Λιγότερα εξαρτήματα, μικρότερο βάρος και μεγαλύτερη ώση υπόσχεται ο Northstar, ο νέος πυραυλοκινητήρας που ανέπτυξε η Blue Origin για τη μελλοντική εξέλιξη του New Glenn. Η εταιρεία του Jeff Bezos ανακοίνωσε ότι ο κινητήρας διαθέτει 50% λιγότερα εξαρτήματα και 30% μικρότερη μάζα από τον BE-4, ενώ παράγει ώση 715.000 λιβρών-force. Η νέα τεχνολογία έχει σχεδιαστεί για να μειώσει δραστικά το κόστος κατασκευής και να επιταχύνει την παραγωγή πυραυλοκινητήρων, σε μια περίοδο έντονου ανταγωνισμού με τη SpaceX στην αγορά διαστημικών εκτοξεύσεων.
Η παρουσίαση του Northstar συνοδεύτηκε από μία ακόμη σημαντική ανακοίνωση της Blue Origin, την ανάπτυξη της τρίτης βαθμίδας GS3 για τον New Glenn. Με αυτήν, ο πύραυλος θα μπορεί να μεταφέρει μεγαλύτερα φορτία απευθείας σε γεωστατική τροχιά και να αναλαμβάνει απαιτητικότερες αποστολές προς τη Σελήνη. Η εταιρεία επιδιώκει έτσι να βελτιώσει τόσο την οικονομική αποδοτικότητα των εκτοξεύσεων όσο και τις επιχειρησιακές δυνατότητες του πυραύλου της.
Ο Northstar προσφέρει μεγαλύτερη ώση από τον BE-4
Ο Northstar αποτελεί τον δεύτερο κινητήρα πρώτης βαθμίδας που έχει αναπτύξει η Blue Origin, μετά τον BE-4 που χρησιμοποιείται σήμερα στον New Glenn.
Ο νέος κινητήρας παράγει ώση 715.000 λιβρών-force, περίπου 3.181 kilonewton, έναντι 640.000 λιβρών-force ή 2.847 kilonewton του BE-4. Η αύξηση αντιστοιχεί σε περίπου 11,7%.
Παρά τη μεγαλύτερη ώση, η μάζα του Northstar είναι μειωμένη κατά 30%, ενώ ο συνολικός αριθμός εξαρτημάτων έχει περιοριστεί στο μισό.
Ο συνδυασμός αυτών των χαρακτηριστικών βελτιώνει την αναλογία ώσης προς βάρος, έναν σημαντικό παράγοντα για την απόδοση των πυραυλικών συστημάτων.
Όπως και ο BE-4, ο Northstar χρησιμοποιεί υγρό οξυγόνο και υγροποιημένο φυσικό αέριο ως προωθητικά. Διατηρεί επίσης τον κύκλο καύσης staged combustion με πλούσιο σε οξυγόνο αέριο και αρχιτεκτονική στροβιλοαντλίας μονού άξονα.
Η Blue Origin επέλεξε επομένως να εξελίξει μια ήδη γνωστή τεχνολογική αρχιτεκτονική, περιορίζοντας την πολυπλοκότητα και αυξάνοντας τις επιδόσεις.
Πάνω από το 65% του κινητήρα κατασκευάζεται με 3D printing
Η σημαντικότερη καινοτομία του Northstar αφορά τη μέθοδο κατασκευής του.
Σύμφωνα με την Blue Origin, περισσότερο από το 65% της μάζας του κινητήρα παράγεται μέσω additive manufacturing, δηλαδή προσθετικής κατασκευής που περιλαμβάνει τεχνολογίες βιομηχανικού 3D printing.
Η συγκεκριμένη διαδικασία επιτρέπει τη δημιουργία πολύπλοκων μεταλλικών εξαρτημάτων με λιγότερα στάδια συναρμολόγησης.
Για παράδειγμα, στοιχεία που σε έναν συμβατικό κινητήρα απαιτούν ξεχωριστή κατασκευή και σύνδεση μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα ενιαίο εξάρτημα.
Έτσι περιορίζονται οι συγκολλήσεις, οι συνδέσεις και τα σημεία που απαιτούν επιθεώρηση κατά τη διάρκεια της παραγωγής.
Η εταιρεία υποστηρίζει ότι οι νέες τεχνικές επιτρέπουν τη συναρμολόγηση ενός Northstar σε λιγότερο από μία ημέρα, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι ολοκληρώνεται στο ίδιο διάστημα και η κατασκευή όλων των επιμέρους εξαρτημάτων.
Στόχος η κατασκευή κινητήρων με το ένα τέταρτο του κόστους
Η μείωση της κατασκευαστικής πολυπλοκότητας συνδέεται άμεσα με τη στρατηγική της Blue Origin για φθηνότερες και συχνότερες εκτοξεύσεις.
