Na rastućem satelitskom tržištu, mikrorakete su sljedeća velika stvar

Svake godine lansira se sve više minijaturnih satelita, što povećava potražnju za manjim raketama.

Suvremeni život teško da bi bio moguć bez satelita. Velik dio onoga što ljudi danas rade na Zemlji uvelike se oslanja na ono što se događa visoko iznad njihovih glava – od praćenja šumskih požara, krčenja šuma i temperatura površine mora do omogućavanja povezivanja s novim mobilnim tehnologijama poput 5G u teško dostupnim područjima.

Nedavni val jeftinijih, minijaturnih satelita koje u niske orbite od 500 do 1000 kilometara iznad Zemlje šalju poput SpaceX-a Elona Muska i britanskog OneWeba signalizira rastući trend.

Manje je više

Budući da neki prate čitavu kopnenu masu zemaljske kugle i daju neviđene detalje, ovi sateliti mogu biti veličine kutije za cipele ili čak i manji. Očekuje se da će ih u prosjeku biti lansirano više od 2 500 godišnje tijekom sljedećeg desetljeća.

Da bi ekonomično stigli u svemir, mali sateliti često moraju dijeliti vožnju na velikim raketama. Razvoj manjih raketa mogao bi omogućiti brži, personaliziraniji pristup svemiru, otvarajući tržište većem broju specijaliziranih pružatelja usluga.

‘Mali sateliti mogu putovati velikim lansirnim vozilima, ali postoje problemi poput vremena za orbitu jer morate rezervirati mjesto daleko unaprijed i ići točno tamo gdje vaši sateliti trebaju biti‘, rekao je Xavier Llairó, glavni komercijalni direktor i suosnivač tvrtke Pangea Aerospace u Barceloni, Španjolska. ‘Tvrtke koje ih lansiraju trebaju prilagođeni pristup svemiru.‘

Projekt RRTB koji financira EU, a vodi ga Pangea, istražuje isplative načine za slanje malih raketa koje mogu nositi do 500 kilograma tereta u svemir. Nadamo se da će prva biti spremna za let do 2025.

Ključ je pronaći načine za ponovnu upotrebu ovih mikrolansera minimiziranjem utjecaja koji imaju pri ponovnom ulasku u Zemljinu atmosferu i omogućavanjem sigurnog slijetanja. To bi također bilo ekološki prihvatljivije od korištenja lansera samo jednom.

‘Ponovnom uporabom možete smanjiti ulaganja, koristiti manje proizvodnih sredstava i imati veću učestalost lansiranja‘, rekao je Llairó.

U ovom trenutku Europi nedostaje dokazana metoda za to, prema RRTB-u, koji završava ovaj mjesec nakon tri godine.

Prvi odjeljak

RRTB se usredotočio na ponovno korištenje prvog dijela – ili stupnja – rakete, koji se nalazi u njezinoj bazi. Ovaj dio daje najveći dio potiska odmah nakon lansiranja, prije nego što se odvoji i padne natrag na Zemlju, često u ocean. S manjim opterećenjem, drugi stupnjevi rakete pritišću kako bi odnijeli svoj teret u orbitu.

Ali prvi stupanj može biti oštećen tijekom njegovog brzog spuštanja kroz Zemljinu atmosferu, a također i morskom vodom. Poteškoće i troškovi preuzimanja i vraćanja rakete na mjesto lansiranja mogu pruzročiti više problema nego što se to isplati.

‘Kada padnu u more, ponovna upotreba je vrlo, vrlo teška‘, rekao je Llairó.

Odgovor je pronaći način da prvi stupanj ponovno sigurno uđe u Zemljinu atmosferu i sleti u bazu za pristajanje blizu mjesta lansiranja ili na plutajuću teglenicu, prema Llairóu.

U isto vrijeme, dizajn rakete mora omogućiti nošenje dovoljno velikog tereta da operacija bude ekonomski isplativa.

Kako bi pronašli načine za smanjenje štete na mikro-lanserima tijekom ponovnog ulaska u Zemljinu atmosferu i slijetanja, tim RRTB-a testirao je smanjeni model male rakete u zračnom tunelu.

Idealan cilj za manje lansere, prema Llairóu, je izbjeći paljenje motora za ponovni ulazak. To bi omogućilo lanserima da prevezu veći početni teret smanjenjem težine goriva koje moraju nositi.

Nova mlaznica

Tim se mučio kada je raketa imala tradicionalnu mlaznicu u obliku zvona oko svog motora, ali su više obećavali s konusnim oblikom. Ova “aerospike” mlaznica pomaže u širenju topline na način koji smanjuje udarce po letjelici, piše ec.europa.eu.

