Electron (Rakete)

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Electron Orthographic.png

Die Electron (siehe Abbildung) ist eine Trägerrakete der US-amerikanisch-neuseeländischen Firma Rocket Lab. Sie hat zwei Stufen sowie eine Kickstufe und kann mit ihrer Nutzlastkapazität von etwa 150 kg bis 220 kg vor allem Cubesats und andere Kleinsatelliten in die Erdumlaufbahn bringen.

Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für die Electron entwarf Rocket Lab das Rutherford-Triebwerk. Als Treibstoff werden RP-1 und Flüssigsauerstoff verwendet. Die Treibstoffpumpen werden durch bürstenlose Gleichstrommotoren betrieben, die von Lithium-Polymer-Akkumulatoren gespeist werden. Die Hauptteile des Triebwerks werden im 3D-Druck gefertigt.[1]

Die erste Stufe hat einen Durchmesser von 1,2 Meter. Sie verfügt über neun Rutherford-Triebwerke, die beim Start einen Schub von 162 kN entwickeln. Mit sinkendem Luftdruck erhöht sich der Schub während des Flugs bis auf 192 kN.[2]

Die zweite Stufe hat den gleichen Durchmesser wie die erste Stufe. Sie verfügt über ein einzelnes Rutherford-Triebwerk, das für den Betrieb im Vakuum optimiert ist. Sie entwickelt einen Schub von 22 kN.[3] Die verbrauchten Akkus werden während des Betriebs abgeworfen, um Gewicht zu sparen und die Nutzlast zu erhöhen.

Cubesats auf der Kickstufe vor dem Einbau in die Nutzlastverkleidung

Als letzte Stufe kann eine Kickstufe zum Einsatz kommen. Sie besitzt eine eigenständige Energieversorgung, Avionik und ein Kommunikationssystem. Die Lageregelung erfolgt über ein gasdruckbetriebenes Reaction Control System. Ein Curie-Triebwerk mit 120 N Schub, das wie das größere Rutherford-Triebwerk großteils per 3D-Druck gefertigt wird, sorgt für den Antrieb. Electron kann so in einer Mission Satelliten auf verschiedene Bahnen befördern. Zusätzlich kann am Missionsende die Umlaufbahn der Kickstufe abgesenkt werden, um die Verweildauer im Orbit zu reduzieren.[4]

Rocket Lab kündigte darüber hinaus an, die Kickstufe zu einem Satellitenbus namens Photon weiterzuentwickeln, der bis zu fünf Jahre in einer Erdumlaufbahn operieren kann. Die Kunden müssten dann keine Satelliten mit jeweils eigener Stromversorgung, Kommunikationstechnik, Lageregelung etc. bereitstellen, sondern könnten ihre Nutzlasten direkt auf dem Photon-Bus verbauen lassen. Ein erster Photon-Testflug ist für das 4. Quartel 2019 geplant.[5][6]

Wiederverwendbarkeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im August 2019 gab Rocket Lab bekannt, dass eine wiederverwendbare erste Stufe für die Electron in Entwicklung sei. Da eine Landung mittels Triebwerksbremsung bei Kleinraketen nicht wirtschaftlich ist, sollen stattdessen ein Bremsballon und ein Flächenfallschirm eingesetzt werden. Schließlich soll die Stufe mit einem Hubschrauber aufgefangen und zu einem Bergungsschiff gebracht werden. Die Hauptschwierigkeit liege dabei in der Hitze und der strukturellen Last, die beim Wiedereintritt in die Atmosphäre mit 8,5-facher Schallgeschwindigkeit entstehe. Ein konkreter Zeitplan bis zur ersten Stufenbergung wurde wegen noch ungelöster technischer Herausforderungen nicht genannt.[7]

Einsatz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Electron wurde für relativ leichte Satelliten entwickelt. Die maximale Nutzlast beträgt etwa 220 kg bei einer Bahnneigung von 45° und etwa 150 kg für einen sonnensynchronen Orbit.

