ロケットラボ：回収された3Dプリントエンジンを再打ち上げ、ロケットの再利用を実現します！

この投稿はCoco Bearによって2023-4-25 14:23に最後に編集されました。

「There and Back Again」は、ニュージーランドの宇宙企業Rocket Labが立ち上げたプログラムで、ロケットを宇宙に打ち上げ、再利用のために地球に戻すことを目的としている。このプログラムには、小型衛星を軌道に乗せるために設計された小型軽量の打ち上げロケットであるロケットラボのエレクトロンロケットが含まれています。ロケット・ラボは、「There and Back Again」プログラムを通じて、エレクトロンロケットを回収し、宇宙ゴミとコストを削減し、将来の宇宙ミッションに再利用可能な資源をより多く提供できるようになることを期待しています。

「There and Back Again」プログラムの一環として、ロケット・ラボはリサイクルされた3Dプリントのラザフォードエンジン（2022年5月にすでに打ち上げられている）を打ち上げる予定だ。複数回のフルパワー運転テストを含む広範囲にわたる認定および受入テストを受けた後、回収されたエンジンはこれらのテストで良好な性能を発揮し、新品エンジンと同じ性能レベルを維持し、回収されたエンジンが再び飛行可能であることを証明しました。ロケット・ラボの推進チームは現在、エンジンの飛行再開に向けて準備を進めており、打ち上げは2023年第3四半期に予定されている。

△ロケットラボのエレクトロンロケットは、発射施設1から離陸し、その後地球に戻り、海上に着陸して回収されます。

ロケットラボによって設計および製造されたラザフォードエンジンは、世界初の 3D プリントおよび電動ポンプ式の軌道ロケットエンジンです。ロケット・ラボが2017年に最初のエレクトロン（二段式で部分的に再利用可能な小型ロケット）を打ち上げて以来、350基のラザフォード・エンジンが宇宙に送り出され、最も信頼性が高く、最も頻繁に飛行する米国の軌道ロケットエンジンの1つとなっている。

ラザフォードエンジン製造における付加製造の利点● 同社によれば、ラザフォードエンジンの生産では、燃焼室、インジェクター、ポンプ、メイン推進剤バルブなどの主要部品を付加製造することでメリットが得られます。これらの部品はわずか 24 時間で印刷できるため、従来の製造方法に比べて製造時間が大幅に短縮され、設計を迅速に反復して製造コストを削減し、パフォーマンスを向上させることができます。

●ラザフォードエンジンを3Dプリントする利点の1つは、従来のエンジンよりも高い推力対重量比と優れた燃料効率を生み出すことができることです。これにより、ロケットラボのロケットの全体的な性能を向上させることができます。さらに、ニュージーランドの起業家は、宇宙産業の成長と成功を推進する上でのイノベーションと新技術の役割を強調し、3Dプリンティングがこのトレンドの重要な部分であると指摘した。

●Rocket Labは、金属粉末のCarpenter Technologyやラザフォードエンジンのエンジン燃焼室とノズルの3DプリントのEOSなど、いくつかの3Dプリント企業と協力してロケット部品を製造しています。 SLM Solutions の選択的レーザー溶融 (SLM) マシンを使用して、バルブ本体、ブラケット、フィッティングなどのさまざまな小型部品を 3D プリントし、Renishaw の直接金属レーザー焼結 (DMLS) プラットフォームを使用して Rutherford インジェクターを 3D プリントしました。

Rocket Lab はこれらの 3D プリント企業と提携し、最新かつ最先端の 3D プリント技術にアクセスできるようになります。

△エレクトロンロケットは回収され、ラザフォードエンジンは良好な状態であった。

ラザフォードエンジンはエレクトロン打ち上げロケットの第 1 段と第 2 段に使用されており、第 1 段には 9 基のエンジン、第 2 段には真空最適化エンジンが 1 基搭載されています。エンジンの再飛行は、ロケット・ラボのハードウェア復旧計画における最新のマイルストーンである。 Rocket Lab は、並行して再利用するための 2 つのアプローチを繰り返し開発およびテストしてきました。

●1つは洋上回収で、エレクトロンの第一段がパラシュートで地球に戻り、海上に静かに着水して船上で回収されます。

●もう一つの方法は空中回収で、エレクトロンの第1段を特殊なヘリコプターで空中でキャッチし、パラシュートで地球に帰還させる方法です。

エレクトロンは海への着水に耐えられることが証明されており、エンジニアたちは、将来完成する段階が最小限の改修で再飛行の資格試験と受け入れ試験に合格できることを期待している。

そのため、ロケット・ラボは、エレクトロンを再飛行のために回収する主な方法として、海上での作業を進めています。これにより、リサイクルの対象となる Electron タスクの数が約 50% から 60% ～ 70% に増加すると予想されます。

△エレクトロンロケットは回収され、ラザフォードエンジンは良好な状態であった。

小型ロケットの再利用は、大型ロケットが推進着陸を達成するために必要な燃料余裕がないため、極めて困難です。しかし、この重大な技術的ハードルにもかかわらず、ロケット・ラボは再利用計画を貫き、小型ロケットを地球に持ち帰り、そのエンジンで新品同様に作動させることが可能であることを実証した。

△エレクトロンロケットは回収され、ラザフォードエンジンは良好な状態であった。

ロケットの再利用の重要性<br /> コスト削減から資源の節約まで、再利用性は航空宇宙産業においてますます重要な概念となっています。伝統的に、宇宙ミッションは使い捨てロケットで打ち上げられます。しかし、技術の進歩により、何度も再利用できる宇宙船やロケットを設計・製造することが可能になりました。さらに、地球軌道上で宇宙ゴミが増大する問題となっていることを考慮すると、Rocket Lab は部品や資源を再利用することで、地球外ミッションによって生成される宇宙ゴミの量を減らし、環境への影響を軽減することができます。今日、資産の再利用方法を学ぶことは、特に宇宙の資源が限られていることを考慮すると、将来の宇宙ミッションで資源を節約するのに役立ちます。宇宙探査と商業化への関心が高まるにつれ、再利用性は将来の宇宙エコシステムにおいて重要な役割を果たすようになると考えられます。
ロケットラボ
Rocket Lab は、2013 年に設立され、米国カリフォルニア州ロサンゼルスに本社を置く新興の航空宇宙企業です。主な事業は、小型衛星を軌道に乗せるための小型ロケットシステムの開発・運用です。ロケットラボのロケットは「エレクトロン」と名付けられている。これは再利用可能な2段式液体燃料ロケットで、最大150キログラムの積荷を低地球軌道に送ることができる。 Rocket Lab は、スピード、柔軟性、低コスト、高い信頼性を特徴としています。

同社は最新の生産・試験技術を活用してロケットの製造・組み立て時間を大幅に短縮するとともに、自社の発射場を利用してロケットを打ち上げることで、高い柔軟性と対応力を実現しています。さらに、Rocket Lab はロケットの高い信頼性を確保するために、高度な自動制御システムも使用しています。これまで、ロケット・ラボはエレクトロンロケットを17回打ち上げ、複数の小型衛星を軌道に乗せることに成功している。商業分野におけるRocket Labの主な顧客には、NASA、米国空軍、ニュージーランド宇宙庁などが含まれます。

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