Rocket ride-shares kunne gøre det at gå til rummet som at fange en bus

SpaceX Falcon 9 opsendelse. SpaceX

Tænk over, hvordan du normalt tager en bus ud af byen. Tidsplanen fortæller dig, hvornår den næste går. Du køber en billet, der får dig ombord. Bussen går, når det er tid til at afgå, uanset om den er udsolgt eller næsten tom. Den begiver sig derefter ud på en rute og afsætter passagerer undervejs.

Velkommen til fremtiden for rumopsendelser. Ride-share-modellen af ​​ture i kredsløb, hvor virksomheder køber en plads på raketter, der skyder op efter en regelmæssig tidsplan, kommer til at ryste industrien. SpaceX har allerede planlagt en ride-share-mission i kredsløb næste marts og planlægger at køre disse typer missioner en gang om måneden. Arianespace, det multinationale rumfartsfirma, planlægger at afholde en ride-share-mission til lavt kredsløb om jorden i maj og gå til geostationær kredsløb (GEO) i 2022. Virksomheder som f.eks. Rocket Lab og rumflyvning planlægger også samkørselsordninger. De er nøglen til at flytte satellitindustrien fremad, siger Asal Naseri, leder af små satellitteknologier ved Space Dynamics Laboratory i Logan, Utah.

Ride-share-lanceringer er ikke et helt nyt koncept. NASA har lanceret sin version i næsten 30 år nu, begyndende med rumfærgen. Men en samkørselsflyvning har typisk kun betydet tilføjelsen af ​​mindre nyttelast til større missioner, hvis lanceringsomkostninger allerede var betalt. Indtil for ganske nylig var disse piggyback-nyttelaster også ualmindelige.

Men efterhånden som rumindustrien har presset på for at maksimere pengene for pengene, er sekundære nyttelaster blevet normen. I mellemtiden har udbredelsen af ​​små satellitfirmaer tilskyndet opsendelsesudbydere til at begynde at overveje økonomien ved at sende flere små nyttelaster på en enkelt mission, hvor flere kunder dækker opsendelsesomkostningerne mellem dem.

For satellitvirksomheder giver denne model fordele i forhold til at koble en tur som en sekundær nyttelast. Satellitudbydere kan lide at gå på ride-shares, fordi de får bedre service, siger Charles Swenson, en rumfartsingeniør ved Utah State University. De kan få deres satellitter indsat ved specifikke orbitale stop langs missionsruten, de er mere involveret i at forme missionsstrategier, og de har nemmere ved at få opfyldt særlige ønsker.

Ride-share-lanceringer påvirker til gengæld, hvordan producenterne griber satellitdesign an. I stedet for at opsende en håndfuld kraftfulde, dyre satellitter til en enkelt applikation, designer virksomheder nu store konstellationer bestående af hundredvis eller endda tusindvis af mindre satellitter til at udføre det samme arbejde. Derudover tænker producenter nu på, hvordan man bygger en satellit, der passer tæt og sikkert ind i ride-share nyttelast med mange andre objekter. Swenson sammenligner det med den måde, hvorpå stålcontainere revolutionerede skibsfartsindustrien ved at tvinge kunderne til at planlægge, hvordan man fylder en stor rektangulær kasse med alle deres varer. Folk begyndte at fremstille varer, der var stablebare, pladseffektive og sikre at sende i disse standardcontainere.

Hvor ride-shares kan gøre den største indflydelse er at gøre det meget nemmere og billigere at sende satellitter ind i højere og mere langstrakte baner. Traditionelle opsendelser implementerer ikke nyttelast direkte i regioner som GEO (22.236 miles eller 35.786 kilometer i højden). Ligesom en bus, der stopper miles fra din destination, afgiver disse opsendelser typisk satellitter i lavere baner; de er nødt til at finde deres egen vej op ved hjælp af indbyggede fremdriftssystemer, der enten er dyre og omfangsrige eller så svage, at de ikke får satellitten til sin målbane før måneder senere.

Men en ride-share-lancering, der leder direkte til GEO, som Arianespaces GO-1 mission forventes i 2022, eliminerer behovet for tunge, dyre fremdriftssystemer. Vi forventer at kunne tilbyde noget som GO-1-missionen mindst en gang om året, siger Wiener Kernisan, præsidenten for Arianespaces amerikanske datterselskab. Han siger, at han allerede har hørt fra nogle få kunder, der er ivrige efter at bygge GEO-satellitter, der kun vejer 600 til 1.100 pund (270 til 500 kg) - generelt uhørt for satellitter, der går ind i så høj en bane. Han forventer, at nogle producenter endda kan gå så lavt som 330 pund.

Teleselskaber, der er afhængige af GEO-baserede systemer, vil være ivrige efter at drage fordel af disse besparelser, men ride-sharing kan også være nyttig i andre applikationer. Jordobservationssatellitter som NASA's Geostationær luftkvalitetskonstellation , som skulle lanceres i løbet af de næste mange år, kunne slankes og gøres lettere. De fleste videnskabelige eksperimenter er blevet forhindret i at nå GEO på grund af de høje omkostninger, men det kan nu ændre sig. Swenson er for eksempel involveret i en eksperimentel NASA-mission kaldet Excited, der ønsker at opsende adskillige satellitter i en høj kredsløbshældning for at studere plasma-interaktioner i ionosfæren og termosfæren. Satellitterne skal orienteres i en L-form, og Swenson mener, at en ride-share-lancering nemt kan stoppe for at aflevere disse satellitter i den formation.

Der er selvfølgelig udfordringer med at få lanceringer af samkørsel til at fungere. Forberedelse, lagring og styring af et halvt dusin eller flere satellitter til en enkelt opsendelse kræver en intens mængde arbejde. Ligesom nogle mennesker savner deres bus, kan nogle satellitkunder gå glip af deres opsendelse. Det kunne være ret nemt, siger Swenson, at miste overblikket over, hvilken satellit der er din egen, når der er flere udrulninger på et givet tidspunkt.

Men for at forretningen skal fortsætte fremad, er vi nødt til at finde nye løsninger, siger Kernisan. Udbydere af lanceringstjenester som Arianespace og SpaceX overvejer allerede, om boostere på øverste trin kan konstrueres til at skyde til og fra for at rumme mere komplekse ride-share missionsruter og slippe nyttelast af i mere ekstreme baner.

Og mens ride-shares har en tilgang, der passer til alle, vil nogle tjenester utvivlsomt forsøge at tilpasse missioner til kunder, der vil betale for det. Naseri ønsker især at se, om lanceringsudbydere kan sikre sikker frigivelse af en mere forskelligartet række af nyttelast. Vi ser allerede en efterspørgsel efter nye innovationer fra kunderne, siger hun. Ride-andelsmarkedet er allerede her, og det er kommet for at blive.

skjule