“To olakšava prodiranje u atmosferu“, rekao je Llairó. ‘Ovo ne vrijedi samo za male rakete-nosače, već i za veće. Bilo je to neočekivano otkriće jer to u početku nismo tražili.‘

Dok aerošiljci također troše manje goriva od konvencionalnih motora, Llairó je rekao da su te prednosti do sada bile nadoknađene složenošću i troškovima u njihovoj izradi, uključujući poteškoće s hlađenjem. Unatoč tome, tehnike poput 3D ispisa, koje koristi Pangea, ih čine održivijima.

‘Tehnologija Aerospike promijenit će način na koji pristupamo svemiru i kako se vraćamo na Zemlju‘, rekao je Llairó. ‘To je glavni pokretač ponovne upotrebe rakete.‘

U međuvremenu, rekao je, motor koji tim planira koristiti će se oslanjati na metan iz bioloških izvora kao pogonsko gorivo.

Također se radi na tome da se pojedinačni dijelovi rakete višekratno koriste, na primjer s materijalom na bazi aluminija za spremnike goriva.

‘Većinu raketa morate sigurno spustiti i ponovno upotrijebiti što više njihovih komponenti kako bi stvari bile ekonomski održive‘, rekao je Llairó.

Pripremljen za lansiranje

Dok se RRTB usredotočio na mogućnost ponovne upotrebe raketa, zrakoplovna tvrtka Orbex iz Ujedinjenog Kraljevstva priprema se za predstavljanje vlastitog laganog, ekološki prihvatljivog mikrolansera.

U sklopu projekta PRIME koji financira EU, Orbex je u svibnju prošle godine predstavio prototip svoje rakete duge 19 metara – koja će biti prvi europski mikrolanser za male satelite u punoj orbiti.

Raketa je također dizajnirana da se može ponovno koristiti kroz obnavljanje dijelova koji ne izgaraju u atmosferi. Iako tvrtka još ne otkriva kako će to učiniti, glasnogovornik Orbexa rekao je da bi metoda bila ‘potpuno nova’.

Tvrtka se nada da će Prime raketa moći pokrenuti svoje prvo lansiranje ove godine, čekajući određene preduvjete uključujući dodjelu licence za lansiranje.

‘Već smo prodali određeni broj slotova za lansiranje komercijalnim pružateljima satelitskih usluga, ali tek trebamo objaviti datum našeg inauguralnog lansiranja‘, rekao je glavni izvršni direktor Orbexa Chris Larmour. Također je bio koordinator PRIME-a, koji je trajao tri godine do lipnja 2022.

Zelenija raketa

Raketa će koristiti čisto biopropansko gorivo formirano kao dodatni proizvod u stvaranju biodizela, koji se proizvodi iz izvora poput otpadnih biljnih ulja i rabljenog ulja za kuhanje.

To će se kombinirati s tekućim kisikom, ‘’kriogenim pogonskim gorivom’’ – plinom ohlađenim na temperaturu ispod nule i kondenziranim u visoko zapaljivu tekućinu.

Kroz ove mjere, raketa bi mogla smanjiti emisije ugljika do 96% u usporedbi s lansirnim vozilima slične veličine na fosilna goriva.

‘Orbex Prime trebao bi biti ekološki najprihvatljivija svemirska raketa na svijetu, pokretana obnovljivim biogorivom‘, rekao je Larmour.

Spremnici goriva izrađeni su od karbonskih vlakana, koja kombiniraju visoku čvrstoću s malom težinom.

Orbex procjenjuje da je Prime teži oko 30% manje od tradicionalnih lansera, što omogućuje veću učinkovitost i performanse ključne za male satelite. Nadalje, raketa je dizajnirana da ne ostavlja krhotine na Zemlji i u orbiti.

U svojoj svemirskoj luci u Sutherlandu na sjevernoj obali Škotske, tvrtka očekuje da će moći lansirati do 12 raketa godišnje. Također se očekuje da luka bude ugljično neutralna u svojoj izgradnji i radu.

Njegova relativna blizina Glasgowu pomoći će u iskorištavanju rastuće svemirske industrije u tom području, pri čemu grad proizvodi više satelita nego bilo gdje drugdje u Europi. Orbex vjeruje da će ovo ponuditi pravu postavku koja će pomoći igračima u regiji da se dignu u zrak.

‘Satelitska industrija i njezini zahtjevi za lanserima koji mogu postaviti satelite u određene orbite porasli su posljednjih godina i nastavljaju eksponencijalno rasti‘, rekao je Larmour. ‘To stvara veliku potražnju za namjenskim i održivim lansiranjima.‘