Il decollo del razzo Electron è avvenuto sabato 5 novembre 2022 alle 6:27 locali (le 17:27 UTC di venerdì 4 novembre) dalla rampa LC-1B di Mahia, in Nuova Zelanda. La società di servizi di lancio, con sede in California, aveva fatto il suo primo tentativo di recupero e riutilizzo del primo stadio durante la sua 26esima missione, denominata "There And Back Again". In quella missione, venne effettuata con successo la cattura a mezz'aria tramite elicottero, sebbene caratteristiche di carico impreviste avessero richiesto il rilascio dello stadio ed un successivo recupero dall'oceano.
In "Catch Me If You Can", non è stata raggiunta alcuna cattura a mezz'aria a causa di un'interruzione della telemetria durante il rientro del primo stadio. La missione "Catch Me If You Can" ha utilizzato il veicolo di lancio di Rocket Lab: l'Electron a due stadi e parzialmente riutilizzabile. Con 31 voli totali dal suo debutto nel 2017 e un tasso di successo del 90%, il razzo Electron è un esempio di spicco nel mercato del lancio di piccoli satelliti. La missione è stata lanciata dal Pad B (LC-1B) presso il Launch Complex 1 di Rocket Lab, situato nella penisola di Māhia in Nuova Zelanda. Con il Pad A a breve distanza dal Pad B, lo spazioporto privato può supportare campagne di missioni simultanee dallo stesso sito, aumentando così la cadenza di lancio dell'azienda.
"Catch Me If You Can" segna il nono lancio del 2022 per Rocket Lab e la seconda missione orientata alla riutilizzabilità del primo stadio, la prima è la già menzionata missione "There and Back Again" che venne lanciata il 2 maggio. Il recupero del primo stadio del razzo Electron era un obiettivo secondario per la missione di sabato, dato che l'obiettivo principale era quello di inviare in orbita con successo un unico satellite di ricerca scientifica per la Svezia.
Il satellite Mesospheric Airglow/Aerosol Tomography and Spectroscopy (MATS) è stato sviluppato dal fornitore di sistemi spaziali OHB Svezia per l'Agenzia Spaziale Nazionale Svedese (SNSA). Il veicolo spaziale dovrebbe studiare lo strato superiore dell'atmosfera terrestre e le sue interazioni con i modelli del vento e del meteo da un'orbita solare sincrona SSO) di 585 km di quota. Il satellite ha una massa di lancio di circa 50 chilogrammi e presenta due strumenti scientifici: un imager dell'orizzonte e un imager del nadir progettati per visualizzare l'atmosfera terrestre in vari intervalli di lunghezza d'onda. Inizialmente il carico utile di MATS doveva volare su un veicolo di lancio russo prima di essere riassegnato all'Electron di Rocket Lab.
Nella foto il satellite MATS mentre viene preparato per l'accoppiamento con lo stadio superiore Curie. Credito: Rocket Lab.
Nel 2019, Rocket Lab divulgò i propri piani di recupero e riutilizzo per Electron, che inizialmente non era stato progettato pensando a tali capacità. Tuttavia, grazie a una maggiore comprensione delle prestazioni del veicolo e alla necessità di soddisfare le richieste di lancio, l'azienda scelse di perseguire il riutilizzo per il prossimo futuro. A differenza dei razzi Falcon 9 e Falcon Heavy di SpaceX, che utilizzano la retro-propulsione per atterrare da soli (in mare su una qualsiasi delle tre navi drone della compagnia o di nuovo a terra in zone di atterraggio designate, se i requisiti delle prestazioni della missione lo consentono), il booster Electron di Rocket Lab, pesante a vuoto appena 1.000 kg, può essere catturato a mezz'aria usando un elicottero durante la discesa con il paracadute.
Il lavoro sull'implementazione del riutilizzo è iniziato seriamente nella primavera del 2019 con i voli Electron sei e sette ("That's a Funny Looking Cactus" e "Make It Rain"), in cui entrambi i razzi Electron presentavano nuovi strumenti sul primo stadio per aiutare a raccogliere dati per futuri tentativi di recupero. Il volo otto ("Look Ma, No Hands") venne costruito su questo con Brutus, uno strumento progettato per sopravvivere al rientro ed essere recuperato dopo l'atterraggio.
Successivamente, Rocket Lab introdusse un aggiornamento a blocchi per il primo stadio di Electron come parte dei voli 10 e 11 ("Running Out Of Fingers" e "Birds Of A Feather") per consentire tentativi di rientro guidato. Gli aggiornamenti includevano hardware aggiuntivo per la guida e la navigazione, computer di bordo, un sistema di controllo della reazione (RCS) e un nuovo scudo termico alla base del veicolo. Questi nuovi aggiornamenti hanno funzionato come previsto, aiutando il booster a sopravvivere al rientro nonostante l'assenza di hardware di decelerazione.
