Kommer Rocket Cargo att fungera? Data som samlats in 2024 kan innehålla svaret.

WASHINGTON — Det amerikanska flygvapnets försök att en dag skjuta upp utrustning halvvägs runt jorden via rymdbundna raketer kommer att gå igenom en serie testflygningar 2024 som kan avslöja om konceptet ens skulle fungera.

Och om cirka tre år borde avdelningen ha tillräckligt med data för att fatta ett beslut om huruvida Rocket Cargo ska operationaliseras eller gå vidare till något annat, enligt Greg Spanjers, chefsforskaren för Air Force Research Laboratorys direktorat för integrerade kapaciteter vid Wright-Patterson Air. Force Base i Ohio.

Rocket Cargo är ett av labbets så kallade Vanguard-program, som syftar till att använda spetsteknologi för att utveckla och leverera nya förmågor trupper kan använda på slagfältet. Detta program studerar den kommersiella raketsektorn för att se om militären snabbt skulle kunna transportera varor runt om i världen, även om programmet inte i sig finansierar utvecklingen av kommersiella raketer.

2022 tilldelade labbet ett femårigt kontrakt på 102 miljoner dollar till SpaceX så att den förra kunde samla in flygdata från den senares Starship-raketprogram.

Insatsen har inte alltid gått smidigt.

I april exploderade en av SpaceX:s Starship-raketer kort efter start. Även om Spanjers sa att han inte ansåg att uppskjutningen var ett misslyckande, eftersom den uppfyllde företagets mål att rensa uppskjutningsrampen, inträffade explosionen för tidigt för att kunna samla in användbar data.

Spanjers, som hanterar Rocket Cargo för flygvapnet, sa till Defense News i en intervju den 1 november att han hoppas att fler testflygningar som kan ge data kommer snart.

SpaceX den 18 november genomförde en andra testuppskjutning av en Starship-raket, men den exploderade kort efter stegseparationsfasen. AFRL svarade inte vid presstid på en fråga om hur mycket data som samlades in innan den här raketens explosion.

Förhoppningar och planer

Spanjers föreställer sig att Rocket Cargo-programmet en dag genomför en uppskjutning per dag, på varje avfyrningsramp, med ungefär en timmes varsel, och kunna bära 100 ton last i en enda raket, efter behov. Men även denna fulla kapacitet skulle inte räcka för att ersätta traditionell flyglogistik eller sjöfart, tillade han, även om det skulle kunna ge en väg för att snabbt transportera high-end last med relativt kort varsel.

I slutet av 2024, förklarade han, vill programmet ha tillräckligt med flygdata från Starship-raketer som går i omloppsbana.

Nästa år, sa han, planerar flygvapnet också att ha en lastfackmodell – i princip den övre halvan av ett Starship – den kan använda för att förfina teknikerna för att snabbt lasta och lossa 20-fotscontainrar från en raket. Den mockupen är nu i slutskedet av konstruktionen av ingenjörsfirman SES i Alliance, Ohio.

Och 2026 – även om Spanjers sa att det skulle kunna göras 2025 – förväntar sig flygvapnet att Rocket Cargo-programmet ska visa förmågan att snabbt skjuta upp raketer, ta ner stora massor av last från omloppsbana och snabbt lasta och lossa last.

Som en av SpaceX:s första kunder för sitt Starship-raketprogram hjälper flygvapnet företaget att ta reda på vad som är viktigast för försvarsdepartementet, sa Spanjers, till exempel möjligheten att vända en raket snabbt för upprepade flygningar.

Men den lastkapacitet som flygvapnet har i åtanke skulle lägga en hel del stress på raketernas termiska skyddssystem, ställdon och andra komponenter, förklarade han, och det är viktigt för rakettillverkare som SpaceX att ha dessa behov i åtanke när de designar raketer.

Tryckfästen

Den kanske viktigaste delen av data som Air Force Research Laboratory vill samla in är information om hur snabbt trycket sjunker när en raket når rymden, och sedan förändringen i trycket när den kommer in i atmosfären igen, sa Spanjers. Detta kommer att hjälpa tjänsten att lära sig hur last kan reagera i rymdens vakuum och därmed hur man skyddar den.