Ο CEO της εταιρείας, Dave Limp, δήλωσε ότι ο Northstar αναπτύσσεται με στόχο να κατασκευάζεται με κόστος περίπου τέσσερις φορές χαμηλότερο από εκείνο του BE-4.
Η εταιρεία έχει ήδη ξεκινήσει δοκιμαστικές πυροδοτήσεις του νέου κινητήρα, ενώ σύμφωνα με τα στοιχεία της χρειάστηκαν μόλις 11 μήνες από την έγκριση του προγράμματος μέχρι την έναρξη των αναπτυξιακών δοκιμών.
Η δυνατότητα ταχύτερης παραγωγής αποκτά ιδιαίτερη σημασία για τον New Glenn, ο οποίος χρησιμοποιεί πολλαπλούς κινητήρες στην πρώτη βαθμίδα και έχει σχεδιαστεί ώστε αυτή να επιστρέφει και να επαναχρησιμοποιείται.
Ωστόσο, δεν έχει ανακοινωθεί ημερομηνία πρώτης πτήσης του Northstar ούτε συγκεκριμένο χρονοδιάγραμμα αντικατάστασης των BE-4.
Η νέα τρίτη βαθμίδα GS3 επεκτείνει τις δυνατότητες του New Glenn
Παράλληλα με τον Northstar, η Blue Origin παρουσίασε την GS3, μια νέα τρίτη βαθμίδα που προορίζεται για αποστολές υψηλότερων ενεργειακών απαιτήσεων.
Η GS3 θα μπορεί να χρησιμοποιείται τόσο στη διαμόρφωση New Glenn 7×2 όσο και στη μεγαλύτερη 9×4.
Στην έκδοση 7×2, ο πύραυλος θα μπορεί να μεταφέρει έως οκτώ τόνους απευθείας σε γεωστατική τροχιά και έως δέκα τόνους σε τροχιά μεταφοράς προς τη Σελήνη.
Με τη μεγαλύτερη διαμόρφωση 9×4, οι αντίστοιχες δυνατότητες αυξάνονται στους 14 και 20 τόνους.
Σε αντίθεση με τον Northstar, η GS3 θα χρησιμοποιεί τον κινητήρα BE-7, ο οποίος λειτουργεί με υγρό υδρογόνο και υγρό οξυγόνο και έχει αναπτυχθεί για τις σεληνιακές αποστολές Blue Moon.
Ο BE-7 επιτρέπει πολλαπλές πυροδοτήσεις, χαρακτηριστικό απαραίτητο για ακριβείς τροχιακούς ελιγμούς και αποστολές μεγάλης διάρκειας.
Πρώτη αποστολή της GS3 προς τη Σελήνη το 2028
Η Blue Origin έχει ήδη εξασφαλίσει συμφωνία με κυβερνητικό πελάτη για αποστολή της GS3 στον χώρο μεταξύ Γης και Σελήνης το 2028.
Η εταιρεία δεν έχει δημοσιοποιήσει την ταυτότητα του πελάτη ή το ακριβές φορτίο της αποστολής.
Στο πλαίσιο της ανάπτυξης, ολοκλήρωσε επίσης δοκιμές σε δεξαμενή υγρού υδρογόνου από σύνθετα υλικά, η οποία διατηρήθηκε στην προβλεπόμενη μέγιστη πίεση λειτουργίας για δυόμισι ώρες.
Η νέα βαθμίδα έχει σχεδιαστεί ώστε να ενσωματώνεται στον New Glenn χωρίς να περιορίζει τον διαθέσιμο χώρο μεταφοράς φορτίου κάτω από το προστατευτικό περίβλημα του πυραύλου.
Ο ανταγωνισμός με τη SpaceX και η επόμενη ημέρα του New Glenn
Η παρουσίαση του Northstar και της GS3 έρχεται σε μια κρίσιμη περίοδο για την Blue Origin, καθώς επιχειρεί να αυξήσει τη συχνότητα εκτοξεύσεων του New Glenn και να ενισχύσει την παρουσία της στην εμπορική και κυβερνητική διαστημική αγορά.
Η SpaceX έχει ήδη αποκτήσει σημαντικό προβάδισμα μέσω της επαναχρησιμοποίησης του Falcon 9 και της υψηλής συχνότητας εκτοξεύσεων.
Για την Blue Origin, η μείωση του κόστους κατασκευής κινητήρων αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση για την ανάπτυξη ενός αντίστοιχα ανταγωνιστικού μοντέλου.
Ο Northstar στοχεύει στη βελτίωση της παραγωγής και της απόδοσης της πρώτης βαθμίδας, ενώ η GS3 διευρύνει τις αποστολές που μπορεί να αναλάβει ο New Glenn, από την απευθείας τοποθέτηση δορυφόρων σε γεωστατική τροχιά μέχρι την υποστήριξη προγραμμάτων εξερεύνησης της Σελήνης.