Dopo il volo 11, nel febbraio 2020, Rocket Lab ha iniziato a condurre test con paracadute a bassa quota utilizzando un modello di Electron di prova. Il recupero a mezz'aria è stato dimostrato con successo con uno di questi test a marzo, in cui l'articolo di prova è stato lasciato cadere e successivamente impigliato da un elicottero dotato di un lungo cavo. Dopo il tentativo di cattura, il modello di test venne riportato a terra. Nel novembre 2020, durante il volo Electron 16 ("Return To Sender"), Rocket Lab ha recuperato con successo per la prima volta un primo stadio tramite un atterraggio controllato in mare nell'Oceano Pacifico, utilizzando una serie di paracadute per decelerare fino a una velocità sicura. Questo metodo di recupero dell'oceano sarebbe stato utilizzato in due missioni successive (rispettivamente il volo 20 "Running Out Of Toes" e il volo 22 "Love At First Insight").
Questi sforzi alla fine sono culminati nel tentativo di recupero del booster a mezz'aria, brevemente riuscito, che ha avuto luogo durante la missione "There And Back Again" il 2 maggio 2022. Poco dopo la cattura, il pilota dell'elicottero di recupero notò caratteristiche di carico impreviste e rilasciò lo stadio per garantire la sicurezza dell'equipaggio di recupero.
Nella foto i nove motori Rutherford al decollo del razzo Electron di Rocket Lab per la missione Catch Me If You Can. Credito: Rocket Lab.
La missione "Catch Me If You Can" prevedeva un tentativo di recupero a mezz'aria, con l'aiuto di un elicottero bimotore Sikorsky S-92 personalizzato e di proprietà di Rocket Lab. Poco prima del decollo, l'imbarcazione e il suo equipaggio di tre persone (pilota, copilota e osservatore di razzi) si sono disposti nella zona di cattura, situata a circa 296 km al largo della costa della Nuova Zelanda.
L'Electron, alto 18 metri e dal diametro di 1,2 metri, utilizza come propellenti il cherosene liquido (RP-1) e ossigeno liquido (LOX) per i suoi nove motori Rutherford del primo stadio e un unico motore Rutherford ottimizzato per il vuoto sul secondo stadio. Il caricamento del propellente è iniziato diverse ore prima del lancio. Dopo il completamento del caricamento del propellente, è stato condotto un sondaggio "go/no-go" pre-lancio a T-18 minuti. I team di Electron ed il controllo della missione sono entrati nella fase finale del conteggio a T-10 minuti, con la sequenza automatica di lancio iniziata a T-2 minuti.
Al T0, Electron ha acceso i nove motori Rutherford del primo stadio nella parte inferiore del razzo e si è sollevato dall'LC-1B. Electron ha raggiunto la massima pressione aerodinamica (Max Q) a circa T+1:20 e il primo e il secondo stadio di Electron si sono separati a circa T+2:32 minuti in volo al completamento della combustione del primo stadio. Electron ha quindi acceso il singolo motore Rutherford, ottimizzato per il vuoto, sul secondo stadio e è iniziata la parte del profilo di salita del secondo stadio. Il carico utile MATS ha continuato a volare verso l'orbita assieme al secondo stadio mentre il primo stadio ha iniziato la sua discesa.
Dopo essere rientrato nell'atmosfera, a circa T+7:20 minuti dopo il decollo, il booster Electron ha dispiegato un paracadute di frenata per stabilizzare e rallentare parzialmente il veicolo. Il paracadute principale si è quindi dispiegato circa 50 secondi dopo per ridurre ulteriormente la sua velocità a circa 10 metri al secondo.
Nell'immagine, tratta dal presskit della missione, l'elicottero Sikorsky S-92 di Rocket Lab utilizzato per la cattura aerea del primo stadio di Electron. Credito: Rocket Lab.
Quando Electron entra nella zona di cattura, l'equipaggio dell'elicottero si trova al di sopra del booster, adattandone la velocità e la discesa prima di avvicinarsi per catturare la linea di aggancio del paracadute tramite un gancio su un boma. Il tentativo di cattura doveva avvenire a circa T+18 minuti dall'inizio del volo. Una volta catturato e messo in sicurezza, Electron può essere riportato in volo all'impianto di produzione di Rocket Lab ad Auckland, dove i tecnici eseguirebbero le ispezioni e ne valuterebbero l'idoneità al riutilizzo.
Lo spegnimento del motore del secondo stadio si è verificato a T+9:11, con la separazione del motore dello stadio di spinta Curie che si è verificato otto secondi dopo. A T+51:32, il motore Curie si è acceso per un minuto e mezzo prima della separazione del carico utile. MATS è stato rilasciato dal lo stadio superiore Curie a T+1 ora.
I motori Rutherford sul primo stadio di Electron si sono finora dimostrati all'altezza del compito, poiché Rocket Lab ha attivato con successo un motore riutilizzato dalla missione "There And Back Again". Secondo Rocket Lab, il motore ha prodotto la piena spinta ed eseguito più riavvii, superando gli stessi test di accettazione condotti su ciascun motore prima del lancio. Con il metodo di recupero a mezz'aria, Rocket Lab spera di ridurre la quantità di lavoro richiesta per il turnaround del booster, portando così a una cadenza più rapida per i voli di ritorno.
Il successo del lancio della missione di sabato rafforza una campagna di lancio stellare del 2022 per Rocket Lab, dopo aver raggiunto un tasso di successo del 100% sull'anno finora su otto voli, incluso il lancio di della missione lunare CAPSTONE per la NASA, eseguita il 28 giugno. SI è trattato infine del 152esimo lancio orbitale globale del 2022, il 147esimo a concludersi con successo e del 74esimo degli Stati Uniti.
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