Under de senaste tjugo åren har en av de största utvecklingarna som ägt rum inom rymdutforskningen varit tillväxten av den kommersiella rymdindustrin (aka. NewSpace). Som ett resultat av växande efterfrågan och sjunkande kostnader kommer fler företag i förgrunden för att erbjuda lanseringstjänster som gör utrymmet mer tillgängligt och kostnadseffektivt.
Ett sådant företag är rymdleveransföretaget Aevum, en Alabama-baserad startup som specialiserar sig på Autonomous Launch Vehicles (AuLV). På dec. 3:e 2020 , Aevum presenterade sin prototypfordon, den RAVN-X . När det väl är i drift kommer detta autonoma suborbitala rymdplan att kunna skicka satelliter och andra små nyttolaster till Low Earth Orbit (LEO) på bara tre timmar.
Termen Aevum (derstammar från det latinska ordet för 'ålder') kommer från medeltidens skolastiska filosofi. I grund och botten hänvisar det till tillståndet av tillvaro som upplevs av vinklarna, mellan det timliga riket (där de dödliga bor) och evigheten (Gud i himlen). I flyg- och rymdsammanhang hänvisar det till LEO, regionen som ligger mellan jorden och yttre rymden.
Aveums Ravn-koncept använder sin satellituppskjutningsraket. Kredit: Aveum
RAVN-X är deras första autonoma leveranssystem, ett jetflygplan som mäter cirka två dussin meter långt (nära 80 fot) och lyfter från en vanlig landningsbana. Liksom andra luftuppskjutningskoncept skjuter RAVN-X upp satelliter med hjälp av en liten raket fäst vid flygkroppen och kan leverera nyttolaster mellan 100 och 500 kg (lbs) i massa (vilket gör den idealisk för uppskjutning av små satelliter).
Men viktigast av allt är att systemet är autonomt och kan skicka satelliter till LEO utan behov av en uppskjutningsramp och all dyra infrastruktur som följer med det. Historien om Aevum började 2005 när grundaren och VD:n Jay Skylus började titta på de logistiska barriärerna som hindrar kommunikationssatelliter från att distribueras.
Skylus var särskilt motiverad att ta itu med detta problem på grund av hur kommunikationen i Afghanistan alltid har varit ett problem. Med en bror som tjänstgör i USA:s väpnade styrkor var han bekymrad över hur kommunikationsproblem ofta leder till förlust av liv. Detta problem påverkar också avlägsna och/eller underutvecklade delar av världen där infrastrukturen för internet och telekommunikation helt enkelt inte existerar.
Med tiden var Skylus övertygad om att en demokratisering av tillgången till rymden kunde överbrygga den tekniska klyftan mellan den utvecklade och utvecklingsvärlden, tillåta tidigare ohörda röster att höras och rädda många liv i processen. 2016 grundade Skylus och hans kollegor Aevum, säkrade företagssponsring och slutförde sin första insamlingsrunda.
Under 2017 startade prototypprocessen för Ravn-konceptet och ledde till flera iterationer. Utveckling påbörjades också på all nödvändig programvara och komponenter. Hittills har företaget fått militära kontrakt värda 1 miljard dollar, men det långsiktiga målet är att underlätta fjärranalys, vetenskaplig forskning och kommunikation.
För deras första uppdrag, som är planerat till 2021, kommer företaget att utföra ett kontrakt på 4,6 miljoner dollar för US Space Force (USSF). Detta kommer att bestå av att RAVN-X lyfter från Cecil Spaceport i Jacksonville, Florida, och lanserar Agile Small Launch Operational Normalizer-45 (ASLON-45) – en liten satellit som är avsedd att förbättra hotvarningar i realtid för US Air Force (USAF) och USSF.
RAVN-X är nu ett av flera luftuppskjutna raketsystem som har dykt upp som svar på 'smallsat'-marknaden. Andra exempel inkluderar Virgin Orbits LauncherOne , en raket som sätts in från ett företagspassagerarjet. För sitt nästa flygtest kommer Virgin Orbit att lansera ett samåkningsuppdrag (ELaNa-20), där 14 CubeSats skulle distribueras som en del av NASA:s Pedagogisk lansering av nanosatelliter initiativ – för närvarande lanseringsdatum är TBD .
Och där finns det Northrop Grummans Pegasus-system , en raket som avfyras från ett Stargazer L-1011 passagerarfartyg och kan leverera nyttolaster på upp till 450 kg (1 000 lbs) till LEO. Detta system har varit i drift sedan 1990 och, liksom LauncherOne-systemet, förlitar sig på styrda fordon för att göra luftuppskjutningar. Detta innebär att Aevum för närvarande står ensamt, eftersom det är det enda systemet som är automatiserat.
Ett falltest av en LauncherOne i juli 2019. Kredit: Virgin Orbit
Men som senioranalytiker Phil Smith från Bryce Space and Technology (en analys- och ingenjörskonsultfirma) sa att RAVN-X fortfarande är en del av en alltmer fullsatt marknad – med över 100 små bärraketer under utveckling. 'Det finns en uppsjö av system där ute,' han sa . 'Det finns inte plats för mer än kanske tre till fem eller så.'
Som sådan kommer Aevum och dess RAVN-X att få sitt arbete slut för dem, och framgång kommer att bero på deras förmåga att minska kostnaderna genom att se till att deras drönare är återanvändbara. Medan raketförstärkarna är förbrukbara och bränns upp i atmosfären, designades RAVN-X-flygplanet med återanvändning i åtanke. Skylus har indikerat att målet för hans företag är att få ner kostnaderna till några tusen dollar per kilo.
Detta är jämförbart med vad SpaceX har uppnått med Falcon 9 raket, som kan skjuta upp nyttolaster till LEO för cirka 2 720 USD per kg (med ny booster) eller 2 200 USD (med en återanvänd booster). Under tiden har Falcon Heavy kan skicka nyttolaster till LEO för $1 410, förutsatt att alla tre boosters hämtas och återanvänds. RAVN-X möjliggör också en större grad av uppskjutningsflexibilitet och mer exakt kontroll över banor.
Företag gillar Raketlab kan ge dessa fördelar med hjälp av deras Elektronraketer , men till en kostnad av 20 000 USD per kg. Som tur är har företaget utvecklat en återhämtningsprocessen i luften för att hämta sina förbrukade förstastegsboosters och återanvända dem. Sammanfattningsvis säkerställer tillväxten av den lilla satellitmarknaden och spridningen av kostnadseffektiva uppskjutningstjänster att LEO kommer att bli en mycket lukrativ (och trång) plats under de kommande åren!
Se till att kolla in den här videon av RAVN-X:s avslöjande, med tillstånd av Aevum:
Vidare läsning: Sciencemag