Virgin Orbit heeft donderdag zeven kleine CubeSats voor NASA, het Amerikaanse leger, Spire en het Poolse bedrijf SatRevolution in een baan om de aarde gebracht met zijn in de lucht gelanceerde raket na vrijlating uit een jumbojet voor de kust van Californië.
De lancering was de derde succesvolle vlucht op rij voor de LauncherOne-raket van Virgin Orbit, een tweetraps raket op vloeibare brandstof die zo groot is dat hij ladingen tot 1,100 kilo kan vervoeren in een baan op lage hoogte.
Het grondteam van Virgin Orbit vulde donderdag de raket, gemonteerd op een pyloon onder de linkervleugel van zijn Boeing 747-draagvliegtuig, met kerosine en vloeibare zuurstof-stuwstoffen in Mojave Air en Space Port voordat het vliegtuig werd vrijgegeven voor vertrek.
De jumbojet vertrok om 1 uur PST (39 uur EST; 4 GMT) uit Mojave met een bemanning van vier aan boord, ging vervolgens naar het westen voordat hij naar het zuiden draaide om over de Stille Oceaan te vliegen.
Piloten Eric Bippert en Mathew 'Stanny' Stannard leidden de 747, genaamd 'Cosmic Girl', op een zuidoostelijke koers ten zuidwesten van de Kanaaleilanden om in lijn te komen met de beoogde vliegroute van de raket.
Twee lanceeringenieurs van Virgin Orbit - Sarah Barnes en Bryce Schaefer - waren ook aan boord van het Cosmic Girl-draagvliegtuig om te verifiëren dat de LauncherOne-raket klaar was voor lancering ongeveer 210 kilometer ten westen van San Diego.
Na de laatste controles vóór de lancering stuurde Stannard het commando naar de cockpit om het lanceervoertuig van 57,000 pond (26 ton) om ongeveer 2:53 uur PST (5:53 uur EST; 2253 GMT) vrij te geven. Stannard is toegewezen aan Virgin Orbit om te trainen voor toekomstige lanceringen vanuit het Verenigd Koninkrijk.
Vijf seconden nadat hij van de linkervleugel van de 747 was gevallen, ontstak de raket zijn NewtonThree-motor van de eerste trap en begon hij op te werpen om de ruimte in te klimmen.
De kerosine-gevoede NewtonThree-motor gaf gas om gedurende drie minuten meer dan 73,000 pond stuwkracht te produceren, voordat hij afsloeg en uit elkaar ging, waardoor de NewtonFour-motor van de tweede trap het overnam.
De raket wierp vervolgens zijn lading stroomlijnkap af nadat hij boven de waarneembare atmosfeer was gestegen, en de tweede trap werd bijna negen minuten na de vlucht afgesloten toen hij een voorlopige elliptische parkeerbaan bereikte.
De tweede trap ontbrandde later ongeveer vier seconden en plaatste de raket in een baan van 310 mijl met een hoek van 45 graden ten opzichte van de evenaar. De zeven CubeSats aan boord van de raket werden ongeveer 55 minuten na de lancering ingezet.
De satellieten omvatten vier nano-ruimtevaartuigen die werden gevlogen onder een contract met het Space Test Program van het Amerikaanse leger, dat de missie STP-27VPB aanduidde.
Die payloads waren Globalstar Experiment And Risk Reduction Satellite 3, of GEARRS 3, ontworpen om de connectiviteit te testen tussen een CubeSat en het commerciële communicatienetwerk van Globalstar. Die missie wordt geleid door het Air Force Research Laboratory.
Twee kleine satellieten die door NASA werden gefinancierd, behoorden ook tot het payload-pakket dat was geboekt door het ruimtetestprogramma van het leger. Ze omvatten TechEdSat 13, een CubeSat met drie eenheden ter grootte van een schoenendoos, van het Ames Research Center van NASA.
TechEdSat 13 herbergt verschillende experimenten, waaronder een kunstmatige intelligentie- en machine learning-module met een neuromorfe processor die is ontworpen om algoritmen uit te voeren op een manier die het menselijk brein nabootst. Het ruimtevaartuig heeft ook een "exo-rem" -apparaat dat zal worden ingezet om de satelliet te helpen atmosferische weerstand te genereren, waardoor TechEdSat 13 sneller uit zijn baan kan vallen.
De atmosferische remtechnologie zou in toekomstige kleine satellieten kunnen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat ze na het voltooien van hun missies uit hun baan kunnen komen, waardoor onnodige ruimteafval wordt voorkomen.
De Pathfinder for Autonomous Navigation, of PAN, missie bestaat uit twee CubeSats, elk zo groot als een brood, die zullen proberen samen in een baan om de aarde te dokken. Het is de eerste CubeSat-missie die een autonoom rendez-vous en docking probeert.