Die ersten Starts finden alle vom Rocket Lab Launch Complex 1 statt, den Rocket Lab selbst angelegt hat.[8] Der Weltraumbahnhof befindet sich auf der Mahia-Halbinsel an der Ostküste der Nordinsel Neuseelands. Ein weiterer Startplatz Rocket Lab Launch Complex 2 ist auf dem Mid-Atlantic Regional Spaceport in Virginia im Bau. Der erste Start von dort wurde zunächst für September 2019 angekündigt[9] und dann auf Ende 2019 verschoben.[7] Als dritter Standort ist der in Planung befindliche Sutherland Spaceport in den schottischen Highlands im Gespräch.[10]

Erster Flug[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für den ersten Testflug mit der Bezeichnung It’s a Test wurde ein Startfenster zwischen dem 22. Mai und dem 1. Juni 2017 (Ortszeit Neuseeland) festgelegt.[11] Nachdem der Start mehrfach wegen schlechtem Wetter verschoben wurde, startete die Electron am 25. Mai zu ihrem Erstflug. Die erste Stufe arbeitete problemlos, ebenso waren die Stufentrennung, die Zündung der zweiten Stufe und das Abwerfen der Nutzlastverkleidung erfolgreich. Dennoch erreichte die Rakete nicht die Erdumlaufbahn.[12] Wie sich später herausstellte, konnte ein falsch konfigurierter Empfänger die Funksignale der Rakete nicht korrekt in Daten konvertieren. Dies wurde als Abbruch der Funkverbindung interpretiert, so dass gemäß den Sicherheitsvorschriften der Flug abgebrochen wurde. Dies geschah etwa vier Minuten nach dem Start in 224 km Höhe.[13]

Zweiter Flug[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der zweite Testflug mit der Bezeichnung Still Testing erfolgte am 21. Januar 2018 und brachte drei Cubesats sowie den „künstlichen Stern“ Humanity Star in verschiedene Erdumlaufbahnen. Nach dem Aussetzen des Dove-Pioneer-Cubesats und Humanity Star in einen 300 × 500 km Orbit hob die zuvor nicht angekündigte Kickstufe den Orbit der beiden Lemur-2-Cubesats auf 550 × 500 km an. Dieser Flug war der erste orbitale Raumflug von einem privaten Startgelände.[11][14][4]

Weitere Flüge[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ursprünglich waren drei Testflüge geplant. Nach zwei Testflügen entschied Rocket Lab jedoch, bereits mit dem dritten Start in den kommerziellen Betrieb zu gehen. Für die Missionsbezeichnung gab es mehrere Vorschläge, wobei bei einer Abstimmung in sozialen Medien It’s Business Time klar siegte.[15]

Einer der Kunden, die bereits Starts gebucht haben, ist das Unternehmen Moon Express, das spätestens bis zum 31. März 2018 einen Lander auf den Mond hätten bringen müssen, um die Bedingungen des Wettbewerbs für den Google Lunar X-Prize zu erfüllen.[16] Insgesamt hatte Moon Express drei Electron-Starts gebucht,[17] allerdings könnte wegen steigender Anforderungen an die Missionen ein Wechsel auf eine leistungsfähigere Trägerrakete nötig sein.[18]

Startliste[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durchgeführte Starts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stand: 19. August 2019

Nr. Datum (UTC) Startplatz Nutzlast Orbit ca. Anmerkungen
1 25. Mai 2017
04:20
LC-1 (Mahia) Humanity Star LEO (geplant) Teilerfolg
Missionsbezeichnung: It’s a test (Testflug)
Start, Trennung der ersten Stufe und der Nutzlastverkleidung erfolgreich. Abbruch des Fluges nach 4 min in 224 km Höhe[13]
2 21. Januar 2018
01:44
LC-1 (Mahia) 2 × Lemur-2 Cubesats von Spire Global
1 × Dove Pioneer Cubesat von Planet Labs
Humanity Star
LEO 500 × 550 km
LEO 500 × 300 km
Erfolg
Missionsbezeichnung: Still Testing (Testflug)[14]
3 11. November 2018
03:50
LC-1 (Mahia) 2 × LEMUR-2 Cubesats von Spire Global
2 × Proxima Cubesats von Fleet Space Technologies
1 × IRVINE01 Cubesat als Teil des Irvine CubeSat STEM Program
1 × Cicero-10 Cubesat von GeoOptics Inc.
1 × NABEO von High Performance Space Structure Systems, Technologiedemonstrator für ein entfaltbares Bremssegel zur Reduktion von Weltraummüll. Verbleibt über die gesamte Missionsdauer mit der Oberstufe
LEO 500 km Erfolg
Missionsbezeichnung: It’s Business Time[19]
4 16. Dezember 2018
06:33
LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten ELaNa-19 (10 Cubesats):
CeREs, ANDESITE, STF-1, CHOMPTT, CubeSail, NMTSat, DaVinci, RSat, ISX, Shields-1
LEO 500 km Erfolg
Name der Rakete: This One’s For Pickering[20]
5 29. März 2019
23:37
LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten R3D2 LEO 425 km Erfolg
Name der Rakete: Two Thumbs Up[21]
6 5. Mai 2019
06:00
LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten STP-27RD:
Harbinger, Sparc-1 und Falcon ODE (Technologieerprobungssatelliten der US Air Force)
LEO 500 km Erfolg
Name der Rakete: That’s a Funny Looking Cactus[22]
7 29. Juni 2019
04:30
LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten BlackSky Global 3 (Erdbeobachtungssatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten 2× Prometheus (militärische Satelliten)
AustralienAustralien ACRUX-1 (Lehrsatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten 2× SpaceBEE (Kommunikationssatelliten)
MexikoMexiko Painani-1 (Aufklärungssatellit)
LEO 450 km Erfolg
Missionsbezeichnung: Make it Rain[23]
8 19. August 2019
12:12
LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten BlackSky Global 4 (Erdbeobachtungssatellit)
FrankreichFrankreich BRO 1 (Verkehrsüberwachungssatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Pearl White (zwei militärische Experimentalsatelliten)
LEO
Pearl White: 450 km
Erfolg
Missionsbezeichnung:
„Look Ma, No Hands“
[24]

