OmegA

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen

OmegA[1], eerder bekend onder de werknaam Next Generation Launcher (NGL), is een modulaire, EELV-klasse drietrapsraket die Northrop Grumman Innovation Systems (NGIS het eerdere Orbital ATK) ontwikkelt. De OmegA-Intermediate zal volgens planning vanaf 2021 operationeel zou zijn en in 2022 EELV-certificatie moeten verkrijgen. Vanaf 2024 moet dan de krachtiger OmegA-Heavy beschikbaar zijn. Op 10 oktober 2018 werd het ontwerp van de OmegA samen met de New Glenn en Vulcan door de USAF geselecteerd om te worden uitontwikkeld[2]. Dit gebeurde als onderdeel van de toekenningen van hun Launch Services Agreements (LSA) waarbij NGIS een subsidie van 792 miljoen dollar voor de uitontwikkeling van de OmegA toebedeeld krijgt. Van die 792 miljoen dollar is 181 miljoen dollar voor LSA-fase-1 bedoeld. Pas wanneer fase-1 succesvol binnen de gestelde tijd is afgerond zal het bedrag voor fase-2 worden uitbetaald. Vooruitlopend op dat besluit had Orbital ATK zoveel aanwijzingen voor en vertrouwen in goedkeuring van het ontwerp, dat ze in de eerste helft van 2018 reeds waren begonnen met de opbouw van de productielijn voor de OmegA. De Amerikaanse luchtmacht (USAF) en Orbital ATK hadden tussen 2015 en 2018 samen reeds 250 miljoen dollar in het project geïnvesteerd.[3]

Voorgeschiedenis[bewerken]

Orbital ATK was een bedrijf dat in 2015 ontstond uit een fusie van Orbital Sciences Corporation en Alliant Techsystems (ATK). Op 6 juni 2018 werd het bedrijf overgenomen door Northrop Grumman en de zelfstandige divisie Northrop Grumman Innovation Systems (NGIS). Wat betreft rakettechnologie zijn ze gespecialiseerd in vastebrandstofmotoren (solid rocket motor, SRM). Zo werden de SRM's van de spaceshuttle en de geannuleerde Ares I door Thiokol dat in 2001 werd overgenomen door ATK ontwikkeld en gebouwd. En ook de SRM's van het Space Launch System, de Delta II, de Delta IV, de Atlas V (va. 2019) en de Vulcan zijn van de hand van Orbital ATK. Daarnaast heeft Orbital ATK ook zijn eigen lichte-tot-medium lanceersystemen Pegasus, Minotaur en Antares

Liberty[bewerken]

Nadat NASA's Ares I waarvan de eerste trap door ATK werd gebouwd in 2010 werd geannuleerd stelde ATK in 2012 het concept voor de Liberty voor om als lanceertuig voor onder andere de Dream Chaser en het door Orbital Sciences te ontwikkelen ruimteschip Prometheus, dat in het Commercial Crew-programma moest gaan dienen. Deze draagraket zou bestaan uit de al ontwikkelde eerste trap van de Ares I en een aangepaste eerste trap van de Ariane 5 had als tweede trap moeten dienen. Door de maatvoering van de Ares I te blijven gebruiken hoefden er nauwelijks nieuwe grondsystemen op het Kennedy Space Center te komen[4]. De Liberty en de Prometheus werden echter niet door NASA voor doorontwikkeling geselecteerd. Hoewel de het ontwerp voor de Liberty door NASA was goedgekeurd, was bij geen van de bouwers van door NASA goedgekeurde ruimteschip-ontwerpen interesse in de Liberty als draagraket waardoor er bij NASA geen noodzaak voor doorontwikkeling was. ATK gaf in 2013 aan zelfstandig door te gaan met de ontwikkeling van de Liberty. Daarna volgde een lange mediastilte omtrent deze raket.

Ontwerp[bewerken]

In 2016 kwam mondjesmaat het nieuws naar buiten dat Orbital ATK een EELV-klasse raket voor medium-tot-heavylift capaciteit aan het ontwikkelen was en met NASA in onderhandeling was over gebruik van faciliteiten op het Kennedy Space Center.

De Next Generation Launcher, zoals de raket op dat moment genoemd werd, is een doorontwikkeling van de Liberty. Op 24 mei 2016 sprak Orbital ATK voor het eerst over de plannen. Er zullen twee formaten komen, de OmegA-Intermediate (eerder NGL-500) en de OmegA-Heavy (eerder NGL-500XL) uitvoering. De eerste twee trappen zullen net als de eerste trap van de Ares I zijn gebaseerd op de spaceshuttle solid rocket boosters en maken dus gebruik van vaste brandstof. Verschil met de Ares I en Liberty booster is dat Orbital hem voor de OmegA in tweeën heeft gesplitst zodat er sneller overbodig gewicht afgestoten kan worden. Hierdoor kan effectiever worden door geaccelereerd. De eerste trap van de OmegA-Intermediate is een Castor 600 die bestaat uit twee Common Booster Segments (CBS). De tweede trap is een Castor 300 die uit een CBS bestaat. Wanneer heavy-lift-capaciteit vereist is, wordt de OmegA-Heavy met een verlengde eerste trap gebruikt. Deze Castor 1200 bestaat uit vier CBS. De CBS van eerste en de tweede trap worden van lichtere composietmaterialen gebouwd dan de stalen boostersegmenten van de spaceshuttle, Ares I en het Space Launch System.

