Kosmos

Rocket Lab powiększa Neutrona i stawia na inną drogę rozwoju niż SpaceX

Krzysztof Kurdyła
0

Na rynku mamy dziś dziesiątki firm, które można określić jako branża „New Space”. Trzeba jednak pamiętać, że prawdziwy sukces odniosły jak narazie tylko dwie z nich. Bezapelacyjnym liderem jest oczywiście SpaceX, ale nie wolno nie doceniać tego, co buduje Rocket Lab.

Czapka CEO

To, co łączy SpaceX i Rocket Lab, to pełni pasji do tematu zdobywania kosmosu CEO. Co ciekawe, obaj są bez wątpienia bardzo charyzmatyczni, ale w... bardzo specyficzny, można by rzec na pierwszy rzut oka nieoczywisty, sposób. Choć obie firmy robią nowoczesne rakiety, to każda z nich przyjęła inną drogę rozwoju.

SpaceX, choć jest pionierem „New Space”, popełnił znacznie mniej błędów koncepcyjnych przy budowaniu swojego biznesu. To Peter Beck musiał zjeść swoją czapkę, przyznając rację Muskowi, że systemy wynoszenia o niewielkiej ładowności są pułapką, która nie pozwala na rozwinięcie takiej firmy. Jednocześnie Beck zdołał znaleźć ciekawą drogę rozwoju dla Rocket Lab, pozwalającą jej wyciskać z Electrona co tylko się da, poprzez rozszerzenie kosmicznego biznesu od dodatkowe usługi związane choćby z budową i integracją satelitów.

Uwagę inwestorów przykuł między innymi możliwościami Photona, dzięki któremu niewielką rakietą można realizować misje księżycowe, a nawet międzyplanetarne. Oczywistym było jednak, że jeśli Rocket Lab chce pozostać na dłużej jednym z najważniejszych graczy w tym biznesie, musi zbudować nowy i znacznie cięższy pojazd. Nikogo, kto ma jakieś pojęcie o kosmicznej ekonomii, nie zaskoczyło więc, gdy w grudniu 2021 ogłoszono rozpoczęcie prac nad rakietą Neutron.

Goniąc efekt skali

Na mającym miejsce dwa dni temu spotkaniu z inwestorami, Rocket Lab pokazała z kolei postępy poczynione w pracach nad tą koncepcją i widać, że najbardziej kontrowersyjne decyzje zostały mniej lub bardziej poprawione.

Kiedy pisałem pierwszy artykuł o tej rakiecie, wątpliwości wzbudzała przede wszystkim kwestia większej, ale wciąż małej ładowności. Choć Neutron w pierwszej zaprezentowanej formie był wielokrotnie większy od Electrona, to jego możliwości wynoszenia były aż o połowę mniejsze, od latającego już przecież kilka lat Falcona 9 Block 5. Neutron mający 8 ton ładowności (przy misjach z powrotem rakiety) na niską orbitę ziemi (LEO) mógłby walczyć z Sojuzami 2.1, ale żeby popsuć szyki Falconom musiałby kosztować dwukrotnie mniej.

Nawet zakładając, że nowatorskie założenia projektu znacznie koszt tej rakiety obniżą, ciężko wyobrazić sobie aż tak wielką różnicę. Po  nowej iteracji widać, że Rocket Lab dostrzegł ten problem, Neutron wyraźnie urósł. Rakieta ma mieć na dziś możliwość wynoszenia 8 ton ładunku na LEO w misjach RTLS (powrotu na miejsce startu), 13 ton przy lądowaniu na barce oceanicznej oraz 15 ton bez odzyskiwania rakiety.

To wciąż mniej niż w przypadku Block 5 (odpowiednio 13, 18 i 23 tony), ale szczególnie środkowa wartość pozwala myśleć o nawiązaniu walki z Falcinami, na konferencji padło nawet określenie „Falcon 9 class rocket”. Dlaczego? Ano dlatego, że zdecydowana większość misji SpaceX wymagała lądowania na autonomicznych barkach, czy to ze względu na ciężar ładunku, czy też wymaganą orbitę docelową.

Silnikowy kompromis

Trzeba jednak zauważyć, że powiększenie Neutrona nie będzie polegać wyłącznie na przeskalowaniu projektu i dodaniu dwu silników (miało być 7, będzie 9). Jednym z pierwotnych założeń tej rakiety, mających zapewnić firmie szybkie i tanie sfinalizowanie projektu, było użycie prostych (jak na rakiety) silników pracujących w cyklu z generatorem gazu.

Archimedes, bo tak ochrzczono jej silniki, miał być w uproszczeniu konstrukcją na poziomie Merlina od SpaceX, tyle że zasilanego metanem, a nie naftą. Byłby to więc silnik szybki i prosty do opracowania, tani w budowie i co ważne, nie mający wyśrubowanych osiągów, tak aby zapewnić mu dużą żywotność, niezbędną przy wielokrotnych startach o dużej częstotliwości.