Belege: Startlisten auf skyrocket.de[25] und russianspaceweb.com[26]

Geplante Starts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die folgende Liste gibt bekannte Nutzlasten wieder. Es ist jeweils möglich, dass mehrere Nutzlasten mit demselben Flug gestartet beziehungsweise weitere Nutzlasten hinzugefügt werden. Aussagen des Rocket-Lab-Managements lassen darauf schließen, dass zahlreiche weitere, noch unveröffentlichte Startaufträge bestehen.[27]

Alle Datumsangaben verstehen sich als Planungen oder Erwartungen für den frühestmöglichen Starttermin. Häufig verschieben sich die Starts noch auf einen späteren Zeitpunkt.

Stand der Liste: 4. September 2019

Datum (UTC) Startplatz Nutzlast Orbit ca. Anmerkungen
3. Quartal 2019[28] LC-1 (Mahia) Alba Cluster 2 (7 Pocketcubes):
UngarnUngarn ATL-1 (Technologieerprobungssatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten DeutschlandDeutschland TRSI Sat (Technologieerprobungssatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Discovery (Erdbeobachtungssatellit)
UngarnUngarn SMOG-P (Forschungssatellit)
SpanienSpanien Fossasat-1 (Kommunikationssatellit)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten NOOR 1A, 1B (Technologieerprobungssatelliten)
LEO
4. Quartal 2019[6] LC-1 (Mahia) Photon-Testflug LEO
2019[29] LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten MCNAIR (Technologieerprobungssatellit) SSO
Frühestens
Ende 2019[30][31]
LC-1 (Mahia) Mission: Elana 32
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Andesite (Forschungssatelliten)
Vereinigte StaatenVereinigte Staaten weitere Nutzlasten
SSO
585 km
 
2020[32] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Dragracer (Technologieerprobungssatellit) SSO 400 km
Ende 2020[33] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Mondlander von Moon Express
Frühestens 2022Vorlage:Zukunft/In 3 Jahren[34] LC-1 (Mahia) Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Archinaut One (Technologieerprobungssatellit) LEO
[35] Vereinigte StaatenVereinigte Staaten Mehrere Starts mit jeweils mehreren Flock-Nano-Erdbeobachtungssatelliten LEO
[36] JapanJapan CE-SAT-I Mark 2 (Erdbeobachtungssatellit) LEO

