موشک «نوترون» با استفاده از ساختار مواد کامپوزیتی فیبر کربنی، به اولین وسیله پرتاب مواد کامپوزیتی فیبر کربنی در مقیاس بزرگ در جهان تبدیل خواهد شد.
بر اساس تجربه موفق قبلی در توسعه یک موشک پرتاب کوچک "الکترون"، شرکت Rocket Lab USA، یک موشک پرتاب بزرگ به نام "Neutron" با ظرفیت حمل بار ۸ تن توسعه داده است که می‌تواند برای پروازهای فضایی سرنشین‌دار، پرتاب‌های منظومه‌های ماهواره‌ای بزرگ و اکتشافات فضایی عمیق مورد استفاده قرار گیرد. این موشک به نتایج موفقیت‌آمیزی در طراحی، مواد و قابلیت استفاده مجدد دست یافته است.
موشک «نوترون» نوع جدیدی از موشک‌های پرتاب با قابلیت اطمینان بالا، قابلیت استفاده مجدد و هزینه کم است. برخلاف موشک‌های سنتی، موشک «نوترون» بر اساس نیازهای مشتریان توسعه خواهد یافت. تخمین زده می‌شود که بیش از ۸۰٪ ماهواره‌هایی که در ده سال آینده پرتاب می‌شوند، صورت‌های فلکی ماهواره‌ای با الزامات استقرار ویژه خواهند بود. موشک «نوترون» می‌تواند به طور خاص چنین نیازهای ویژه‌ای را برآورده کند. موشک «نوترون» پیشرفت‌های تکنولوژیکی زیر را داشته است:
۱. اولین وسیله پرتاب بزرگ جهان با استفاده از مواد کامپوزیتی فیبر کربنی
موشک «نوترون» اولین وسیله پرتاب بزرگ جهان خواهد بود که از مواد کامپوزیت فیبر کربنی استفاده می‌کند. این موشک از یک ماده کامپوزیت فیبر کربنی جدید و ویژه استفاده خواهد کرد که سبک وزن، با استحکام بالا، می‌تواند در برابر گرما و ضربه شدید پرتاب و ورود مجدد مقاومت کند، به طوری که مرحله اول می‌تواند بارها و بارها مورد استفاده قرار گیرد. به منظور دستیابی به تولید سریع، ساختار کامپوزیت فیبر کربنی موشک «نوترون» با استفاده از فرآیند جایگذاری خودکار فیبر (AFP) تولید خواهد شد که می‌تواند در عرض چند دقیقه یک پوسته موشک کامپوزیت فیبر کربنی به طول چند متر تولید کند.
۲. ساختار پایه جدید، فرآیند پرتاب و فرود را ساده می‌کند
قابلیت استفاده مجدد، کلید پرتاب‌های مکرر و کم‌هزینه است، بنابراین از ابتدای طراحی، به موشک «نوترون» قابلیت فرود، بازیابی و پرتاب مجدد داده شد. با توجه به شکل موشک «نوترون»، طراحی مخروطی و پایه بزرگ و محکم آن نه تنها ساختار پیچیده موشک را ساده می‌کند، بلکه نیاز به پایه‌های فرود و زیرساخت‌های حجیم سایت پرتاب را نیز از بین می‌برد. موشک «نوترون» به برج پرتاب متکی نیست و می‌تواند فعالیت‌ها را فقط روی پایه خود انجام دهد. پس از پرتاب به مدار و رهاسازی موشک مرحله دوم و محموله آن، موشک مرحله اول به زمین باز می‌گردد و در محل پرتاب فرود نرمی انجام می‌دهد.
۳. مفهوم جدید فیرینگ، طراحی مرسوم را متحول می‌کند
طراحی منحصر به فرد موشک «نوترون» در بدنه‌ی آن که «هیپو گرسنه» (Hungry Hippo) نام دارد نیز منعکس شده است. بدنه‌ی «هیپو گرسنه» به بخشی از مرحله‌ی اول موشک تبدیل شده و کاملاً با مرحله‌ی اول ادغام خواهد شد. بدنه‌ی «هیپو گرسنه» مانند بدنه‌ی سنتی از موشک جدا نشده و به دریا نمی‌افتد، بلکه مانند یک اسب آبی باز می‌شود. دهانه‌ی آن برای آزاد کردن مرحله‌ی دوم موشک و محموله باز می‌شود و سپس دوباره بسته شده و با موشک مرحله‌ی اول به زمین بازمی‌گردد. موشکی که روی سکوی پرتاب فرود می‌آید، یک موشک مرحله‌ی اول با بدنه‌ی محافظ است که می‌تواند در مدت زمان کوتاهی در یک موشک مرحله‌ی دوم ادغام شده و دوباره پرتاب شود. اتخاذ طراحی بدنه‌ی محافظ «هیپو گرسنه» می‌تواند فرکانس پرتاب را سرعت بخشیده و هزینه‌ی بالا و قابلیت اطمینان پایین بازیافت بدنه‌های محافظ در دریا را از بین ببرد.
۴. مرحله دوم موشک از ویژگی‌های عملکردی بالایی برخوردار است
با توجه به طراحی بدنه‌ی «هیپو گرسنه»، مرحله‌ی دوم موشک هنگام پرتاب کاملاً در داخل بدنه‌ی موشک و بدنه‌ی آن محصور خواهد شد. بنابراین، مرحله‌ی دوم موشک «نوترون» سبک‌ترین مرحله‌ی دوم تاریخ خواهد بود. به‌طورکلی، مرحله‌ی دوم موشک بخشی از ساختار بیرونی وسیله‌ی پرتاب است که در طول پرتاب در معرض محیط خشن جو پایینی قرار خواهد گرفت. با نصب مرحله‌ی موشک و بدنه‌ی «هیپو گرسنه»، مرحله‌ی دوم موشک «نوترون» دیگر نیازی به تحمل فشار محیط پرتاب ندارد و می‌تواند وزن را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد و در نتیجه به عملکرد فضایی بالاتری دست یابد. در حال حاضر، مرحله‌ی دوم موشک هنوز برای استفاده‌ی یک‌باره طراحی شده است.
۵. موتورهای موشک ساخته شده برای قابلیت اطمینان و استفاده مکرر
موشک «نوترون» توسط یک موتور موشک جدید ارشمیدس نیرو می‌گیرد. ارشمیدس توسط شرکت Rocket Lab طراحی و ساخته شده است. این یک موتور چرخه ژنراتور گاز اکسیژن/متان مایع قابل استفاده مجدد است که می‌تواند ۱ مگانیوتن نیروی رانش و ۳۲۰ ثانیه ضربه ویژه اولیه (ISP) فراهم کند. موشک «نوترون» در مرحله اول از ۷ موتور ارشمیدس و در مرحله دوم از ۱ نسخه خلاء موتورهای ارشمیدس استفاده می‌کند. موشک «نوترون» از قطعات ساختاری کامپوزیت فیبر کربن سبک وزن استفاده می‌کند و نیازی به عملکرد و پیچیدگی بیش از حد بالای موتور ارشمیدس نیست. با توسعه یک موتور نسبتاً ساده با عملکرد متوسط، می‌توان جدول زمانی توسعه و آزمایش را تا حد زیادی کوتاه کرد.
زمان ارسال: ۳۱ دسامبر ۲۰۲۱