De derde trap zal twee RL-10C-5-1’s van Aerojet Rocketdyne als hoofdmotor gebruiken. Deze werkt op vloeibare waterstof en vloeibare zuurstof. De RL-10 wordt al sinds de vroege jaren 60 in verschillende revisies gebruikt op de Centaur en is ook in gebruik op de bovenste trappen van de Delta IV en het Space Launch System. De RL-10C-5-1 variant is afgeleid van de RL-10C-1 die heeft zich reeds bewezen op de huidige Centaur (Centaur III) die als tweede trap van de Atlas V wordt gebruikt. Een van de verbeteringen is dat een aantal onderdelen van de deze nieuwe variant met een 3D printer wordt vervaardigd.

De derde trap zou aanvankelijk gebruik maken van Blue Origin’s BE-3U. De BE-3U is een voor gebruik in het vacuüm van de ruimte aangepaste versie van de BE-3 die de New Shepard voortstuwt. Orbital ATK ontving in januari 2016 een subsidie van 180 miljoen de Amerikaanse luchtmacht om onder meer een verlengde, effectievere straalpijp voor de BE-3U te ontwikkelen. Op 16 april 2018 maakte Orbital ATK echter bekend voor de RL-10C te kiezen. Een paar weken eerder eerder maakte Blue Origin overigens bekend dat ze de BE-3U voor de tweede trap van hun New Glenn-raket gaan gebruiken.

De OmegA zou voor meer kracht nog met maximaal zes extra GEM-63XL vaste brandstof motoren kunnen worden uitgerust. Ook voor de ontwikkeling van de GEM-63XL, een verlengde uitvoering van de in diameter 63 inch zijnde GEM-63 van de Atlas V, kreeg Orbital ATK subsidie van de Amerikaanse luchtmacht. De GEM-63XL zal tevens voor toegevoegde kracht voor de Vulcan aan United Launch Alliance worden geleverd.[5][6] De GEM-63XL’s zullen bij de OmegA-Intermediate aan de eerste trap gefixeerd zitten en samen met de core-booster als een geheel worden afgeworpen. Bij de OmegA-Heavy zullen de GEM-63XL afkoppelbaar zijn en eerder worden afgeworpen aangezien de Castor 1200 een langere brandtijd heeft dan de Castor 600[7].

De neuskegel waarin de vracht geplaatst wordt zal op de OmegA-Intermediate uitvoering een diameter van 5 meter hebben en 15 meter lang zijn. Op de OmegA-Heavy kan indien nodig een verlengde payload fairing van 20 meter worden geplaatst.

Vrachtcapaciteit[bewerken]

De kleinste uitvoering van de OmegA-Intermediate zal in staat zijn om vrachten tot 4.900 kg in een geostationaire overgangsbaan (GTO) om de Aarde te brengen. Bij de zwaarste intermediate uitvoering loopt dit op tot 10.100 kg.

Bij de OmegA-Heavy worden op Orbital ATK’s website cijfers voor directe plaatsing in geostationaire baan (GEO) gemeld. GEO-lanceringen zijn een complexer type lanceringen dan GTO-lanceringen die meer kracht en een langere brandtijd van een raket vereisen. De lichtste uitvoering van de OmegA-Heavy zal maximaal 5.250 kg in GEO kunnen plaatsen. Dit loopt op tot 7,800 kg bij de zwaarste uitvoering.

Officiele cijfers voor lanceercapaciteit naar een lage aardbaan (LEO) zijn niet bekend. In veel gevallen zijn voor dat type lanceringen Orbital ATK’s lichtere Antares, Pegasus en Minotaur raketten toereikend.

Ontwikkeling[bewerken]

Op 3 april 2017 meldde Orbital ATK dat het ontwerp door de eigen "critical design review" was komen en ter beoordeling aan de Amerikaanse luchtmacht (USAF) is gestuurd. De volgende fase zou na goedkeuring door de USAF (begin 2018) moeten bestaan uit het aanpassen van lanceerfaciliteiten.[8]

Op 10 november 2017 werd bekend dat Orbital ATK inmiddels een behuizing van een Castor trap succesvol aan een structurele test had onderworpen.[9] Orbital ATK verwachtte in 2019 de Castor-300 en Castor-600 aan een static fire test te onderwerpen.[10] De NGL-intermediate zou dan begin 2021 zijn eerste vlucht moeten maken. De NGL Heavy zou drie jaar later moeten debuteren. In april 2019 meldde NGIS dat ze met de ontwikkeling van de Castor 300 en 600 inmiddels een half jaar voor ligt op de planning van 2018 en de Static fire-tests eerder in 2019 uit te kunnen voeren.[11]

Op 16 april 2018 presenteerde Orbital ATK de naam OmegA op het 34e Space Symposium in Colorado Springs. Tevens werd bekend gemaakt dat Orbital ATK tegen de verwachtingen in Aerojet Rocketdyne’s RL-10C als upperstage-motor heeft gekozen. Deze naam verwijst net als bij Orbital ATK’s andere orbitale raketten naar een ster, in dit geval Omega Centauri. De hoofdletters in de naam zijn een verwijzing naar de afkorting OA die wel voor Orbital ATK werd gebruikt. De OmegA is de eerste volledig nieuwe raket die sinds de fusie van de bedrijven is ontwikkeld.