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Electron (rocket) – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Rocket Lab: Rutherford Engine Qualified for Flight. 31. März 2016, abgerufen am 17. Mai 2017 (englisch).
  2. Electron – satellite launch vehicle. In: Rocket Lab. Abgerufen am 21. Januar 2018.
  3. Norbert Brügge: Asian space-rocket liquid-propellant engines. B14643.de, abgerufen am 31. Mai 2017.
  4. a b Rocket Lab Surprises with Kick Stage Test & Humanity Star on Recent “Still Testing” Mission. In: Spaceflight101. 24. Januar 2018, abgerufen am 25. Januar 2018 (englisch).
  5. Mike Wall: Space Launch Startup Rocket Lab Is Building Satellites Now, Too. In: space.com. 9. April 2019, abgerufen am 7. August 2019.
  6. a b Rocket Lab Unveils Spacecraft Program. Rocket Lab, 8. April 2019, abgerufen am 9. April 2019.
  7. a b Michael Sheetz: Rocket Lab unveils plan to land small rockets by catching them with a helicopter. In: CNBC.com. 7. August 2019, abgerufen am 7. August 2019.
  8. Rocket Lab: Rocket Lab Launch Complex 1 Complete. 27. September 2016, abgerufen am 17. Mai 2015 (englisch).
  9. Jeff Foust: Rocket Lab to launch DARPA satellite. Spacenews, 22. Januar 2019, abgerufen am 5. April 2019 (englisch).
  10. Rocket men: locals divided over plans for UK's first spaceport. In: The Guardian. 16. Juli 2018, abgerufen am 9. September 2019.
  11. a b Loren Grush: Rocket Lab will try to launch its experimental rocket for the first time later this month. The Verge, 14. Mai 2017, abgerufen am 17. Mai 2017 (englisch).
  12. Rocket Lab: Rocket Lab successfully makes it to space. 25. Mai 2017, abgerufen am 25. Mai 2017 (englisch).
  13. a b Rocket Lab: Rocket Lab Completes Post-Flight Analysis. 7. August 2017, abgerufen am 7. August 2017 (englisch).
  14. a b Stephen Clark: Live coverage: Test flight of Rocket Lab’s satellite launcher set for today. In: Spaceflight Now. 19. Januar 2018, abgerufen am 21. Januar 2018 (englisch).
  15. Rocket Lab: It's Business Time at Rocket Lab. 13. März 2018, abgerufen am 21. März 2018 (englisch).
  16. Mike Wall: Deadline for Google Lunar X Prize Moon Race Extended Through March 2018. space.com, 16. August 2017, abgerufen am 3. Januar 2018 (englisch).
  17. Jeff Foust: Moon Express Buys Rocket Lab Launches for Lunar Missions. Space News, 1. Oktober 2015, abgerufen am 24. Mai 2017 (englisch).
  18. Jeff Foust: Moon Express raises $12.5 million. In: Spacenews. 1. Oktober 2018, abgerufen am 5. April 2019.
  19. Chris Gebhardt: Rocket Lab launches first operational Electron mission. In: NASASpaceFlight.com. 10. November 2018, abgerufen am 11. November 2018 (englisch).
  20. Twitter-Nachricht von Rocket Lab, 11. Dezember 2018.
  21. Jonathan O'Callaghan: Rocket Lab Launches Experimental Satellite For DARPA On Its First Mission Of 2019. In: forbes.com. 28. März 2019, abgerufen am 4. April 2019.
  22. Twitter-Nachricht von Rocket Lab, 4. April 2019.
  23. Live coverage: Rocket Lab launches rideshare mission. In: Spaceflight Now. Abgerufen am 29. Juni 2019.
  24. Rocket Lab’s Next Mission Focused On Building Constellations And Enabling R&D. Rocket Lab, 22. Juli 2019, abgerufen am 22. Juli 2019.
  25. Gunter Dirk Krebs: Electron auf skyrocket.de
  26. Anatoly Zak: Chronology of Space Exploration
  27. In 5 years, 5,000 spacecraft will be looking for launch: Rocket Lab CEO Peter Beck. thehindubusinessline.com, 7. September 2019.
  28. Alba Orbital's Seven Affordable PocketQubes Will Rip Through the Sky on Rocket Lab’s Electron. In: Satnews. 7. April 2019, abgerufen am 6. Mai 2019.
  29. Exhibit 1: Akash Mission Description. In: fcc.report. Akash Systems, Inc., 18. Juli 2018, abgerufen am 2. April 2019.
  30. Orbital Debiris Assessment Report. (PDF) NASA, 15. August 2019, abgerufen am 4. September 2019.
  31. ANDESITE Satellite Technical Description. (PDF) NASA, August 2019, abgerufen am 4. September 2019.
  32. Debra Werner: TriSept, Millennium, Tethers Unlimited and Rocket Lab to demonstrate de-orbit technology. In: Spacenews. 5. August 2019, abgerufen am 8. August 2019.
  33. Jeff Foust: Companies skeptical commercial lunar landers can fly NASA payloads this year. In: Spacenews. 22. Februar 2019, abgerufen am 14. April 2019.
  34. NASA Funds Demo of 3D-Printed Spacecraft Parts Made, Assembled in Orbit. NASA, 12. Juli 2019, abgerufen am 15. Juli 2019.
  35. Planet purchases three launches from Rocket Lab. In: Spacenews. 12. Juli 2016, abgerufen am 2. April 2019.
  36. Spaceflight books three Electron rockets. In: Spacenews. 11. Juni 2018, abgerufen am 2. April 2019.