Brits bedrijf presenteert 3D-geprinte raketmotor

Het Britse bedrijf Orbex presenteert Prime, een nieuwe raket die volgens het bedrijf de meest efficiënte methode is om satellieten te lanceren. De Prime is voorzien van een raketmotor die met behulp van een 3D-printer is geproduceerd.

Het gaat om een zogeheten stage 2 raket, die wordt gebruikt om een raket na zijn lancering in een baan rond de aarde te brengen. De stage 2 raket is gemaakt van een speciaal ontwikkeld lichtgewicht composiet van koolstofvezel en aluminium. Orbex stelt dat zijn raket 30% lichter en 20% efficiënter is dan iedere andere beschikbare lichtgewicht raket die ingezet kan worden om satellieten te lanceren. Ook levert de raket volgens het bedrijf per kubieke liter meer vermogen dan veel zwaardere alternatieven. 

3D-geprinte raketmotor

Opvallend aan de Prime is de raketmotor, die met behulp van een 3D-printer is vervaardigd. De motor is door Orbex, gespecialiseerd in additieve productie, geproduceerd. De raketmotor is als één onderdeel geprint en bevat geen overgangen zoals lasnaden. Dit is van belang, aangezien dit zwakke plekken creëert die problemen kunnen geven door de extreme fluctuaties in temperatuur en druk waaraan het materiaal tijdens zijn reis naar de ruimte wordt blootgesteld.

Details over het printproces zijn niet bekend gemaakt. Wel is bekend dat Orbex voor de productie van de raketmotor heeft samengewerkt met SLM Solutions, een Duits bedrijf gespecialiseerd in additieve productie. SLM Solutions levert additieve productiesystemen op basis van Selective Laser Melting (SLM). Bij deze 3D-printtechniek wordt metaalpoeder met behulp van een laser uitgehard. Door deze laser nauwkeurig aan te sturen en het materiaal alleen op specifieke plekken uit te harden is het mogelijk laag voor laag een object te printen. 

Bewegende componenten printen

Doordat objecten bij SLM laag voor laag wordt opgebouwd, is het mogelijk vormen en constructies te printen die niet met andere productiemethoden kunnen worden vervaardigd. Zo is het mogelijk een object inclusief bewegende onderdelen in één sessie te printen. Deze eigenschap gebruiken Orbex en SLM Solutions om in één keer en uit één stuk een volledig functionele raketmotor te printen.
 
Orbex meldt dat de Prime niet alleen de eerste raket is met een 3D-geprinte raketmotor, maar ook de eerste commerciële raketmotor bevat die draait op biopropaan. Dit is een schone en duurzame brandstof die volgens Orbex 90% minder CO2-uitstoot oplevert dan traditionele verbrandingsmotoren. Het biopropaan waarvan deze motor gebruik maakt wordt geleverd door Orbex’s partner Colar.

Payload schokvrij afleveren

Ook opvallend aan Prime is het gebruik van een systeem genaamd ‘Magic’, waarmee de payload van de Prime volgens Orbex ‘schokvrij’ kan worden afgeleverd in de ruimte. Deze werkwijze voorkomt onder meer dat bij lanceringen afval in de ruimte achterblijft. De payload wordt vervoerd in een speciaal vrachtruim, dat een diameter van 1.300 mm heeft. Orbex stelt dat Prime hiermee in zijn klasse aan de leiding gaat wat betreft de omvang van satellieten die vervoert kunnen worden.

De Prime moet op termijn worden ingezet om satellieten te lanceren voor klanten van Orbex. Zo werd in juli 2018 bekend gemaakt dat Orbex door het Britse Space Agency is geselecteerd om als onderdeel van een consortium lanceringen te gaan verzorgen vanaf lanceerplatformen in Sutherland in de Schotse Hooglanden. De eerste vlucht van Prime staat voor 2021 op de planning Tijdens deze vlucht wordt een experimentele lading van het Britse bedrijf Surrey Satellite Technology vervoerd. 

Ook het Zwitserse Astrocast heeft een deal gesloten met Orbex. Het Britse bedrijf gaat voor Astrocast de lancering verzorgen van meerdere nanosatellieten, die onderdeel worden van een globaal Internet of Things netwerk waar Astrocast aan werkt. Dit netwerk moet uiteindelijk bestaan uit 64 nanosatellieten die in een baan rond de aarde vliegen. 

Voor technologiebedrijf Deimos Space gaat Orbex een twaalftal nanosatellieten lanceren. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Orbex