PROtotype, następca Pandy3, to konstrukcja zaprojektowana z myślą o udziale w zawodach Spaceport America Cup 2019 w Nowym Meksyku. Jest to czwarta i jednocześnie największa hybrydowa rakieta stworzona przez AGH Space Systems. Doświadczenia zdobyte podczas budowy Pandy3 umożliwiły udoskonalenie istniejących rozwiązań oraz wprowadzenie nowych, innowacyjnych technologii, które zwiększyły niezawodność konstrukcji.
Głównym zadaniem konstrukcji był lot na wysokość 10000 stóp (ok. 3 km), bezpieczne wyniesienie i ochrona 4-kilogramowego ładunku oraz lądowanie za pomocą dwustopniowego systemu odzysku. Zadaniem pokładowych systemów elektronicznych była obsługa wszystkich funkcjonalności rakiety. Począwszy od sterowania silnikiem, systemu zdalnego tankowania, wyzwalania spadochronów do transmisji lokalizacji rakiety do stacji naziemnej. Ponadto ich zadaniem było również zbieranie danych z lotu za pomocą żyroskopu, barometru i akcelerometru.
Długość rakiety 4,85 m
Średnica rakiety 16 cm
Masa rakiety 33,6 kg
Masa materiału pędnego 13,4 kg
Masa startowa rakiety 47 kg
Ilość stopni 1
Typ napędu hybrydowy
Paliwo poliamid
Utleniacz podtlenek azotu
Ciąg 3000 N
Impuls całkowity 18 000 Ns
Max. przyspieszenie 6,1 G
Max. prędkość 335 m/s
Przewidywane apogeum 6,3 km
Rakieta PROtotype została zaprojektowana z myślą o rozwoju wszystkich podsystemów w przeciwieństwie do Pandy3. Najistotniejszą zmianą było zastosowanie nowego układu napędowego. Silnik, zasilany ciekłym podtlenkiem azotu oraz poliamidem, generuje ciąg na poziomie 3000 N, co umożliwiło zwiększenie rozmiarów rakiety i jej podzespołów. Dodatkowo, w celu podniesienia bezpieczeństwa, opracowano system zdalnego tankowania butli oraz innowacyjną metodę inicjalizacji zapłonu silnika.
Struktura rakiety została wykonana z laminatów z włókna szklanego i kevlaru, w celu zminimalizowania masy rakiety, a jednoczesnym zachowaniu jej wysokiej wytrzymałości konstrukcji. Częścią należącą do struktury rakiety jest również zbiornik wysokociśnieniowy, w którym znajduje się utleniacz. Aluminiowa butla o wytrzymałości ponad 120bar, jest w stanie pomieścić ponad 12kg podtlenku azotu.
System odzysku opiera się na zastosowaniu dwóch spadochronów. Pierwszy otwiera się w apogeum, redukując prędkość opadania rakiety do 26 m/s, natomiast drugi zostaje uwolniony na wysokości 500 m, spowalniając opadanie do około 9 m/s. Separacja głowicy odbywa się za pomocą systemu pirotechnicznego, sterowanego przez elektronikę pokładową, która analizując dane, precyzyjnie określa położenie rakiety.
W ramach eksperymentu na pokładzie rakiety został umieszczony ładunek badawczy. Sprawdzano wytrzymałość oraz poziom stresu pszczół miodnych (Apis mellifera) podczas lotu rakietą. Owady były narażone na przeciążenia sięgające 7G, intensywne drgania oraz wysokie temperatury. Eksperyment miał na celu ocenę wpływu tych czynników na zdolność królowej do późniejszego rozmnażania się.
Dokładne przygotowanie konstrukcji w połączeniu z wieloma testami wszystkich podsystemów pozwoliły na stworzenie jednej z najbardziej zaawansowanych konstrukcji w naszej sekcji. Ponadto wielokrotnie testowany układ napędu umożliwiał osiągnięcie wyznaczonego pułapu, a systemy elektroniczne pozwalały na odczyt maksymalnej ilości informacji o rakiecie z poziomu stacji naziemnej. Staranność konstrukcji została doceniona przez sędziów Spaceport America Cup 2019, którzy przyznali jej nagrodę specjalną Technical Excellence Award. Aby ją zdobyć PROtype udało się pokonać ponad 130 zespołów z całego świata.
Po uzyskaniu zgody od sędziów rozpoczęła się właściwa misja rakiety. Niestety, w trakcie przygotowań do startu doszło do nieprzewidzianego uszkodzenia konstrukcji, co znacząco ograniczyło wysokość lotu i uniemożliwiło wykorzystanie systemu odzysku w pełni. Lot trwał zbyt krótko, aby rozłożył się główny spadochron dlatego otworzył się jedynie mniejszy. Jednak mimo to, bardzo dobrze zadziałały elektronika oraz system zapłonu, co zostało odnotowane przez oceniających.
Ostatecznie PROtotype zajęła wysokie 2 miejsce na Spaceport America Cup 2019 w kategorii lotu na pułap 10000 stóp.
Lider: Agata Zwolak
Sekcja napędu hybrydowego: Bartosz Wyciszkiewicz, Agata Zwolak, Michał Pyza, Wojciech Kłos
Sekcja mechaniki i systemu odzysku: Michał Pyza, Piotr Roszkowski, Marek Hyży, Paweł Lysy, Monika Jagielska, Artur Biernat, Dagmara Stasiowska
Sekcja elektroniki: Tomasz Tatara, Maciej Wyżliński, Mateusz Rajzer, Piotr Sławęcki, Bartosz Zieliński, Andrzej Laczewski
Sekcja stacji naziemnej: Piotr Szmigielski, Jakub Turaj, Weronika Gołota, Paweł Lysy
Sekcja logistyki i marketingu: Paweł Graczak, Joanna Dubielewska