In April 2019 meldde NGIS dat de bouw van de grondsystemen op het Kennedy Space Center op het punt staat te beginnen.

Op 30 mei 2019 werd voor het eerst een Castor 600 getest. De test was grotendeels succesvol maar vlak voor het einde van de test explodeerde de straalpijp.

Lanceerfaciliteiten[bewerken]

NGIS zal de OmegA, wanneer aan de Amerikaanse oostkust wordt gelanceerd, assembleren in High Bay-2 (een van de vier high bays) van het Vehicle Assembly Building op NASA's Kennedy Space Center. Voor de lancering wordt MLP-2, een van de voormalige mobiele lanceerplatforms van de spaceshuttle gebruikt. Deze zal geladen met lanceertoren en raket op een Crawler Transporter geplaatst worden en naar LC-39B gereden om aldaar gelanceerd te worden. De OmegA zal LC-39B delen met het Space Launch System van NASA. LC-39B is na afloop van het spaceshuttleprogramma een zogenaamde "clean pad" geworden waarop naast NASA, ook commerciële partijen hun eigen raketten kunnen lanceren. Orbital ATK is het eerste bedrijf dat zulke afspraken met NASA heeft[12].

Op 16 augustus 2019 droeg NASA het mobiele platform En de highbay met een overdrachtsceremonie over aan NGIS waarop de aanpassingen begonnen. De drie vuurgaten zullen worden vervangen door een groot vuurgat en er zal een lanceertoren op worden geplaatst.[13]

De Amerikaanse luchtmacht eist voor EELV-certificatie ook lanceerfaciliteiten aan de Amerikaanse west-kust. Orbital ATK heeft aangegeven dat, mocht die eis op tafel blijven, ze het lanceercomplex SLC-2E op de Vandenberg Air Force Base dat sinds 1972 buiten gebruik is kunnen opknappen en aanpassen.[14] Later meldde NGIS ook interesse in Vandenberg SLC-6 te hebben. Dat lanceercomplex komt na uitfasering van de Delta IV Heavy in 2023 vrij.

Markt[bewerken]

NGIS richt zich met name op de markt voor militaire lanceringen waarvoor EELV-gecertificeerde draagraketten worden gebruikt. Op dit moment hebben twee lanceerbedrijven die certificatie. SpaceX voor de Falcon 9 en de Falcon Heavy en United Launch Alliance met de Atlas V, de Delta IV en de Delta IV-Heavy. De Atlas V heeft een Russische hoofdmotor. Het Pentagon wil daar vanaf en eist vanaf 2023 volledig Amerikaanse draagraketten voor het EELV-programma. SpaceX is mede dankzij het kunnen hergebruiken van eerste rakettrappen veel goedkoper met zijn lanceerprijzen dan United Launch Alliance. United Launch Alliance werkt daarom aan een goedkoper te bouwen draagraket, de Vulcan waarvan de hoofdmotoren herbruikbaar moeten worden. De verwachting is dat de OmegA daarmee in prijs vergelijkbaar gaat zijn. Daarnaast mikt ook Blue Origin met de New Glenn op de markt van de militairelanceringen. Ook die Heavy-lift-raket zal een herbruikbare eerste trap hebben. De eerste lanceringen van de Vulcan en de New Glenn worden in 2020 of 2021 verwacht.

Voor commerciële lanceringen denkt NGIS voordeel te hebben van het feit dat ze een van de grootste satelliet-bouwers van de wereld zijn en dus het pakket van satellietbouw en lancering als geheel kunnen aanbieden. Buiten de bovengenoemde concurrerende lanceerservices zijn op de commerciële markt ook Arianespace en ILS (Commerciële Proton-raket) als concurrenten actief.

Common Booster Segments voor SLS[bewerken]

NGIS wil de Common Booster Segments (CBS) van de OmegA ook aan NASA aanbieden als opvolgers van de huidige boosters van het Space Launch System[15]. Deze eveneens door NGIS geproduceerde boosters zijn opgebouwd uit de overgebleven stalen segmenten van de Spaceshuttle-boosters. De CBS die van composiet materiaal zijn gemaakt zijn veel lichter en goedkoper te produceren. Bovendien kan het reeds bestaande personeel dat de CBS voor de OmegA produceert ook die SLS-boosters bouwen met dezelfde reeds bestaande machinerie. Daarmee denkt NGIS een troef in handen te hebben voor de aanbesteding van de bouw van de volgende generatie SLS-boosters.

Externe link[bewerken]