuelo en 2024. Directamente adyacente a su pronto debut en el Complejo de Lanzamiento de Electrones 2 (LC-2) en la Instalación de Vuelo de Wallops, en Virginia, se encuentra la plataforma 0A, que actualmente alberga el cohete Antares de Northrop Grumman. Esta es la plataforma de lanzamiento en la que debutará Neutron, aprovechando la infraestructura de la plataforma ya existente.
"La plataforma 0A se diseñó realmente como una plataforma multiusuario. Con la tasa de vuelo relativamente baja de Antares, esperamos no interrumpir a ningún otro usuario".
Wallops es también la primera plataforma de lanzamiento de Neutron. Al igual que con el Electron, Rocket Lab tiene previsto añadir otros lugares de lanzamiento de Neutron en el futuro.
Se espera que la fabricación de Neutron se lleve a cabo en las proximidades de la base de lanzamiento de Wallops. "Muchos de los diámetros de los vehículos de lanzamiento de EE.UU. se basan en la altura del puente más bajo entre California y Florida", dice Beck, refiriéndose a los cohetes Falcon 9 de SpaceX, construidos en Hawthorne, California, y enviados por carretera a Cabo Cañaveral.
Construido a propósito para su reutilización, Neutron también tendrá una apariencia diferente a la de Electron, con una ausencia de fibra de carbono en el cuerpo principal. Esto se debe a las malas cualidades de la fibra de carbono cuando se somete a un alto flujo de calor, como durante la reentrada.
"El Electron puede sentarse detrás de una onda de choque para protegerse del flujo de calor. Eso es más difícil de hacer con un vehículo más grande".
En cuanto a la recuperación para su reutilización, Beck no prevé un programa de pruebas de "salto" al estilo de SpaceX.
"Nuestra prioridad es entrar en servicio y entregar un satélite al cliente. La reutilización puede no funcionar, y la misión puede seguir siendo un éxito, así que podemos asumir algún riesgo ahí."
Se espera que la recuperación de la primera etapa tenga lugar en una plataforma oceánica estacionada en la zona de lanzamiento. Aunque la opción de realizar aterrizajes en el lugar de lanzamiento (RTLS) no está descartada, tampoco se espera que sea útil para Neutron.
"He aprendido a no decir nunca a nada. De lo contrario, resulta en algunas experiencias gastronómicas desagradables. Pero hemos basado un perfil de vuelo con un aterrizaje en tierra".
"Es un intercambio de propulsores entre el RTLS y el aterrizaje de rango inferior. El RTLS empieza a hacer crecer el vehículo".
Cuando se le pregunta por nombres potencialmente creativos para la nave de recuperación de rango inferior de Rocket Lab, Beck dice. "Entre todas las cuestiones que estamos tratando de resolver ahora mismo, eso no ha surgido, pero estoy seguro de que no defraudaremos".
Beck dice que se necesita más trabajo para determinar los tiempos de servicio necesarios entre vuelos y el número de vuelos que podría soportar un solo booster.
Beck también dice que Rocket Lab podría ofrecer una versión prescindible de Neutron, con una capacidad de carga útil superior a las ocho toneladas hasta la LEO, que se puede conseguir con la recuperación. "Podemos gastar el vehículo, pero eso supondría un precio diferente".
A corto plazo, la prioridad es conseguir que Neutron llegue al mercado para desplegar las constelaciones de los clientes, y que la recuperación para su reutilización se consiga mediante mejoras de diseño entre los vuelos. Beck afirma que el ritmo de lanzamiento de Neutron se ajustará para permitir que se produzcan esas mejoras, otra diferencia con respecto a Electron, cuya fabricación se escaló para lograr un ritmo de vuelo muy elevado.
"Hay áreas en las que estamos innovando, y áreas en las que no. No nos proponemos realmente superar los límites e innovar con la propulsión".
Centrado en la construcción de constelaciones y en la reutilización, Neutron tiene el potencial de permitir a Rocket Lab entrar en nuevos mercados, incluidos los vuelos espaciales tripulados. El vehículo Neutron, en su configuración reutilizable, también puede llevar dos toneladas a la Luna, o 1,5 toneladas a Venus o Marte.
Fuente:https://www.nasaspaceflight.com
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