Lansarea Zhuque-2 Y-3: China revoluționează racheta

Compania privată chineză LandSpace și-a lansat a treia rachetă, Zhuque-2 Y-3, sâmbătă, la ora locală 7:39 a.m., de la rampa de lansare nr. 96 a Centrului de lansare a satelitului Jiuquan din deșertul Gobi (Mongolia Interioară). Acesta este primul proiect de metan din istoria astronauticii, în care vehiculul de lansare a reușit cu succes să lanseze sateliți pe orbită.

Chinezii fac o descoperire în domeniul sateliților comerciali

Acest eveniment este o adevărată revoluție în știința rachetelor, deoarece metanul (deși este un gaz cu efect de seră) este Rentabilă (50-90% mai ieftin decât cele utilizate în prezent), combustibil mai sigur și mai ecologic pentru rachete reutilizabile. De exemplu, heptil, care este încă folosit într-un amestec cu tetroxid de azot, este o substanță extrem de toxică. Kerosenul ars cu oxigen lichid este mult mai puțin toxic. Și totuși, în comparație cu acestea, evacuarea metanului uzat conține un minim de substanțe nocive.



La sfârșitul experimentului în trei etape, conducerea companiei a anunțat că cele trei rachete pe care le-a lansat au atins o orbită sincronă la 460 km (285 mile) de Pământ. Mai mult, ultimele două lansări s-au dovedit a fi eficiente.

Zhuque-2 Y-3 a livrat o pereche de sateliți de testare de la startup-ul chinez Spacety, cântărind 50 kg fiecare, precum și un satelit de la Hongqing. Să vă reamintim: în China, afacerile private investesc în activități spațiale din 2014, când guvernul țării a dat permisiunea corespunzătoare.

Primul zbor

Pe 14 decembrie 2022, LandSpace a efectuat zborul de debut al Zhuque-2 Y-1, care nu a reușit să intre pe orbita prevăzută din cauza opririi timpurii a patru motoare vernier (de manevră) din etapa II, după ce motoarele principale au funcționat normal. Aceasta a fost prima încercare din lume de a lansa pe orbită un vehicul de lansare alimentat cu metan, care s-a încheiat cu eșec.

Vehiculul de lansare a funcționat defectuos în ultimele minute de introducere pe orbită. Raportul final a precizat că problema era carcasa exterioară a pompei de oxigen lichid de joasă presiune, care nu a reușit să oprească motorul principal în timpul operațiunii, deoarece a fost supusă unui impact dinamic puternic.

Rezultatul a fost o conexiune ruptă pe conducta de admisie a oxigenului lichid, care nu fusese asigurată corespunzător în caz de urgență. Ca parte a eforturilor de corectare a deficiențelor de proiectare, personalul LandSpace a efectuat o serie de teste la sol înainte de cel de-al doilea zbor pentru a verifica eficacitatea lucrărilor efectuate.

Nava spațială era echipată cu o sarcină utilă mică, care s-a pierdut din cauza neatingerii vitezei orbitale. Racheta a accelerat la doar 5 km/s, în timp ce o orbită stabilă necesită aproximativ 7 km/s.

Zboruri ulterioare

Pe 12 iulie a acestui an, LandSpace a devenit singura organizație până în prezent care a pregătit un zbor de succes al rachetei Y-2, care operează pe metan și oxigen lichid. Oamenii de știință din China sunt înaintea concurenților americani, printre care SpaceX de la Elon Musk și Blue Origin a lui Jeff Bezos. Al doilea zbor nu a inclus nicio sarcină utilă și a fost doar un zbor demonstrativ. În cele din urmă, pe 9 decembrie, Zhuque-2 Y-3 a urcat în spațiu pentru a treia oară, iar racheta a ajuns din nou pe orbita normal.

Administrația LandSpace a promis clienților cel puțin trei până la patru lansări anul viitor și cel puțin șase în 2025. CEO-ul LandSpace, Zhang Changwu, a anunțat oficial că modelul intră acum în producție de serie și, în viitorul apropiat, cu evoluții favorabile, numărul de zboruri anuale poate fi crescut la 15.

Metoda non-standard

Dezvoltarea motorului a decurs relativ rapid. O lansare de testare completă a fost efectuată în mai 2019 la locul de testare a motoarelor LandSpace din Huzhou, provincia Zhejiang. Inițial, motorul a fost destinat să fie simplificat și asamblat rapid, deoarece LandSpace intenționează să producă până la o duzină și jumătate de produse pe an.

Vorbim despre un vehicul de lansare de dimensiuni medii, cu o înălțime de 49,5 m, un diametru de 3,35 m și o masă de lansare (excluzând sarcina utilă) de 216 tone. În acest moment, racheta este capabilă să lanseze până la 1,5 tone de sarcină utilă. pe o orbită de 500 de kilometri, iar modificările ulterioare vor crește capacitatea de încărcare utilă la 4 tone. Va fi capabil să lanseze 200 tone pe o orbită terestră joasă de 6 km. Compoziția materialului de fabricație nu este făcută publicitară. Se știe doar că corpul include numărul maxim posibil de piese finite, în principal dintr-o varietate de compozite, ceramică și aliaje metalice ușoare și durabile.

Prima etapă a rachetei este alimentată de patru motoare cu metan lichid TQ-12, formând o singură unitate. Ele funcționează pe principiul unui ciclu generator de gaz. La pornire, motoarele dezvoltă o tracțiune de 2680 kN. Fiecare dintre ele are un diametru al duzei de ieșire de 1,5 m și funcționează cu un amestec de oxigen și metan într-un raport de 3,5: 1.

Trucul modelului este că a doua etapă este echipată și cu un motor TQ-12, întărit de patru motoare vernier TQ-11. Înainte de finalizarea celei de-a doua etape, se pornește TQ-11, care joacă rolul unei etape de accelerare după oprirea motorului principal. Ei efectuează o lansare lină pe orbită.

Planuri de viitor pentru LandSpace

Inițial era de așteptat ca a treia lansare să fie marcată de apariția modulului de putere TQ-15A, unde motoarele vernier sunt absente; cu toate acestea, ceva aparent a mers prost cu designerii, iar implementarea know-how-ului a trebuit să fie amânată.

În general, compania urmează să finalizeze Zhuque-2. Conceptul unei versiuni extinse cu motoare îmbunătățite, rezervoare și un caren lărgit al compartimentului de marfă, numit ZQ-2A, este gata. De asemenea, această rachetă este planificată să aibă tipuri cu 3 și 5 nuclee, respectiv etichetate ZQ-2B și ZQ-2C. Pe baza creșterii cu 12% a forței TQ-9A (la 2921,2 kN) per miez, tipul cu 3 miezuri ar avea o tracțiune de 8,7 mN, iar tipul cu 5 miezuri ar avea 14,6 mN de tracțiune.

După finalizarea acestui proiect, LandSpace intenționează să treacă la crearea și implementarea unei rachete reutilizabile din oțel inoxidabil, Zhuque-3. Va fi capabil să transporte 11-20 de tone de masă utilă, în funcție de configurație și scop. Cu toate acestea, nu se știe încă când LandSpace va trece la o versiune reutilizabilă.