Durch die Verwendung einer Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffstruktur wird die Rakete „Neutron“ die weltweit erste großtechnische Trägerrakete aus Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoff sein.
Aufbauend auf den erfolgreichen Erfahrungen mit der Entwicklung der kleinen Trägerrakete „Electron“ hat Rocket Lab USA, ein führendes US-amerikanisches Unternehmen für Trägerraketen und Raumfahrtsysteme, die Großrakete „Neutron“ entwickelt. Mit einer Nutzlastkapazität von 8 Tonnen eignet sie sich für bemannte Raumflüge, den Start großer Satellitenkonstellationen und die Erforschung des Weltraums. Die Rakete erzielt bahnbrechende Ergebnisse in den Bereichen Design, Material und Wiederverwendbarkeit.
Die „Neutron“-Rakete ist eine neuartige Trägerrakete, die sich durch hohe Zuverlässigkeit, Wiederverwendbarkeit und geringe Kosten auszeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Raketen wird die „Neutron“-Rakete kundenspezifisch entwickelt. Schätzungen zufolge werden in den nächsten zehn Jahren über 80 % der gestarteten Satelliten Satellitenkonstellationen mit speziellen Anforderungen an den Einsatzort sein. Die „Neutron“-Rakete kann genau diese speziellen Anforderungen erfüllen. Die „Neutron“-Trägerrakete zeichnet sich durch folgende technologische Durchbrüche aus:
1. Die weltweit erste großtechnische Trägerrakete aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen
Die Rakete „Neutron“ wird die weltweit erste großtechnische Trägerrakete aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen sein. Sie verwendet einen neuen, speziellen Kohlenstofffaserverbundwerkstoff, der leicht und hochfest ist und der enormen Hitze und den Stößen beim Start und Wiedereintritt standhält. Dadurch kann die erste Stufe mehrfach verwendet werden. Um eine schnelle Fertigung zu gewährleisten, wird die Kohlenstofffaserverbundstruktur der „Neutron“-Rakete im automatischen Faserablageverfahren (AFP) hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht die Produktion einer mehrere Meter langen Raketenhülle aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoff innerhalb weniger Minuten.
2. Die neue Basisstruktur vereinfacht den Start- und Landeprozess.
Wiederverwendbarkeit ist der Schlüssel zu häufigen und kostengünstigen Starts. Daher wurde die „Neutron“-Rakete von Anfang an so konstruiert, dass sie landen, geborgen und erneut starten kann. Die Form der „Neutron“-Rakete, ihr konisches Design und die große, massive Basis vereinfachen nicht nur die komplexe Struktur der Rakete, sondern machen auch Landebeine und eine aufwendige Startplatzinfrastruktur überflüssig. Die „Neutron“-Rakete benötigt keinen Startturm und kann ihre Startaktivitäten direkt von ihrer eigenen Basis aus durchführen. Nach dem Erreichen der Umlaufbahn und dem Aussetzen der zweiten Stufe mit ihrer Nutzlast kehrt die erste Stufe zur Erde zurück und landet sanft am Startplatz.
3. Das neue Verkleidungskonzept bricht mit dem herkömmlichen Design.
Das einzigartige Design der „Neutron“-Rakete spiegelt sich auch in der Nutzlastverkleidung „Hungry Hippo“ wider. Diese Verkleidung wird Teil der ersten Stufe und ist fest mit ihr verbunden. Anders als herkömmliche Verkleidungen, die sich von der Rakete lösen und ins Meer fallen, öffnet sie sich wie das Maul eines Nilpferds. Durch das Öffnen des Mauls werden die zweite Stufe und die Nutzlast freigesetzt. Anschließend schließt sich die Verkleidung wieder und kehrt zusammen mit der ersten Stufe zur Erde zurück. Die auf der Startrampe gelandete Rakete besteht aus einer ersten Stufe mit Nutzlastverkleidung, die innerhalb kurzer Zeit in eine zweite Stufe integriert und erneut gestartet werden kann. Durch die Verwendung der „Hungry Hippo“-Verkleidung können die Startfrequenzen erhöht und die hohen Kosten und die geringe Zuverlässigkeit des Recyclings von Nutzlastverkleidungen auf See vermieden werden.
4. Die zweite Stufe der Rakete weist hohe Leistungsmerkmale auf.
Dank der Verkleidungskonstruktion „Hungry Hippo“ ist die zweite Stufe der Rakete beim Start vollständig von der Raketenstufe und der Verkleidung umschlossen. Dadurch wird die zweite Stufe der „Neutron“-Rakete die leichteste zweite Stufe der Geschichte sein. Normalerweise ist die zweite Stufe einer Rakete Teil der Außenstruktur der Trägerrakete und somit beim Start den extremen Bedingungen der unteren Atmosphäre ausgesetzt. Durch die Installation der Raketenstufe und der „Hungry Hippo“-Verkleidung muss die zweite Stufe der „Neutron“-Rakete dem Druck der Startatmosphäre nicht standhalten und kann ihr Gewicht deutlich reduzieren, was zu einer höheren Leistung im Weltraum führt. Aktuell ist die zweite Stufe der Rakete noch für den einmaligen Gebrauch ausgelegt.
5. Raketentriebwerke, die für Zuverlässigkeit und wiederholten Einsatz gebaut wurden
Die Rakete „Neutron“ wird von einem neuen Archimedes-Raketentriebwerk angetrieben. Archimedes wurde von Rocket Lab entwickelt und hergestellt. Es handelt sich um ein wiederverwendbares Triebwerk mit Flüssigsauerstoff-Methan-Gasgeneratorzyklus, das 1 Meganewton Schub und 320 Sekunden spezifischen Impuls (ISP) liefert. Die „Neutron“-Rakete verwendet in der ersten Stufe sieben Archimedes-Triebwerke und in der zweiten Stufe eine Vakuumversion davon. Die Rakete „Neutron“ verwendet leichte Strukturbauteile aus Kohlefaserverbundwerkstoff, wodurch die Anforderungen an das Archimedes-Triebwerk hinsichtlich Leistung und Komplexität entfallen. Durch die Entwicklung eines relativ einfachen Triebwerks mit moderater Leistung kann der Entwicklungs- und Testzeitraum erheblich verkürzt werden.
Veröffentlichungsdatum: 31. Dezember 2021
