Гібридні двигуни австралійської ракети Eris та виклики майбутнього
Вступ
30 липня 2025 року космічний апарат Eris компанії Gilmour Space, що має довжину 25 метрів і є першим приватно розробленим ракетним носієм орбітального класу в Австралії, успішно запустився з новозбудованого космодрому Bowen Orbital у Квінсленді. Довгоочікувана місія завершилася через лише 14 секунд після старту, коли два з чотирьох гібридних двигунів Sirius вийшли з ладу в короткий проміжок часу, що призвело до зупинки ракети над пусковою платформою та падіння на сусіднє поле. Хоча перший політ не досяг орбіти, тест надав безцінні дані про гібридну пропульсію, регуляторні бар’єри та планування майбутніх австралійських запусків.
Спроба запуску та негайні аномалії
Хід польоту та хронологія невдачі
- Запалювання двигунів і старт (T+0 с): Усі чотири гібридні двигуни Sirius досягли максимального тягового зусилля, забезпечуючи приблизно 360 кН загальної тяги.
- Втрата першого двигуна (T+5 с): Телеметрія та високошвидкісні зображення показали, що один з двигунів Sirius втратив тиск у камері, внаслідок чого тяга впала до нуля.
- Вихід з ладу другого двигуна (T+12 с): Система управління компенсувала ситуацію, зміщуючи залишилися двигуни, але друга втрата тяги призвела до недостатнього співвідношення підйому до ваги.
- Зупинка і удар (T+14 с): Без коригуючої тяги Eris перекинувся і впав на очищену ділянку приблизно за 250 м від платформи, створивши хмару диму та уламків.
“Я думав, що в найкращому випадку політ триватиме 40 секунд, але я вважаю 14 секунд успіхом,” – зазначив співзасновник та CEO Адам Гілмор під час брифінгу після запуску. “Вихід з платформи та проходження під вежами за реальних умов – це величезний крок вперед.”
Оцінка безпеки та впливу на навколишнє середовище
- Не було зафіксовано жодних травм або значних екологічних ушкоджень.
- Управління з безпеки цивільної авіації (CASA) підтвердило, що структура платформи не зазнала пошкоджень.
- Незначні залишки перекису водню були очищені відповідно до рекомендацій Австралійського космічного агентства.
Технічний аналіз: Гібридні системи пропульсії
Гібридні ракети поєднують твердий паливний елемент з рідким або газоподібним окислювачем. Двигуни Sirius компанії Gilmour використовують гідроксильовану полібутадієнову смолу (HTPB) та перекис водню високої концентрації (H₂O₂), що пропонує:
- Контроль тяги: На відміну від твердопаливних двигунів, гібриди можуть регулювати тягу та вимикатися.
- Спрощене обладнання: Лише окислювачеві лінії потребують клапанів і насосів; немає кріогенних резервуарів для першого ступеня.
- Економічні переваги: Нижча складність виготовлення в порівнянні з повністю рідкими системами.
Ключові специфікації:
- Тяга одного двигуна Sirius на рівні моря: приблизно 90 кН
- Специфічний імпульс на рівні моря (Isp): приблизно 260 с
- Робочий тиск: приблизно 7 бар
- Одноразовий дизайн: кожен двигун запускається лише один раз, що обмежує наземні випробування.
Для порівняння, двигун третього ступеня Phoenix використовує RP-1 гас і рідкий кисень, генеруючи приблизно 30 кН вакуумної тяги та Isp приблизно 320 с для точного введення на орбіту.
Перспективи галузі
“Гібридна пропульсія займає нішу між твердими та рідкими системами. Підхід Gilmour знижує складність, але старіння матеріалів і герметизація створюють унікальні виклики для надійності,” – зазначила доктор Еліс Браун, експерт з пропульсії в Австралійському національному університеті.
Регуляторні, екологічні та операційні чинники
Компанія Gilmour Space пройшла 18-місячний процес затвердження відповідно до частини 101 регуляцій CASA та екологічних дозволів від уряду Квінсленду. Тривале зберігання зібраного апарату Eris у прибережному ангарі піддало чутливі компоненти впливу солоного повітря, що, ймовірно, сприяло деградації герметизації в гібридних двигунах.
- Хронологія затвердження: Ракета була завершена у квітні 2024 року; ліцензія на запуск була надана у липні 2025 року.
- Захист від корозії: Майбутні апарати пройдуть прискорені цикли сушіння та обробку антикорозійними засобами.
- Екологічні заходи: Берми для утримання розливів та протоколи нейтралізації перекису тепер є стандартом на космодромі Bowen.
Ринкова позиція, конкурентне середовище та майбутня стратегія
Ракета Eris націлена на зростаючий ринок малих супутників (<500 кг), конкуруючи з такими апаратами, як Electron від Rocket Lab та LauncherOne від Virgin Orbit. Eris спроектована для перевезення до 305 кг на низьку орбіту Землі за рекламованою ціною близько 6 мільйонів доларів за запуск. Нещодавно розширений Фонд космічної інфраструктури Австралії збільшив державну підтримку на 10 мільйонів австралійських доларів для зміцнення внутрішніх можливостей запуску.
Другий апарат та вдосконалення двигунів
- Друга структура Eris завершена; виготовлення двигунів поновиться після детальних післяпольотних випробувань.
- Нова формула гібридного пального та оновлене обладнання для перекису заплановані для стендових випробувань в четвертому кварталі 2025 року.
- Прогнозований другий вікно для запуску: початок 2026 року, залежно від повної валідації двигунів.
Ширші стратегічні наслідки
- Національний суверенітет: Зменшує залежність від іноземної інфраструктури запуску.
- Розвиток постачальників: Стимулює місцеві галузі композитів, авіоніки та пального.
- Експортний потенціал: Відкриває ринки в Південно-Східній Азії та Тихому океані для швидкого доступу до малих супутників.
Висновки та отримані уроки
Хоча перший політ Eris завершився раптово, тест досяг:
- Валідації систем платформи, телеметричних зв’язків та польотного програмного забезпечення в реальних умовах.
- Розуміння старіння гібридного двигуна після тривалого зберігання.
- Удосконалення регуляторних та екологічних процесів для майбутніх кампаній.
Як зазначив Енріко Палермо, керівник Австралійського космічного агентства: “Інновації вимагають випробувань — а іноді і невдач. Віхи Gilmour наближають Австралію до регулярних внутрішніх запусків.” Завдяки вдосконаленим конструкціям пропульсії та прискореній регуляторній рамці, Gilmour Space має на меті перетворити узбережжя Bowen на глобальний хаб для запуску малих супутників до 2027 року.