"Om vår last träffar [ett] hårt vakuum, är det ett verkligt problem eftersom vi inte vill göra last som är speciellt utformad för att överleva rakettransport", sa han. "Den här raketen är tillräckligt stor för att vi skulle kunna placera Humvees i den. [Men] om du tar ett fordon och sätter det i ett hårt vakuum, alla fetter, oljor, bränslen - kommer de bara att förångas direkt."

Laboratoriet överväger några alternativ angående vilka delar av raketen som ska trycksättas och med hur mycket, sa Spanjers.

En containertestningsprocess är under övervägande att äga rum i stora luftvapnets och NASAs vakuumkammare i slutet av 2024. Spanjers sa att testningen troligen skulle börja med små containrar och sedan involvera större när SpaceX utvecklar sin egen raketutveckling. Han noterade att flygvapnet planerar att samla in data om varje Starship-lansering med hjälp av både externa och interna sensorer.

"Vi har en fantastisk möjlighet här att testa tillsammans med dem," sa han. "Vi kommer att få en hel del tester till en mycket bra kostnad för skattebetalarna."

Flygvapnet vill också samla in "vibe and shock"-information som spårar hur mycket turbulens lasten ombord på en raket måste tåla under uppskjutning. Men Spanjers förväntar sig inte att vibrationer kommer att utgöra ett stort problem. När allt kommer omkring, sa han, kastar flygvapnet regelbundet lastpallar från baksidan av massiva transportplan.

Och när raketerna blir större, tillade han, "färden blir mjukare."

Ändå, noterade han, behöver labbets ingenjörer vibrationsdata för att säkerställa att containrarna - som fem företag arbetar med att skapa - kommer att kunna bära militär last och överleva en rymduppskjutning. Rocket Cargo-programmet måste också visa om människor snabbt kan lossa last från dessa containrar för att kunna återanvända dem till nästa uppskjutning, sa han.

Labbet vill också ha mer data om hur raketernas termiska skyddssystem fungerar och hur mycket massa som säkert kan föras ner från omloppsbana. Mer vikt betyder mer dragkraft, förklarade Spanjers, som sedan skapar en betydande mängd värme som på något sätt måste försvinna.

"Mängden vikt som SpaceX försöker få ner från rymden är långt bortom allt vi gjorde på [rymdfärjan"-programmet, sa Spanjers. "Jag tror att det är ungefär en faktor fem högre än något vi någonsin har tagit ner från omloppsbana tidigare."

Spanjers sa att den amerikanska raketsektorn nyligen har gjort flera framsteg som antyder genomförbarheten av Rocket Cargo-konceptet. Under årtionden, noterade han, genomförde landet tre eller fyra raketuppskjutningar per år. Men förra året, sa han, ökade det till 100 uppskjutningar - mestadels utförda av SpaceX - och nästa år kunde det toppa 150, ungefär en varannan dag.

Och två gånger under de senaste månaderna, sa Spanjers, har SpaceX kunnat återanvända en startplatta två och en halv dag efter att en raket lyfte därifrån.

Dessutom genomförde Space Systems Command i september en raketuppskjutning från Vandenberg Space Force Base i Kalifornien 27 timmar efter att ha mottagit uppskjutningsorder. Detta markerade ett rekord för taktiskt lyhörd rymduppskjutning.

"Om du går tillbaka ett eller två år så tog det någonstans mellan fyra månader och fyra år att skjuta upp en raket," sa Spanjers. "Det här är ganska betydande prestationer vi gör när vi skapar lanseringsoperationer som ser mycket mer ut som flygplansoperationer."

Spanjers tillade att flygvapnets lab planerar att gå igenom flera omgångar av "bygg, bryt, bygg, bryt"-experiment tills det hittar en design som fungerar.

"Dessa [vetenskap och teknik] utmaningar som vi pratar om här, de är inte triviala," sa han. "Ingen har någonsin försökt sätta en Humvee på en raket tidigare."

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://www.defensenews.com/battlefield-tech/space/2023/12/04/will-rocket-cargo-work-data-collected-in-2024-may-hold-the-answer/