Rocket Lab hat bekannt gegeben, dass seine mittelschwere Trägerrakete Neutron erstmals nicht vor 2027 starten wird, nachdem Untersuchungen Fertigungsmängel an den Kuppeln an beiden Enden der Treibstofftanks der wiederverwendbaren ersten Stufe aufgedeckt hatten.
Das Problem besteht in Lufteinschlüssen zwischen den Kohlenstofffaserschichten innerhalb der neu gefertigten vorderen Kuppel. Diese Mängel könnten die strukturelle Festigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit beeinträchtigen, obwohl Peter Beck, Gründer und CEO von Rocket Lab, erklärte, dass dies nicht zwangsläufig ein Versagen der Kuppel während des Fluges bedeute. Er fügte hinzu, dass das Unternehmen nicht fortfahren wolle, bevor es sich von angemessenen Sicherheitsmargen überzeugt habe.
Herausforderung bei der Fertigung einer großen Struktur
Die erste Stufe von Neutron basiert auf Verbundstrukturen, die geringes Gewicht, hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bieten. Ihre Fertigung ist jedoch schwieriger als die von Metallstrukturen, insbesondere bei zunehmender Größe. Rocket Lab bezeichnet die erste Stufe als die größte druckbeaufschlagte Struktur aus einem Verbundwerkstoff dieser Art.
Da die großen Raketenteile nicht für herkömmliche Aushärtungsverfahren in Autoklaven geeignet sind, entwickelte das Unternehmen Aushärtungsverfahren außerhalb des Autoklaven und spezielle Aushärtungszyklen für die Treibstofftankkuppeln. Die Lufteinschlüsse traten nach einer Konstruktionsänderung auf, deren Ziel die Verstärkung der Struktur war.
Diese Änderung erfolgte, nachdem im Januar bei einem hydrostatischen Drucktest ein Verbundtank gerissen war. Der Vorfall wurde auf einen Fertigungsfehler an einer kritischen Verbindungsstelle zurückgeführt. Der Tank war zu diesem Zeitpunkt von einem externen Auftragnehmer von Hand gefertigt worden, während Rocket Lab eine automatisierte Faserlegeanlage vorbereitete. Das Unternehmen erklärt, dass die Anlage inzwischen in Betrieb sei. Außerdem habe es einige Verbindungen aus der Tankstruktur entfernt und Teile davon verdickt; an den dicksten Bereichen traten später die Lufteinschlüsse auf.
Was ändert sich praktisch?
Rocket Lab erklärte, die Anpassung des Fertigungsprozesses habe das Problem gelöst und eine nach dem aktualisierten Verfahren hergestellte hintere Kuppel habe die Prüfung bestanden. Die Fertigung einer neuen vorderen Kuppel sowie die für Untersuchung und Korrektur benötigte Zeit verschoben den Erststart jedoch auf das kommende Jahr.
Für Neutron stehen weiterhin wichtige Qualifizierungsphasen aus. Die abschließende Qualifizierung der ersten Stufe ist noch nicht abgeschlossen, ebenso wenig die Qualifizierung des mit Methan und flüssigem Sauerstoff betriebenen Archimedes-Triebwerks, von dem neun Triebwerke die Rakete antreiben werden. Danach beginnt die Startkampagne an der Ostküste des Bundesstaates Virginia. Sie umfasst üblicherweise integrierte Betankungstests, Countdown-Übungen und einen statischen Triebwerkstest.
Verzögerung verdoppelt nahezu den Entwicklungszeitplan
Rocket Lab kündigte Neutron 2021 an und peilte den Erstflug für 2024 an. Damit hat sich der Entwicklungszeitplan inzwischen auf etwa die doppelte ursprüngliche Dauer verlängert. Die Rakete unterscheidet sich von der kleineren Electron durch Größe und Leistungsfähigkeit: Neutron hat einen Durchmesser von etwa 7 Metern und eine angestrebte Nutzlastkapazität für eine niedrige Erdumlaufbahn von nahezu 13.000 Kilogramm, verglichen mit etwa 300 Kilogramm bei Electron.
Das Design von Neutron sieht vor, dass sich die Spitze der ersten Stufe wenige Minuten nach dem Start öffnet, um die Oberstufe und die Nutzlast freizugeben. Anschließend schließt sie sich wieder, und die Stufe kehrt zur Landung auf einer Meeresplattform zurück, um wiederverwendet zu werden. Mit dieser Rakete setzt Rocket Lab auf umfangreichere Startverträge, darunter mit US-Militärbehörden und Betreibern großer Satellitenkonstellationen, in einem Markt, in dem auch Relativity Space, Stoke Space und Firefly Aerospace tätig sind.
Redaktionelle Einordnung: Die Ankündigung stellt nicht lediglich eine zeitliche Verzögerung dar, sondern zeigt, dass die Übertragung der Verbundstrukturtechnologie von der kleineren Electron auf eine druckbeaufschlagte erste Stufe mit einem Durchmesser von 7 Metern weiterhin ein wesentliches Fertigungsrisiko darstellt. Das Bestehen der Prüfung durch die hintere Kuppel ist ein positives Signal, beantwortet jedoch nicht abschließend die Fragen zur Qualifizierung der ersten Stufe und der Triebwerke sowie zu den integrierten Tests. Daher bleibt 2027 ein angekündigtes Ziel und keine Garantie für die Aufnahme des Betriebs in diesem Jahr.