Electron (two-stage)

Rocket Labs Electron wird als zweistufige, nicht wiederverwendbare Orbitalrakete beschrieben, und genau diese Konfiguration ist hier gemeint: die Rakete für sich allein, ohne die optionale dritte Stufe (die Kick Stage mit Curie-Triebwerk) oder die Photon-Plattform, die oft obenauf mitfliegen, ohne Bergungshardware für die erste Stufe und ohne die suborbitale HASTE-Variante. Sie ist die gemeinsame Basis, auf der alle diese Versionen aufbauen. Beide Stufen haben denselben Durchmesser von 1,2 m und verbrennen RP-1 mit flüssigem Sauerstoff; die Hauptstruktur besteht aus leichtem Kohlefaserverbund. Das gesamte Fahrzeug ist rund 18 m hoch und wiegt beim Start etwa 13 t; die erste Stufe ist 12,1 m lang, die zweite 2,4 m.

Das Besondere an der Electron ist nicht ihre Größe, sondern die Art, wie sie ihre Triebwerke speist. Beide Stufen nutzen das Rutherford, das erste elektrisch pumpengespeiste Triebwerk, das eine Rakete der Orbitalklasse antreibt: Statt einer von Heißgas angetriebenen Turbopumpe werden seine Pumpen von Elektromotoren gedreht, die aus Lithium-Polymer-Akkus gespeist werden. Die erste Stufe trägt neun Rutherford, die zweite ein einziges, auf das Vakuum optimiertes. Diese zweite Stufe führt drei Akkus mit, die im Flug „im laufenden Betrieb gewechselt“ werden: Zwei davon werden abgeworfen, sobald sie leer sind, damit das Fahrzeug kein totes Gewicht mitschleppt und mehr Spielraum für die Nutzlast bleibt. Fast alle Triebwerksteile sind 3D-gedruckt, was bei der Fertigung Zeit und Geld spart.

Die Schubangaben unterscheiden sich je nach Quelle. Der Fließtext der englischen wie der deutschen Wikipedia nennt für die erste Stufe beim Start 162 kN (der deutsche Artikel ergänzt, dass der Schub mit sinkendem Luftdruck auf 192 kN steigt) und für die zweite Stufe 22 kN; die englische Infobox dagegen gibt für die erste Stufe 224,3 kN auf Meereshöhe und 234 kN im Vakuum an und für die zweite 25,8 kN, bei spezifischen Impulsen von 311 s und 343 s.

Die Standard-Nutzlastverkleidung ist 2,5 m lang und hat einen Durchmesser von 1,2 m, eine Masse von 44 kg und einen nutzbaren Durchmesser von 1,07 m. Rocket Lab kündigte außerdem individuelle Versionen an: eine erweiterte Verkleidung mit 1,56 m Durchmesser, eine verlängerte Verkleidung und eine Doppelstapel-Verkleidung. Die Mission StriX-α von Synspective im Dezember 2020 nutzte die verlängerte Verkleidung.

Die Electron schloss im Dezember 2016 die Flugqualifikation ab. Für den ersten Test mit dem Namen „It's a Test“ wurde ein Startfenster vom 22. Mai bis 1. Juni 2017 (neuseeländische Zeit) festgelegt. Nach mehreren wetterbedingten Verschiebungen hob sie am 25. Mai 2017 vom Launch Complex 1 auf der Māhia-Halbinsel ab. Sie hatte keine Nutzlast an Bord und sollte in eine Umlaufbahn in 500 km Höhe mit 85° Neigung gelangen. Die erste Stufe arbeitete einwandfrei, ebenso die Stufentrennung, die Zündung der zweiten Stufe und der Abwurf der Verkleidung. Rund vier Minuten nach dem Start, in einer Höhe von etwa 224 km, riss jedoch die Telemetrieverbindung zum Range-Safety-Beauftragten ab, und die Rakete wurde zerstört. Die Analyse nach dem Flug machte die Bodenausrüstung verantwortlich, nicht das Fahrzeug: Ein von einem Auftragnehmer aufgebauter Empfänger ohne aktivierte Vorwärtsfehlerkorrektur verfälschte die Daten. Rocket Lab nahm keine Änderungen an der Electron vor und passte lediglich seine Verfahren an.

Es ist der einzige Flug in streng zweistufiger Form, der in den herangezogenen Quellen verzeichnet ist. Beim zweiten Start, „Still Testing“, am 21. Januar 2018 erreichte die Electron zum ersten Mal die Umlaufbahn, mit drei CubeSats und dem „Humanity Star“, und debütierte mit der dritten Stufe, die erst nach dem Start bekannt gegeben wurde. Seitdem flog die Rakete häufig mit dieser Stufe oder mit Photon. Der erste kommerzielle Flug, „It's Business Time“, insgesamt der dritte, folgte am 11. November 2018.

Die Kapazität hängt von der Zielumlaufbahn ab. Laut der englischen Wikipedia war die Electron anfangs dafür ausgelegt, 150 bis 225 kg in eine sonnensynchrone Umlaufbahn in 500 km Höhe zu bringen; im August 2020 erhöhte Rocket Lab diese Spanne auf 225 bis 300 kg, vor allem dank besserer Akkus. Die deutsche Wikipedia nennt etwa 220 kg für eine Umlaufbahn mit 45° Neigung und etwa 150 kg für eine sonnensynchrone Umlaufbahn. Keine der Quellen gibt an, ob diese Werte für das zweistufige Fahrzeug oder für das mit Oberstufe gelten.

Die Herstellung der Kohlefaserbauteile dauerte früher rund 400 Stunden, ein großer Teil davon in Handarbeit. Ende 2019 ging ein „Rosie“ genannter Roboter in Betrieb, der alle Verbundteile für eine Electron in 12 Stunden fertigt, und das Unternehmen setzte sich das Ziel, den gesamten Fertigungszyklus auf sieben Tage zu verkürzen. Im Oktober 2018 eröffnete es eine Fabrik, die nach Angaben des Unternehmens mehr als 50 Raketen pro Jahr herstellen kann. Der Launch Complex 1 in Māhia war der erste Orbitalstartbetrieb, der vollständig von der Privatwirtschaft finanziert und betrieben wurde; der Launch Complex 2 in Wallops, Virginia, wurde im Oktober 2018 ausgewählt, um Regierungskunden zu bedienen, und beherbergte seinen ersten Start am 24. Januar 2023. Ein Start kostet etwa 7,5 Millionen US-Dollar.