Na twee jaar voorbereiding en vier vertragingen in de afgelopen maanden als gevolg van technische problemen, heeft het Indiase ruimtevaartbedrijf Agnikul met succes zijn eerste suborbitale testvoertuig gelanceerd, aangedreven door zijn unieke 3D-geprinte raketmotoren, zei de Indian Space Research Organization donderdag.
Het eentraps lanceervoertuig, genaamd Agnibaan SOrTeD (Sub-Orbital Technology Demonstrator), steeg donderdagochtend lokale tijd op vanaf het mobiele lanceerplatform van de startup in het Satish Dhawan Space Center op het eiland Sriharikota in Zuid-India. Gegevens van de testvlucht zullen bijdragen aan de ontwikkeling van het commerciële orbitale draagraket Agnibaan.
Agnikul voerde aanvankelijk volledige aftelproeven uit voor de lancering in maart en stelde de lancering uit vanwege enkele kleine observaties. De startup bereidde zich ook voor om twee keer in april en één keer eerder deze week te lanceren, waarbij deze telkens vlak voor het opstijgen werd geannuleerd vanwege technische problemen die zich voordeden tijdens last-minute inspecties. Vandaag voltooide Agnikul eindelijk zijn langverwachte missie nadat de raket was opgestegen van het spoelvormige eiland voor de oostkust van Andhra Pradesh en in de Golf van Bengalen terechtkwam.
Het 6,2 meter hoge voertuig is gemaakt van koolstofcomposiet, waardoor het een startmassa heeft van 1.268 lbs; De kern ervan is een 3D-geprinte semi-cryogene motor die Agnikul in eigen huis heeft geproduceerd en die elk 6,2 kN stuwkracht leveren.
Mede-oprichter en CEO van Agnikul, Srinath Ravichandran, vertelde TechCrunch in een pre-lanceringsinterview dat het 72 tot 75 uur duurt om een van de raketmotoren in ruwe vorm in 3D te printen. De startup kan in een week tijd twee volledig afgewerkte motoren produceren, inclusief het uit de 3D-printer halen, het verwijderen van het poeder en het ondergaan van een warmtebehandeling. Dit in tegenstelling tot het traditionele proces, waarbij het 10 tot 12 weken duurt om een raketmotor van vergelijkbare grootte te maken.
“Wij onderscheiden ons door het onderdeel uit één stuk waarbij er geen menselijke tussenkomst in het proces is; wat uit de printer komt is van de volledige lengte, zonder las- of spanwerk of iets dergelijks”, zei hij tijdens het gesprek.
Verder ingaand op het onderdeel uit één stuk dat ervoor zorgt dat Agnikul zich onderscheidt van de concurrentie, zei Ravichandran dat de kern van de motor, namelijk “waar de brandstof naar binnen gaat en de uitlaat naar buiten gaat en alles daartussenin, en de ontsteker”, 3D is. afgedrukt in één frame als één stuk hardware. De motor wordt vervolgens aangesloten op sanitaire voorzieningen, zoals brandstofleidingen, druk- en temperatuursensoren en kleppen.
Hoewel Agnikul beweert dat zijn 3D-geprinte motor een wereldprimeur is, hebben bedrijven als Relativity Space en Rocket Lab al veel eerder 3D-printen voor hun raketten toegepast. Ravichandran voerde echter aan dat niet al deze bedrijven 3D-printen volledig hebben benut.
“Ze bieden nog steeds niet wat mensen zouden moeten bieden, wat wij bieden, wat een uiterst flexibele en configureerbare manier is om de ruimte te bereiken”, beweerde hij. “Als je een voertuig van 1 ton of 1,5 ton hebt, zoals Relativity of een van deze andere bedrijven heeft, is het alsof je mensen dwingt om te rijden, ze het te laten begrijpen, wachten tot er mensen langskomen, en nogmaals, dezelfde reeks problemen zodat je niet wordt gedropt in de laatste kilometer.
Agnikul koos inconel als motorontwerpmateriaal. Het blijft sterk bij hoge temperaturen en kan 3D-geprint worden. Omdat de legering echter een extreem slechte warmtegeleider is, was de grootste uitdaging voor de startup het verwijderen van de warmte.
“De warmteafvoer omvatte vele iteraties van het ontwerp van het koelkanaal”, zegt Ravichandran.
Een andere uitdaging voor Agnikul was ervoor te zorgen dat het voertuig volledig veilig blijft terwijl het systeem mobiel is. De startup besloot geen gebruik te maken van vaste brandstofsystemen, die zeer explosief zijn, en bouwde het voertuig in plaats daarvan met een volledig vloeibaar aandrijfsysteem. Het gaf er ook de voorkeur aan om geen model te gebruiken dat zelfs maar een externe verbinding met explosief materiaal vereiste.
“Elk van de systemen die uitwerpen vereisen, zoals een scheiding van fasen van het substraat of scheiding in twee fasen enzovoort, dat zijn allemaal pneumatische systemen”, zei Ravichandran.
Agnikul ontwierp het voertuig om ‘zelfs op het laatste moment’ te worden aangepast, zei de medeoprichter en bood een oplossing op maat voor organisaties die specifieke kleine satellieten willen lanceren.
Agnikul, opgericht eind 2017, experimenteerde aanvankelijk met 3D-geprinte componenten, zoals de ontsteker, koelkanalen en brandstofinjectiepunten. Geleidelijk verlegde hij echter de grenzen en begon verschillende elementen te combineren om lassen en spannen te voorkomen – waarbij hij afstand nam van conventionele methoden.
“Er is geen kortere weg om zoiets als dit te ontwerpen. Je hoeft alleen maar het regime te doorlopen en het te blijven herhalen”, aldus Ravichandran.
Hij zei dat de startup minstens 70 tot 80 iteraties heeft ondergaan, vooral voor de brandstofinjectoren, en uiteindelijk een ‘injectieplaat’ heeft ontworpen, die ze allemaal in één component combineert. Op dezelfde manier heeft de startup minstens twintig iteraties van zijn koelkamers met verschillende geometrieën doorlopen.
De startup had ongeveer zes tot negen maanden nodig om zijn eerste set motoren helemaal opnieuw te bouwen, en heeft vervolgens bijna een jaar besteed om die motor daadwerkelijk te laten vliegen, aldus de directeur. Agnikul heeft eind vorig jaar $26,7 miljoen opgehaald om dit punt te bereiken.
Gepensioneerde wetenschappers van de Indian Space Research Organization en onderzoekers van IIT Madras helpen Agnikul bij het ontwikkelen van commerciële lanceervoertuigen. Ravichandran zei dat de startup al in gesprek is met meer dan 40 potentiële kopers, en dat met sommigen intentieverklaringen zijn ondertekend. De orbitale lancering van Agniban zou echter minstens zes maanden duren.
De Indiase ruimtevaartsector trekt al geruime tijd mondiale aandacht. Vorig jaar werd het Zuid-Aziatische land de eerste die een ruimtevaartuig op de zuidpool van de maan landde en introduceerde het zijn eigen ruimtevaartbeleid om de particuliere participatie te stimuleren. Het land, waar ongeveer 190 startups op het gebied van de ruimtevaarttechnologie gevestigd zijn, heeft onlangs ook zijn beleid bijgewerkt om de beperkingen op buitenlandse directe investeringen in de ruimtevaartsector op te heffen. Nu bereiden Indiase ruimtevaartstartups het toneel om de ruimtevaartsector van het land naar een nieuw niveau te tillen door hun technologieën te demonstreren en ze klaar te maken om inkomsten te genereren van klanten over de hele wereld.