Dem im Juni 2006 von den beiden neuseeländischen Unternehmern und Investoren Peter Beck und Mark Rocket gegründeten Unternehmen Rocket Lab gelang im November 2009 ein erster ernstzunehmender Erfolg mit dem Start der eigenentwickelten Höhenrakete Ātea-1 . Mit dieser Referenz konnte das Interesse des Operationally Responsive Space Office (ORS Office) des US DoD geweckt werden, das bereit war, den Entwurf einer leichten zweistufigen orbitalen Trägerrakete (mit-) zu finanzieren. Ein entsprechender Vertrag wurde im Dezember 2010 geschlossen. Etwa 2013 verlegte Rocket Lab seinen Firmensitz in die USA, um leichter Zugang zu Geldern von US Investoren zu erhalten, vor allem aber wohl um Problemen mit US Exportrestriktionen für dual-use Technologien zu entgehen und der immer engeren Bindung an zivile und militärische US Regierungsbehörden gerecht zu werden. In mehreren Finanzierungsrunden konnte die Entwicklung der Electron Trägerrakete und der Bau zunächst eines Startplatzes abgesichert werden.
Konstruktiv wählte man beim Antrieb der Treibstoffpumpen des „Rutherford“ Kerolox-Triebwerks ein neuartigen Ansatz. Die Pumpen wurden elektrisch von bürstenlosen Gleichstrommotoren angetrieben und von LiPo-Batterien gespeist. In der Zweitstufe waren drei Batterien verbaut, von denen zudem zwei abgeworfen („hot swapped“) werden konnten, um Gewicht zu sparen. Die Herstellung großer Teile der Triebwerke erfolgte im 3D-Druck-Verfahren. Die Strukturen beider Raketenstufen entstanden dagegen fast ausschließlich aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, wofür Ende 2019 ein hochautomatisierter Produktionsprozeß eingeführt wurde. Zur Stabilisierung um die Rollachse verfügte die Zweitstufe über ein System von Kaltgas-Düsen. Die Schubvektorkontrolle um die Nick– und Gierachse übernahmen elektromechanische Aktuatoren. Die beiden unteren Stufen wurden über einen Stufenadapter („Interstage“) miteinander verbunden. Leisteten die „Rutherford“ Triebwerke anfangs auf Seehöhe etwa 16,8 kN und in der Vakuum-Version mit verlängerter Düse 22,2 kN, konnten die Werte bis 2020 auf 24,9 kN bzw. 25,8 kN gesteigert werden.
Der erste Start 2017 erfolgte noch in der Basisvariante ohne Kickstufe, die bei allen folgenden Einsätzen half die Nutzlastkapazität zu steigern und einen präziseren und flexibleren Bahneinschuß erlaubte. Ursprünglich wurde das „Curie“ Triebwerk als Monergol (mit Druckgasförderung) charakterisiert, später erfolgte offenbar ein Wechsel zu einem hypergolen Zweistoff-System. Mit der Vorstellung des „Photon“ Satellitenbusses, bei dem die bisherige „Curie“ Stufe zu einem eigenständigen Satellitenbus für Flüge jenseits erdnaher Bahnen aufgewertet worden war, wurde auch ein „HyperCurie“ Triebwerk präsentiert, bei dem batteriebetriebene Pumpen die Treibstoff-Förderung übernahmen.
Der Innendurchmesser der aus Kompositmaterial gefertigten Nutzlastverkleidung lag bei 1,08 m, die maximal verfügbare Höhe bei 1,91 m. Kunden wurden allerdings auch in Länge und Durchmesser vergrößerte Versionen angeboten — mit einer Vorlaufzeit von mindestens zwölf Monaten für Bau und Flugqualifikation.
Gesamtsystem | |
Nation | USA (Rocket Lab) |
Bezeichnung(en) | Electron |
Entwicklungszeitraum | |
erster Start | 25.05.2017 (Fehlstart) [] | 21.01.2018 [] |
Einsatzzeitraum | 2017– |
Stufenzahl | 2 [] |
Gesamthöhe | ca. 18 m [] |
Basisdurchmesser | 1,20 m |
max. Nutzmasse | ca. 300 kg (LEO 180×300 km@45°) [] ca. 200 kg (SSO 500 km) [] |
Startmasse | ca. 13.000 kg |
Startschub | ca. 224 kN [] |
1. Stufe | |
Hersteller | |
Bezeichnung(en) | |
Länge | |
Durchmesser | 1,20 m |
Leermasse | |
Treibstoffmasse | |
Gesamtmasse | |
Antrieb | 9 Flüssigkeitstriebwerke Rocket Lab „Rutherford“ |
Treibstoff | Kerosin RP-1 + Flüssigsauerstoff |
Startschub | 9× 24,9 kN [] |
spezifischer Impuls (Seehöhe) | 311 s |
Brenndauer | ca. 155 s |
2. Stufe | |
Hersteller | |
Bezeichnung(en) | |
Länge | |
Durchmesser | 1,20 m |
Leermasse | |
Treibstoffmasse | ca. 2.000 kg |
Gesamtmasse | |
Antrieb | 1 Flüssigkeitstriebwerk Rocket Lab „Rutherford Vacuum“ |
Treibstoff | Kerosin RP-1 + Flüssigsauerstoff |
Vakuumschub | 25,8 kN [] |
spezifischer Impuls (Vakuum) | 243 s |
Brenndauer | |
Kickstufe | |
Hersteller | |
Bezeichnung(en) | |
Länge | 0,40 m |
Durchmesser | 1,20 m |
Leermasse | 40 kg |
Treibstoffmasse | |
Gesamtmasse | |
Antrieb | 1 Flüssigkeitstriebwerk Rocket Lab „Curie“ |
Treibstoff | unbekannt |
Vakuumschub | 120 N |
spezifischer Impuls (Vakuum) | |
Brenndauer | |
Nutzlastverkleidung | |
Länge | 2,5 m |
max. Durchmesser | 1,20 m |
Strukturmasse | 44 kg |
Quellen:
Electron Payload User Guide v4.0, 12/2016Electron Payload User Guide v6.2, 08/2018
Electron Payload User Guide v6.6, 11/2020