Het project is een samenwerking tussen NASA en Cornell University. NASA zei in een verklaring op haar website dat de PAN-missie "een van de meest geavanceerde autonome CubeSat-systemen is die tot nu toe is gevlogen".
De PAN CubeSats hebben volgens de NASA een voortstuwingssysteem met koud gas en apparaten voor het regelen van de houding van het reactiewiel. Het docking-experiment zal naar verwachting een paar maanden na de lancering plaatsvinden, waarbij de CubeSats GPS-navigatie gebruiken om zichzelf te positioneren met een nauwkeurigheid van enkele centimeters.
Donderdag waren er ook drie commerciële satellieten op de raket van Virgin Orbit.
Een daarvan, ADLER 1 genaamd, is een CubeSat die is ontworpen om de omgeving van ruimtepuin in een lage baan om de aarde te meten. Het ruimtevaartuig herbergt een korteafstandsradar en een inzetbare piëzo-elektrische array om ruimtepuinfragmenten te detecteren en te registreren, waardoor wetenschappers modellen van de verspreiding van ruimteafval in een baan om de aarde kunnen verifiëren.
De ADLER 1-missie is een samenwerking tussen Spire, een commercieel satellietbedrijf, Findus Venture, en het Oostenrijkse Space Forum.
Het Poolse bedrijf SatRevolution had twee satellieten op de missie. One, genaamd STORK 3, zal zich aansluiten bij SatRevolution's constellatie van aardbeeldvormende nanosatellieten.
De andere heet SteamSat 2 en is een samenwerking tussen SatRevolution, het Britse ruimtevaartbedrijf SteamJet. SteamSat 2 zal een op water gebaseerde boegschroef testen die is ontworpen om de hoogte of helling van kleine satellieten te veranderen.
Virgin Orbit, opgericht door miljardair Richard Branson, is een van de vele bedrijven die concurreren op de krappe markt voor het lanceren van kleine satellieten. Andere nieuwkomers in de lanceringsindustrie die raketten van vergelijkbare grootte hebben gevlogen, zijn Rocket Lab, Firefly Aerospace en Astra. Bedrijven zoals Relativity en ABL Space Systems zeggen dat ze verwachten hun kleine tot middelgrote draagraketten dit jaar voor het eerst te lanceren.
De eerste LauncherOne-missie in 2020 mislukte tijdens de eerste brandtrap van de raket. Sindsdien heeft Virgin Orbit drie opeenvolgende successen aan elkaar geregen.
De missie van donderdag was de eerste van maximaal zes LauncherOne-satellietgevechten die dit jaar gepland waren. Vier van de missies zullen worden uitgevoerd vanuit Mojave, Californië, en twee zullen deze zomer opstijgen vanaf een Newquay Airport in Cornwall, Engeland.
Ambtenaren van Virgin Orbit hebben de mobiliteit van het luchtlanceringssysteem van het bedrijf al lang geprezen, waardoor managers flexibiliteit krijgen bij het baseren van missies.
Die flexibiliteit werd gedemonstreerd bij de lancering van donderdag, die in een baan van 45 graden vloog. De orbitale parameters vereisten dat Virgin Orbit de locatie van zijn raketlanceringspunt verder uit de kust van Zuid-Californië moest verplaatsen, vergeleken met de locatie die werd gebruikt tijdens de eerste drie LauncherOne-missies.
Door de aanpassing kon de raket op een meer oostelijke koers vliegen dan de vorige LauncherOne-vluchten, terwijl hij nog steeds boven de oceaan bleef en niet boven land vloog. De meer oostelijke component van de richting van de raket was nodig om de door de klanten van Virgin Orbit voorgeschreven baan van 45 graden te bereiken.
Lanceringen vanaf de westkust, zoals missies vanuit de Vandenberg Space Force Base ten noordwesten van Los Angeles, zijn meestal gericht op polaire banen met een hoge hellingshoek. Dan Hart, CEO van Virgin Orbit, zei dat functionarissen oorspronkelijk overwogen om deze missie te organiseren vanuit Guam, dat wordt omgeven door open oceaan, zodat de raket de doelbaan van de lading kan bereiken.
Maar ingenieurs verplaatsten het afgiftepunt en profiteerden van de extra prestaties die Virgin Orbit ontdekte in eerdere vluchten van de LauncherOne-raket. Dankzij de prestatiereserve kon de raket een deel van zijn extra voortstuwingsvermogen gebruiken om een bocht of 'dog-leg'-manoeuvre uit te voeren om tijdens de missie van donderdag boven zee te blijven.
E-mail de auteur.
Volg Stephen Clark op Twitter: @ StephenClark1.
