Vanavond wordt, als alles goed gaat, de eerste ge-3D-printe raket naar een baan om de aarde gelanceerd, de Terran 1 van het Amerikaanse bedrijf Relativity Space. De 35 meter hoge raket stijgt op vanaf Cape Canaveral bij Kennedy Space Center, Florida.
Update 8 maart 21:30: 70 seconden voor de lancering van 8 maart is de missie uitgesteld. Het is nog niet bekend wat er misging en wanneer de volgende lanceerpoging plaats zal vinden.
Update 9 maart 09:00: De lancering is afgelast vanwege problemen met de temperatuur in de tanks. Zaterdag 11 maart tussen 19.00 en 23.00 uur Nederlandse tijd wordt een nieuwe poging gedaan. Die is ook weer live te volgen via YouTube.
Update 13 maart: Ook de lancering van 11 maart is uitgesteld. Relativity Space doet donderdag 16 maart een nieuwe poging.
Update 24 maart 10:30: De Terran-1 is donderdag 23 maart om 5.25 Nederlandse tijd gelanceerd. De raket haalde Max-Q, de maximale aerodynamische belasting 80 seconden na de lancering, en na 2 minuten en 45 seconden was de eerste trap uitgewerkt en afgestoten. Daarna ging het mis, de Aeon-vacuüm-raketmotor van de tweede trap schakelde aan, maar viel toen stil, en de trap is teruggevallen. Toch beschouwt Relativity de lancering als een succes, aangezien het hoofddoel voor de eerste ge-3D-printe het overleven van Max-Q was.
Terran 1’s eerste demonstratiemissie, met de titel ‘Good Luck, Have Fun’, brengt geen satelliet in een baan om de aarde. Wel is er als testmassa een van de eerste ge-3D-printe onderdelen van Relativity Space aan boord. De eerste lanceringspoging stond gepland voor woensdagavond 8 maart tussen 19.00 en 22.00 uur en was te volgen via een livestream op YouTube.
Lees ook:
Schonere brandstof
Terran 1 is de eerste orbitale raket die werkt op methalox: een combinatie van vloeibaar methaan als brandstof en vloeibaar zuurstof als oxidator. Bestaande raketten gebruiken meestal vloeibaar waterstof (Space Shuttle, SLS-raket) of kerosine (Falcon-9) als brandstof. Maar methaan geldt in rakettenland als dé brandstof van de toekomst: het verbrandt heel schoon, wat gunstig is voor hergebruik van raketmotoren, en vereist geen extreme koeling zoals vloeibaar waterstof.
Maar vooral bijzonder aan de Terran 1 is dat hij voor 85 procent ge-3D-print is. Relativity Space’s fabriek in Long Beach bij New York heeft daarvoor meerdere 3D-printers. Zo worden de twee rakettrappen en de fairing, de punt van de raket, laagje voor laagje geprint met een laser die een dunne aluminiumdraad smelt, waarna het aluminium razendsnel stolt.
Zo worden de rakettrappen integraal geprint inclusief buitenwand, tanks, ringen ter versteviging en andere details, die in normale raketten bestaan uit losse onderdelen.
Kronkelig printen
Volgens Relativity-CEO Tim Ellis is het einddoel om honderd keer minder onderdelen te gebruiken dan in een reguliere raket, en daarmee ook de complexiteit van de raket en het assemblageproces. Zelfs de Aeon-1 raketmotor, het meest complexe onderdeel van iedere raket, is voor een groot deel ge-3D-print.
De gebruikte 3D-printprocessen moest Relativity voor een groot deel zelf ontwikkelen. Zo vervormt ge-3D-print aluminium bij het stollen, waardoor je een kromgetrokken rimpelende vorm krijgt als je rechte banen print. Speciaal ontwikkelde software rekent die vervormingen uit, en laat de printkop op zo’n manier kronkelend printen dat het ontwerp na het vervormen juist precies de gewenste vorm heeft.
Nog een voordeel van 3D-printen is dat er geen specifieke mallen of andere op maat gemaakte gereedschappen nodig zijn. Daardoor is het ontwerp gemakkelijk aan te passen. ‘We veranderen gewoon het computerbestand’, zei Ellis in een YouTube-video.
Daardoor is het gemakkelijk om het ontwerp snel aan te passen. Zo begon de Terran 1 met een diameter van 7 voet (2,14 meter), wat in latere versies 7,5 voet werd (2,29 meter). Ook het ontwerp van de Aeon-1 motor is een paar keer omgegooid, vertelt Ellis in een interview met youtuber Marcus House.
Fabriek op Mars
In de toekomst zullen de negen Aeon-1 motoren vervangen worden door één grotere Aeon-R-raketmotor, die ontwikkeld wordt voor de veel grotere Terran R-raket. Dat is een 66 meter hoge raket die 20 ton naar een lage baan om de aarde moet brengen.
Terran R, ook grotendeels ge-3D-print, moet helemaal herbruikbaar worden: zowel de eerste als de tweede trap vliegen na gebruik terug om te landen. Bij SpaceX’ Falcon 9-raket landt alleen de eerste trap. De maximale massa naar een lage baan om de aarde is 17,4 ton (bij hergebruik van de eerste trap), en de tweede trap gaat sowieso verloren.
Naast concurreren met SpaceX is het doel van de Terran R om op een dag naar de maan of Mars door te koersen. Sterker nog: het hele idee van een ge-3D-printe raket is niet alleen bedoeld om sneller en goedkoper raketten te produceren, maar ook om op een dag een rakettenfabriek neer te kunnen te zetten op Mars, zegt Ellis.
De lancering is te volgen via een livestream op YouTube.
Tekst: Bruno van Wayenburg
Bron: Relativity Space
Openingsbeeld: Relativity Space/Trevor Mahlmann