To ostatnia założenie się nie zmieniło, ale żeby móc obsłużyć większą rakietę, Rocket Lab musiało zmienić konstrukcję silnika na bardziej efektywną, czyli zastosować bardziej skomplikowany cykl pracy. Wybrano ORSC, czyli silnik pracujący w cyklu spalania etapowego wzbogaconego tlenem. Tą drogą poszło Blue Origin z silnikiem BE-4, mającym zasilać rakiety New Glenn i ULA Vulcan.

Jak jednak wiemy, dopracowanie tej konstrukcji zabrało wspomnianej firmie o kilka lat więcej, niż początkowo planowano. BE-4 dopiero na dniach ma otrzymać certyfikację, a prace nad nim rozpoczęto jeszcze w... 2011 r. Rocket Lab na tak długo trwający proces pozwolić sobie nie może, z wypowiedzi Becka wynika, że celuje raczej w okres 2-3 lat.

Koszty skalowania

Oczywiście w przypadku Blue Origin winę za taki stan rzeczy można zwalić na dziwaczną bezwładność, która od lat charakteryzuje firmę Jeffa Bezosa. Z drugiej strony jednak nie ulega wątpliwości, że silnik tego typu jest znacznie bardziej skomplikowaną i trudniejszą do zaprojektowania i dopracowania konstrukcją. Można też założyć, że będzie przynajmniej trochę droższy w produkcji.

To, wraz z większą liczbą silników wpłynie na ostateczną konkurencyjność Neutrona. Czy będzie to wpływ znaczący? Zobaczymy w... no właśnie, jeszcze ważniejszym pytaniem jest, jak zmiana koncepcji silnika wpłynie na czas debiutu tej rakiety. Po tym co powiedział Beck widać, że Rocket Lab bardzo się z Neutronem śpieszy.

Jednocześnie przestało być raczej realne tegoroczne pierwsze odpalenie Archimedesa. Przypomnę, jeszcze w marcu koncepcja Rocket Lab wciąż przewidywała cykl z gazo-generatorem, więc silnik ORSC musi być dopiero w bardzo wstępnej fazie projektowania. A tymczasem czas tyka na korzyść SpaceX i Starshipa, Elon Musk zapowiedział ostatnio, że widzi szanse na próbę orbitalną jeszcze w tym roku. Do ekonomii rakietowej jeszcze wrócimy.

Neutron na dziś

Nie zmieniła się ogólna koncepcja rakiety, statek dalej ma być konstrukcją udającą jednoczłonową, z drugim członem ukrytym pod otwieranymi i zamykanymi owiewkami (zwanymi zabawnie „hungry hippo”). I to właśnie ten element zaliczył dużą zmianę konstrukcyjną. Rocket Lab zmniejszyło liczbę wspomnianych owiewek z czterech do dwu, upraszczając w ten sposób całą konstrukcję i zmniejszając liczbę punktów potencjalnej awarii.

Beck podkreślił ponownie, że wśród rzeczy mających uczynić Neutrona konstrukcją wyjątkową, jest użycie lekkich włókien węglowych. Niska masa ma wspomagać tę rakietę nie tylko przy starcie, ale i lądowaniu. Beck użył tu analogii do badmintona, gdzie nawet bardzo mocno uderzana lekka lotka szybko wytraca prędkość. W Neutronie podobnie ma zadziałać połączenie nietypowej dla rakiet, szerokiej podstawy stawiającej duży opór aerodynamiczny z małą masą.

Szybkie hamowanie atmosferyczne ma zapobiec wystąpieniu najbardziej niebezpiecznego zjawiska dla rakiet wielokrotnego użytku, czyli problemu z ekstremalnie wysokimi temperaturami wywołanymi przez tarcie. Rakiety SpaceX wykonują w tym celu tzw. „reentry burn”, czyli odpalenie silników w początkowej fazie powrotu, Neutron będzie potrafił wejść w atmosferę całkowicie pasywnie.

Beck powrócił też w swojej wypowiedzi do wielokrotnie podnoszonego tematu trudności w produkcji rakiet z użyciem włókien węglowych. Podkreślił, że Rocket Lab osiągnęła dzięki Electronowi fantastyczne wyniki w tym temacie. Produkcja jest bardzo szybka, gdyż korpusy rakiety „nawija się” ze specjalnych taśm w procesie nieco przypominającym nieco połączenie druku 3D i naspawywania.

Wielorazowość Electrona

Na konferencji można było się też dowiedzieć, jak Rocket Lab postrzega na dziś kwestię wielorazowości Electrona. Firma potwierdziła, że nie będzie w stanie odzyskać każdej rakiety, będą sytuacje kiedy będzie z takich prób rezygnować. Jako przykład takiej sytuacji podano loty nocne, próba przechwycenia boostera w takich warunkach byłaby skazana na porażkę.

