Electron: elkapva, de eleresztve
(Rovat: Amerika hordozórakétái, Kis űreszközök nagy szerepe - 2022.05.03 10:15.)

A Rocket Lab rakétájával most először próbálták ki a start után visszatérő első fokozat elkapását a levegőben, egy helikopterrel.

A kísérletre közel három évvel azután került sor, hogy az Electron rakétákat üzemeltető vállalat előállt a helikopteres begyűjtés és újbóli hasznosítás koncepciójával.

Az Electron rakéta ez alkalommal is Új-Zélandról, a Mahia-félszigetről, azon belül is az 1A jelű indítóhelyről emelkedett fel. A start időpontja május 3-án, magyar idő szerint 0:49-kor volt. A rakétán összesen 34 darab kis méretű, CubeSat és PocketQube kategóriájú műhold osztozott. Ezek az Alba Orbital, Astrix Astronautics, Aurora Propulsion Technologies, E-Space, UnseenLabs és Swarm Technologies cégek megbízásából álltak alacsony (520 km-es, poláris) Föld körüli pályákra. Feladatuk többek közt technológiai kísérletek végzése, rádiójelek figyelése, adattovábbítási szolgáltatás nyújtása lesz. Az indítással vagy két hetet vártak, hogy kedvezőek legyenek az időjárási körülmények a Csendes-óceánnak azon a részén – az indítóhelytől mintegy 280 km-re délre –, ahová az elhasznált rakétafokozat visszaérkezik.

A 9 Rutherford-hajtóművében kerozint égető első fokozat a startot követő mintegy 2 és fél perccel állt le és vált el a hasznos teher gyorsításának feladatát átvevő – egyetlen hajtóművel felszerelt – második fokozattól. A dolgát elvégző első fokozat a röppályája csúcsának elérése után kezdett visszaereszkedni. A rá szerelt kis manőverező hajtóművek feladta volt, hogy beállítsák térbeli helyzetét. A zuhanás közben a maximális sebesség 8300 km/h, a hajtóműveket ezért a 2400 °C-ot is elérő hőmérséklettől hőpajzs védte. Idővel egy fékezőernyő, majd kb. 6000 m magasban a fő ejtőernyő is kinyílt. Mindezzel 10 m/s sebességre tudták lassítani a szerkezetet. Mintegy 15 perccel a start után vált láthatóvá a visszaérkező fokozat a helikopterből, amely miután a levegőben elkapta, a szárazföldre szállította volna azt.

Pillanatokkal az elkapást követően azonban a fokozatot eleresztették. A pilóta ugyanis rendellenes terhelést észlelt a korábbi teszteken tapasztaltakhoz képest. Így a biztonság kedvéért úgy döntött, hogy jobb lesz, ha inkább a tengerből, hajóra emelik majd ki a fokozatot, ahogy az a korábbi kísérleteknél is történt.

Az ejtőernyővel ereszkedő Electron rakétafokozat (jobbra), az elkapást végző helikopterről fényképezve. A művelet sikerült, de röviddel később el is engedték a fokozatot, amelyet aztán a tengerből halásztak ki. (Kép: Rocket Lab)

A mostani repülést ennek ellenére nagy előrelépésként értékelik a Rocket Lab rakéta-újrahasznosítási törekvéseiben. A módszertől az indítási költségek csökkentését és az indítások gyakoriságának növelését remélik. Korábban három alkalommal halászták már ki az ejtőernyővel lefékezett első fokozatokat az óceánból. Azoknak a kísérleteknek az elsődleges célja mérési adatok gyűjtése volt a visszatérő fokozatok viselkedéséről, vagyis végső soron a most teljes egészében alkalmazott eljárás előkészítése.

Az erre a célra átalakított Sikorsky S-92 típusú helikopterrel a szénszálas kompozit anyagból készült rakétatestet – pontosabban a fékezőernyőjének zsinórját – azért a levegőben igyekeznek elkapni, hogy a szerkezetet megkíméljék a sós tengervíztől. Ez egyes alkatrészek korrózióját okozhatná, a nagyobb sebességgel történő becsapódás pedig akár mechanikai sérülésekhez is vezethetne. A vízzel nem érintkező fokozatot könnyebben tudják előkészíteni egy újbóli repüléshez. A helikopteres elkapásra is végeztek korábban előkísérleteket, olyankor a fokozat aláhullását egy másik helikopterről leejtett testtel szimulálták.

Egy 2020-ban végrehajtott elkapási kísérlet. (Forrás: Rocket Lab / Youtube)

Mint jól ismert, a hordozórakéták újbóli hasznosításának „élharcosa”, a SpaceX a Falcon-9 rakéták kiürült első fokozatait jellemzően tengeri úszó platformra (időnként szárazföldi leszállóhelyekre) hozza vissza. Az a módszer is alkalmas arra, hogy ne érintkezzen tengervízzel a szerkezet. Viszont az irányított leszálláshoz némi hajtóanyagot kell tartalékolni a fokozatban, ami természetesen csökkenti a pályára juttatható tömeget. A sokkal kisebb – a Falcon-9 kapacitásának kb. 1%-ával felérő – Electron rakétánál ezt a luxust nem tudják megengedni. A Rocket Lab célja, hogy az indítási piacon második cégként megoldja a hordozórakétáinak rutinszerű újbóli felhasználását.