Electron with Photon

In der Konfiguration „Electron with Photon“ ist die dritte Stufe der Rakete nicht die Standard-Kick-Stage, sondern Photon, ein Satellitenbus, den Rocket Lab von eben dieser Kick Stage abgeleitet hat. Das Unternehmen kündigte das Projekt im April 2019 mit zwei Zielen an: Kunden eine flugfertige Plattform für Technologiedemonstrationen zu bieten, ohne ein komplettes Raumfahrzeug entwickeln zu müssen, und seine Einnahmen über die Startdienstleistungen hinaus zu diversifizieren. Von Anfang an nannte es die Mondumlaufbahn als Ziel, ermöglicht durch ein Zweikomponenten-Antriebssystem. Photon wird in der Fabrik von Rocket Lab in Huntington Beach, Kalifornien, gebaut, kommuniziert im S-Band und kann verschiedene Triebwerke tragen: das Curie der Kick Stage, das HyperCurie – eine hypergole, elektrisch gepumpte Weiterentwicklung des Curie – und sogar Triebwerke von Drittanbietern.

Der praktische Unterschied zur Kick Stage liegt in dem, was nach dem Aussetzen geschieht. Die Aufgabe der Kick Stage endet, sobald sie ihre Nutzlasten freigegeben hat; Photon dient zunächst als letzte Stufe des Trägers und bleibt dann als eigenständiger Satellit mit eigener Energieversorgung, Lageregelung und Kommunikation im Orbit. Diese Doppelrolle zeichnet diese Electron-Konfiguration aus.

Das Debüt erfolgte am 31. August 2020 mit „I Can't Believe It's Not Optical“, der vierzehnten Mission der Electron und ihrer Rückkehr zum Flug nach dem Fehlschlag vom 4. Juli desselben Jahres. Sie hob von Mahia (LC-1A, Neuseeland) ab, und das Photon mit dem Namen First Light setzte den Radarsatelliten Sequoia von Capella Space, etwa 100 kg schwer, in eine niedrige Erdumlaufbahn von 500 km mit 45° Neigung aus. Danach arbeitete First Light eigenständig weiter, um die Systeme zu demonstrieren, die ein langes Leben im Orbit erfordert und die der einfachen Kick Stage fehlten; außerdem hatte es eine niedrig auflösende Videokamera an Bord, um seine Fähigkeit zur Aufnahme von Nutzlasten vorzuführen.

Die zweite Einheit, Pathstone, flog am 22. März 2021 bei „They Go Up So Fast“, der neunzehnten Mission der Electron. Bevor sie zum Satelliten wurde, setzte sie Nutzlasten von BlackSky, Fleet Space, Myriota, Care Weather Technologies, der University of New South Wales Canberra Space und dem US Army Space and Missile Defense Command in Umlaufbahnen von 450 km und 550 km aus; bei diesem Flug brachte Rocket Lab seinen 100. Satelliten in die Umlaufbahn. Pathstone war eine Demonstration zur Risikominderung für die Mondmission der NASA und testete Energie- und Wärmemanagement, Lageregelung mit Reaktionsrädern und Kommunikation. Bei beiden Flügen nutzte Photon das Curie-Triebwerk.

Die erste operative Mission war CAPSTONE, ein CubeSat mit 12 Einheiten und 80 kg, der im Flug die Stabilität der nahezu geradlinigen Halo-Umlaufbahn überprüfen sollte, die für die Station Gateway vorgesehen ist. Die NASA gab im Februar 2020 bekannt, dass er vom neuen Komplex von Rocket Lab in Wallops, Virginia, starten würde, doch die Zertifizierung des autonomen Flugabbruchsystems dauerte länger als erwartet, und der Start wurde nach Mahia verlegt. Der Startvertrag hatte einen Wert von 9,95 Millionen US-Dollar.

Die Electron hob am 28. Juni 2022 vom LC-1B ab. Es war der erste Start der Rakete zum Mond, und wegen der schweren Nutzlast flog die erste Stufe bis auf das nackte Gerüst abgespeckt, ohne Bergungshardware und ohne Kameras: Diese Hardware beansprucht etwa 10 bis 15 Prozent der Nutzlastkapazität eines Starts. Die Mission nutzte die Tiefraumversion von Photon, die Rocket Lab Explorer nennt, mit dem HyperCurie-Triebwerk und größeren Tanks. Nach der Trennung von der zweiten Stufe hob Photon sein Apogäum in sechs Tagen mit sechs Brennphasen im Perigäum an und beendete die Sequenz mit der transmondanen Injektion, nach der es CAPSTONE freigab. Die Sonde folgte einem ballistischen Transfer von etwa vier Monaten und trat am 14. November 2022 in ihre Mondumlaufbahn ein. Nachdem die Anforderungen der NASA erfüllt waren, nutzte Rocket Lab das Photon selbst für einen Mondvorbeiflug in geringer Höhe.

Diese Konfiguration ist von Photon als Produkt zu unterscheiden. Rocket Lab teilte die Plattform später in mehrere Familien auf – Explorer, Lightning, Pioneer und Photon –, und manche sind auf anderen Raketen geflogen: Die Pioneer-Busse von Varda Space Industries zum Beispiel fuhren auf einer Falcon 9 mit. Diese Flüge sind keine „Electron with Photon“. Die Missionen im Manifest der Electron sind: ein Photon für LOXSAT, eine Demonstration des Managements kryogener Flüssigkeiten für Eta Space und die NASA, und die private Venus-Mission, bei der ein Photon am Planeten vorbeifliegen soll, um Daten einer mit dem MIT entwickelten Atmosphären-Eintrittssonde weiterzuleiten; ihr Termin hat sich von Quelle zu Quelle immer weiter verschoben.