Sama wielorazowość to też nie najlepsze słowo, bardziej pasowałby tu odzysk elementów rakiety. Firma po przechwyceniu sprawdzi, które elementy są w dobrym stanie i wykorzysta to, co będzie się  jej opłacać. Na dziś sprawdzono, że nawet po mokrym lądowaniu silniki Rutherford działały, pokazano nawet fragment testu jednego z nich. Wszyscy liczą też, że przynajmniej kilkukrotnie będzie można wykorzystać drogie zestawy baterii, służących do zasilania pomp paliwa.

Ekonomia Rocket Lab

To, co na pewno jest bardzo pozytywne, to fakt, że wszystko co dziś już funkcjonuje operacyjnie, czyli cała działalność oparta o Electrona, finansuje się sama. Budowa Neutrona jest z kolei zabezpieczona z pieniędzy zebranych od inwestorów w trakcie wejścia Rocket Lab na giełdę przy pomocy mechanizmu „SPAC merger”.

Firma ma środki na rozwój, wydzierżawiła na 10 lat stanowisko testowe A-3 w słynnym Stennis Space Center, gdzie będzie testować silniki Archimedes. W trakcie budowy jest fabryka Neutronów na wyspie Wallops, w tym ostatnim miejscu ma powstanie też stanowisko startowe i strefa lądowania tych rakiet.

Firma rozbudowuje również swoje możliwości budowy wszelkiego rodzaju osprzętu kosmicznego, starając się przyjąć model jak najgłębszej integracji wertykalnej (jak najwięcej samodzielnie) i podpierając się przejęciami firm posiadających brakujące im technologie.

Nowa ekonomia kosmiczna

Rynek rakietowy przeżywa dziś prawdziwy boom, a nowe projekty rakiet pojawiają się jak grzyby po deszczu. Jednak moim zdaniem jest to zjawisko w pewnym sensie przejściowe. W najbliższych latach na rynek ma wejdzie kilkanaście nowych nośników, ale nad nimi wszystkimi wisi już cień Starshipa. Jeśli ta rakieta osiągnie status „operacyjna”, będziemy mogli mówić o rynku „New Space 2.0”.

W mojej ocenie większość nowych firm rakietowych, nawet tych, które dostaną się na orbitę i zaprezentują technologicznie poprawne rakiety, zbankrutuje, zostanie kupione przez większych graczy lub będzie balansować na granicy rentowności. „Rapid reusablity” rakiety wynoszącej regularnie po 150 ton ładunku, spowoduje, że rynek, który dziś wydaje się duży, okaże się o wiele za płytki.

Dlatego to właśnie Starship, a nie Falcon 9 jest największym zagrożeniem dla Neutrona, ponieważ może sprowadzić tę rakietę do tej samej roli, jaką pełni dziś Electron. Obsługa bardzo specyficznych i droższych wyniesień, powiedzmy krojonych na miarę, pozwala zarabiać, ale Peter Beck zdecydowanie liczy na większe udziały w rynku. Tymczasem bolesna powtórka z historii nie jest wykluczona, a wręcz jest prawdopodobna.

Nie tylko rakiety

Niezależnie jednak od tego, czy Neutron się spóźni, czy nie, stawiam, że Rocket Lab na powierzchni utrzyma się bez najmniejszych problemów. Peter Beck, gdy Falcon 9 popsuł mu finansowe plany z Electronem, zaczął transformować Rocket Lab w coś, co można by nazwać kosmiczną agencją full service.

Co to oznacza? Firma chce oferować swoim klientom kompleksową obsługę od początku do końca, od zaprojektowania satelity przez jego wykonanie, po umieszczenie na orbicie i późniejszy nadzór. Już dziś Rocket Lab oferuje usługę głębokiej integracji kosmicznego osprzętu z Electronem, za pośrednictwem zoptymalizowanej dla tej rakiety platformy Photon.

Można przy jej pomocy budować zarówno satelity, jak i sondy kosmiczne. To na jego bazie powstał Lunar Photon, który wyekspediował w podróż dookoła Księżyca sondę CAPSTONE. To ta platforma będzie bazą dla sond lecących na Wenus i Marsa. Z pewnością ten sam model obsługi będzie obowiązywał w przypadku Neutrona.

Ta kompleksowość może być bardzo atrakcyjna dla wielu klientów, w tym wojska. W tym ostatnim wypadku zaletą może być... mniejsza ładowność, akurat Departament Obrony nie gustuje w misjach typu „raidshare”. Nie zaskakuje mnie więc wcale, że w rozwój Neutrona zainwestowały już amerykańskie agencje wojskowe.

To jednak nie koniec, firma chce zarabiać także na patentach, który wypracowuje ich dział R&D, czy to sprzedając innym swoje komponenty, czy to udostępniając na licencjach technologie. Synergia tych wszystkich rzeczy, powinna pozwolić Rocket Lab nie tylko utrzymać obecną pozycję rynkową, ale nawet jeśli Starship odniesie szybki sukces i przeora większą część rynku kosmicznego, ją poprawić. Neutron w takim scenariuszu nie zagrozi SpaceX, ale pozostałym graczom, takim jak ULA, start-upy, może napsuć sporo krwi.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu