7 martie lung

Modelul LM-7

Langer Marsch 7 , LM-7 pentru scurt ( Chineză 長征七號 / 长征七号, Pinyin Changzheng qīhào , Changzheng-7, CZ-7 pentru scurt ) este o familie de mediu-greutate vehicule de lansare fabricate de China Aerospace Știință și Technology Corporation în cele Republica Populară Chineză . Primul CZ-7 a decolat de pe Cosmodromul Wenchang pe 25 iunie 2016 . În versiunea de bază, poate transporta până la 14 tone pe orbita pământului. Sarcina ei principală este inițial lansarea navei spațiale Tianzhou pentru stația spațială chineză , varianta în trei etape CZ-7A, care a fost lansată cu succes pe 11 martie 2021, pentru transportul sateliților cu greutatea de până la 7 t în orbite geosincrone înclinate spre ecuator .

istorie

Istoria rachetei datează din 2006, când Wang Yongzhi , directorul tehnic al programului spațial echipat din Republica Populară Chineză , a subliniat că era necesară o navă spațială de aprovizionare cu cea mai mare capacitate de încărcare posibilă pentru a furniza stația spațială modulară planificată . Cel mai mare lansator din China la acea vreme, Changzheng 2F , putea transporta doar 8,1 t pe orbita pământului (LEO), unde urma să fie amplasată stația spațială. Acest lucru a fost considerat prea mic pentru a putea furniza stația într-un mod rezonabil din punct de vedere al costurilor.

La început s-a gândit să dezvolte o versiune îmbunătățită a Changzheng 2F, așa-numita „Changzheng 2F / H”, unde „H” înseamnă huàn (换) sau „schimbat”. La 21 noiembrie 2008, primul grup de lucru însărcinat cu planificarea preliminară a fost înființat la Academia pentru tehnologia de lansare a vehiculelor, iar în ianuarie 2009 compania și-a înființat propriul birou, care de acum înainte a fost responsabil pentru dezvoltarea rachetei . Deoarece aproape totul a fost schimbat pentru noul vehicul de lansare, de la combustibil la motoare la conceptul de scenă, compania a decis în iunie 2010 să îi dea un nume complet nou: „Changzheng 7”. La 25 septembrie 2010, Biroul Politic al PCC a aprobat oficial construirea stației spațiale modulare, iar în ianuarie 2011, Changzheng 7 a fost aprobat oficial și au fost eliberate fonduri.

Similar cu Changzheng 5 din 2006 , existau inițial cinci variante ale rachetei, numerotate de la A la E, toate fiind echipate cu două module de bază cu un diametru de 3,35 m. Această rachetă nucleară în două etape ar putea fi opțional extinsă cu două sau patru amplificatoare și parțial cu un al treilea stadiu superior alimentat cu hidrogen. Inițial, însă, accentul a fost pus pe dezvoltarea unei rachete în două etape cu patru boostere, care a fost inițial cunoscută sub numele de „CZ-7C” sau „CZ 340”, adică „3,35 m în diametru cu 4 boostere mici”. Mai târziu, termenul argoul "Changzheng 7" a devenit stabilit pentru această rachetă.

În iulie 2011, a început dezvoltarea primului prototip al modelului Changzheng 7. Datorită diametrului său relativ mic, racheta, spre deosebire de Changzheng 5 , poate fi încă transportată pe calea ferată; este proiectată atât pentru cosmodromul Xichang din Sichuan, cât și pentru Cosmodromul Xichang va începe de la Wenchang pe insula Hainan, chiar în sudul Chinei. Provocările tehnice din Wenchang sunt semnificativ mai mari decât în ​​Sichuan: temperatură ridicată, umiditate ridicată, conținut ridicat de sare în aer și apariții frecvente de zile ploioase cu 5-15 mm precipitații în decurs de 12 ore. La sfârșitul anului 2014, prototipul rachetei, dezasamblat în componentele sale, a fost adus în Hainan, apoi asamblarea și realimentarea au fost probate timp de aproape trei luni. S-a dovedit că, datorită temperaturii scăzute de -183 ° C a oxigenului lichid utilizat ca oxidant și a umidității ridicate pe pielea exterioară a rachetei, s-au format picături de îngheț și rouă , ceea ce a pus în pericol siguranța zborului. Problema ar putea fi rezolvată prin măsuri de izolare suplimentare și s-a stabilit apoi un nou record pentru timpul în care racheta ar putea rămâne pe platforma de lansare după realimentare la 24 de ore. Acest lucru face posibilă găsirea unui timp de pornire sigur într-o anumită măsură în vremea tropicală schimbătoare din Hainan.

Construcția prototipului final a început în mai 2015. Un an mai târziu, pe 8 mai 2016, racheta a luat Yuanwang 21, care a asigurat racheta reală din portul Tianjin și le-a dat șase zile mai târziu, pe 14 mai, după o călătorie de 1.670 mile marine până la portul Qinglan. la ieșirea din Hainan. Aceasta a fost prima dată când o rachetă de la „ Baza de producție a vehiculelor de lansare a noii generații ” din Tianjin a fost transportată în totalitate pe mare către Hainan. Pe 23 mai, racheta a fost complet asamblată. După o inspecție amănunțită, a părăsit clădirea ansamblului navei spațiale pe 22 iunie, iar pe 25 iunie 2016 la ora 12:00 UTC, primul zbor de succes a decolat.

Cu toate acestea, primul zbor al celei mai puternice variante Changzheng 7A din 16 martie 2020 sa încheiat cu eșec. Această rachetă nu numai că a avut o a treia etapă derivată din a treia etapă a Changzheng 3A , dar au fost aduse și îmbunătățiri la toate celelalte sisteme ale rachetei pentru a crește și mai mult sarcina utilă posibilă. De exemplu, la Institutul de Propulsie Spațială din Shanghai , așa- numitul „Institut 801” al Academiei pentru Tehnologia Motoarelor cu Rachetă Lichidă și la Institutul de Cercetare din Beijing pentru Control Automat în Spațiu, așa-numitul „Institut 12” al Academia Chineză pentru Tehnologia Vehiculului de Lansare , a fost dezvoltat un sistem inteligent de control al atitudinii care permite rachetei să găsească în mod independent o traiectorie adecvată în timpul arderii celei de-a doua etape în eventualitatea oricăror probleme, propulsoarele de control al atitudinii contribuind la împingere.

După start, la 21:34 ora locală, totul părea să meargă conform planului. Racheta a decolat de la Cosmodromul Wenchang, după sfârșitul duratei normale de ardere, la 162 de secunde după lansare, prima etapă a fost desprinsă. În acest moment, însă, era deja vizibil pe ecran în camera de control a cosmodromului că flăcările motorului nu corespundeau formei normale. La scurt timp după aceea, la 168 secunde după lansare, racheta a explodat.

Inginerii au analizat datele de telemetrie până a doua zi dimineață. Eliminând treptat imposibilul, au ajuns la concluzia preliminară că cea mai probabilă cauză a accidentului a fost un vid format în partea de sus a liniei din rezervorul de oxigen al propulsoarelor de control al atitudinii din etapa a doua până la pompa unuia dintre acele propulsoare. . Acest lucru a dus la o scădere de presiune la supapa de admisie a pompei de oxigen și la o depășire a limitei inferioare de care motorul avea nevoie pentru o funcționare corectă. Motorul de control al atitudinii nu pornise.

Pentru a testa această ipoteză, au fost necesare teste practice și o reconstrucție a cursului accidentului pe un model de motor redus. Cu toate acestea, în martie 2020, multe fabrici și universități erau încă închise din cauza pandemiei COVID-19 . În cele din urmă, un laborator universitar a fost găsit în Shenzhen, unde experimentele puteau fi efectuate. După trei săptămâni, sa ajuns la concluzia că presupunerea inițială era corectă. Cu toate acestea, pentru a fi sigur, mai multe teste și simulări ulterioare au fost efectuate ulterior, mai târziu și pe banca de testare a Institutului 801 din Sheshan , la Beijing și pe Cosmodromul Wenchang, care au continuat până în octombrie. Deși inginerii au fost de fapt foarte ocupați cu lansarea a două rachete Changzheng 7 din versiunea de bază planificată pentru 2021 în legătură cu stația spațială chineză , eroarea - direcționarea incorectă a cablului - a fost în cele din urmă corectată. În timpul depanării, peste 200 de alte puncte slabe au fost găsite pe rachetă, inclusiv suportul motorului și rezervorul de kerosen din etapa a doua, care au fost, de asemenea, fixate. La 30 decembrie 2020, versiunea revizuită a rachetei a trecut testele finale, iar a doua încercare de lansare pe 11 martie 2021 a avut apoi succes.

constructie

Changzheng 7 urmează principiul modular introdus odată cu familia de vehicule de lansare Changzheng 5 în 2002. Deoarece primul lor pas este aproape identic cu rapelurile K-3 ale Changzheng 5 deflectabile împreună cu două, din 2000, la Academia de tehnologie a rachetelor cu combustibil lichid au dezvoltat motoare lichide de tip YF-100 (AALPT), toxice în loc de care , deși bine stocabile, dar 1, 1-dimetilhidrazină și tetroxid de dinitrogen utilizează acum oxigen lichid și kerosen pentru rachete ca combustibil ca la rachetele anterioare . Aceeași combinație de combustibil este utilizată în cele patru boostere, fiecare dintre ele având un motor YF-100 orientabil individual și, spre deosebire de Changzheng 5, este conectat la etapa centrală în trei puncte. La 174 de secunde după decolare, amplificatoarele își opresc motoarele, apoi sunt deconectate. Cele două motoare ale primei etape continuă să funcționeze timp de 14 secunde, apoi prima etapă se separă de rachetă. Apoi piesa intermediară de aproape 3 m lungime situată inițial între prima și a doua etapă este separată de a doua etapă, iar cele patru motoare YF-115 ale celei de-a doua etape, care funcționează și cu oxigen lichid și kerosen rachetă, sunt aprinse. Aici două dintre motoare sunt montate permanent, în timp ce celelalte două pot fi direcționate ca o pereche.

A treia etapă a Changzheng 7A corespunde celei de-a treia etape a Changzheng 3A cu două motoare cu hidrogen / oxigen. În plus, cu această variantă, amplificatoarele nu sunt aruncate înainte de sfârșitul timpului de ardere din prima etapă, ci rămân conectate la acesta. Separarea de a doua etapă are loc ca un „pachet de rachete” comun.

Lungime de 13 m în cadrul carenajului de sarcină utilă în consolă cu diametrul de 4,2 m, este găzduit un stadiu opțional de tip Yuanzheng 1A , un motor de apogeu având un diametru de 2,8 m, care poate fi aprins de până la 20 de ori și până la șapte sateliți expuși la un secvență preprogramată pe diferite orbite.

După ce Changzheng 7 a lansat o navă spațială de aprovizionare de tip Tianzhou pentru prima dată în 2017 , 130 de aspecte ale rachetei au fost reproiectate. Numărul de parametri verificați prin telemetrie în faza de testare a fost redus. Numărul de puncte de măsurare pe rachetă a fost redus cu 1/3, numărul de dispozitive de telemetrie utilizate a fost redus cu aproape jumătate. Acest lucru nu numai că a condus la costuri de fabricație mai mici, dar a fost, de asemenea, posibil să se măsoare mai precis unii dintre parametrii critici. Din al treilea exemplar al Changzheng 7, care a fost lansat pe 29 mai 2021 S-banda a fost nu mai este utilizat pentru transmiterea datelor de măsurare , dar mai mare frecvență K _o -BAND, care a crescut rata de transmisie a datelor de peste douăzeci de ori; Toate valorile de telemetrie pot fi monitorizate continuu până când sarcina utilă este suspendată.

Una dintre sticlele de gaz care trebuie să mențină presiunea în rezervoarele de kerosen și oxigen a fost salvată pe fiecare rapel. O mai bună utilizare a gazului comprimat ar putea fi realizată printr-un control îmbunătățit al supapelor. Sarcina utilă maximă a Changzheng 7 pentru o orbită aproape de pământ ar putea fi mărită de la 13,5 la 14 tone prin aceste măsuri și alte măsuri.

Profilul misiunii

Jiuquan Taiyuan Xichang Wenchang

Cosmodrom în Republica Populară Chineză

În euforia inițială după aprobarea proiectului, s-a spus că familia Changzheng-7 ar trebui să înlocuiască rachetele CZ-2 și CZ-3. Astăzi nu se mai vorbește despre asta. Sarcina principală a Changzheng 7 continuă să fie transportul navei spațiale de aprovizionare Tianzhou , chiar dacă nava spațială de nouă generație lansată împreună cu Changzheng 5 va fi în funcțiune în configurația sa ca navă spațială de marfă. Acesta din urmă poate readuce marfa înapoi pe Pământ, dar cu o capacitate maximă de încărcare utilă de 4 t, poate transporta semnificativ mai puțin pe orbită decât Tianzhou cu 6,8 t. Începând cu 2020, era planificată utilizarea ambelor nave spațiale, în funcție de cerințe. Cu o capacitate de încărcare utilă de până la 14 t, Changzheng 7 poate transporta cu ușurință nava spațială Shenzhou de 8 tone pe orbita pământului. Prin urmare, pentru a nu pune în pericol siguranța echipajului în cazul unei astfel de misiuni, fiabilitatea garantată a rachetei a fost stabilită la 98%. Pentru comparație: la nivel internațional, o fiabilitate de 95% până la 96% este obișnuită pentru zborurile cu pilot și 91% pentru zborurile fără pilot. Fiabilitatea garantată de producător a Changzheng 2F folosit inițial pentru lansarea navelor spațiale Shenzhou a fost de 97%, dar a fost apoi mărită și la 98% pentru versiunea dezvoltată ulterior Changzheng 2F / G pentru zborurile către stația spațială chineză din 2021.

Racheta este potrivită pentru tropice într-o anumită măsură, adică este potrivită pentru cosmodromele Xichang și Wenchang. Încă de la început, au fost concepute pentru a fi etanșe. Aceasta înseamnă că Changzheng 7 poate decola și cu ploi moderate , care în China este definită ca 5-15 mm pe 12 ore. Acest lucru este foarte frecvent nu numai pe insula sudică Hainan, ci și în Sichuan, cu excepția perioadei din decembrie până în februarie. În Hainan, există și problema brizelor marine în afara sezonului de vară al taifunului. Changzheng 7 și platforma de lansare de la Wenchang Cosmodrome sunt proiectate pentru a putea rezista vânturilor puternice de forță 8 în timpul realimentării și inspecțiilor finale , iar instalarea verticală într-o clădire cu uși grele din oțel scurtează foarte mult timpul periculos de pe platforma de lansare.

Varianta în trei etape Changzheng 7A, care a fost zburată cu succes pentru prima dată la 11 martie 2021, este destinată în primul rând să aducă sateliți din cosmodromul Wenchang ecuatorial pe o orbită de transfer pentru orbite geosincrone . Changzheng 7A umple astfel decalajul dintre Changzheng 3B , care în puternic sarcinile utile lor versiune CZ-3B / E de până la 5,5 t la o foaie de transfer pentru o înclinată spre orbita geostaționară ecuatorial aduce (IGSO), iar 5 Changzheng cu 14 t pentru o astfel de orbită. Cu CZ-7A, sarcinile utile de 5,5 t pot fi aduse direct pe o orbită ecuatorială de 200 × 5000 km și 7 t pe o orbită de transfer pentru o orbită geosincronă înclinată. Acest lucru servește obiectivului pe termen lung al Chinei de a construi constelații de sateliți cu sateliți pe orbite înalte; masa de lansare a sateliților preconizată aici este de 6 până la 7 t. În plus, Changzheng 7A poate transporta sarcini utile de 5 t pe o pistă de transfer către Lună (pentru comparație: Changzheng 5 transportă până la 8 t pe o astfel de pistă). În viitor, Changzheng 7A cu un carenaj de sarcină utilă mărit și o etapă de lovitură va fi, de asemenea, utilizat în programul Marte din Republica Populară Chineză și în explorarea asteroizilor.

Specificatii tehnice

Lista de start

Aceasta este o listă cu toate lansările CZ-7 începând cu 29 mai 2021.

Dovezi individuale

1. ↑ ^{a b} 陈洁:中国 空间站 在 轨 建造 第二 战 打响！ 长征 七号 遥 三 火箭 成功 成功 发射 天 舟 二号 货运 飞船. În: spaceflightfans.cn. 29 mai 2021, accesat la 30 mai 2021 (chineză). 
2. ^ Daniel Maurat: Long March 5/6 / 7. În: raumfahrer.net. 5 noiembrie 2011, accesat la 24 februarie 2020 . 
3. ↑ 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. În: theory.gmw.cn. 26 iunie 2016, accesat la 23 februarie 2020 (chineză). 
4. ↑ 李国利 și colab.:长征 七号 诞生 全记录. În: xinhuanet.com. 26 iunie 2016, accesat la 23 februarie 2020 (chineză). 
5. ↑ nasaspaceflight.com: China lansează cu succes racheta Long 7 March | NASASpaceFlight.com , accesat pe 26 iunie 2016
6. ↑ 李四:研究所. În: zhuanlan.zhihu.com. 2 martie 2021, accesat la 13 martie 2021 (chineză). 
7. ↑ ^{a b} Deng Xiaoci și Fan Anqi: Long March-7A scoate în evidență revenirea după o misiune de debut eșuată acum 300 de zile. În: globaltimes.cn. 12 martie 2021, accesat pe 13 martie 2021 . 
8. ↑ 宋征宇 、 肖 耘 și colab.:长征 八号 ： 长征 火箭 系列 商业 化 与 智慧 化 的 先行者. (PDF; 1,7 MB) În: jdse.bit.edu.cn. 17 mai 2020, p. 8 f , accesat la 13 martie 2021 (chineză). 
9. ↑ ^{a b c} 谢瑞强:走过 至 暗 时刻 ： 从 首飞 失利 到 复 飞 成功 ， 长 七 A 团队 的 三百 多 天. În: thepaper.cn. 12 martie 2021, accesat la 13 martie 2021 (chineză). 
10. ↑ ^{a b} 郑恩 红:长 七 A 火箭 归零 、 复 飞 记. În: spaceflightfans.cn. 12 martie 2021, accesat 12 martie 2021 (chineză). 
11. ↑ ^{a b} 唐肇 求:长 八 首飞 背后 的 „火箭 拼命三郎”. În: spaceflightfans.cn. 23 decembrie 2020, accesat pe 13 martie 2021 (chineză). 
12. ↑ 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. În: theory.gmw.cn. 26 iunie 2016, accesat la 24 februarie 2020 (chineză). 
13. ↑ 长征 七号 甲. În: m.calt.com. Adus la 22 februarie 2020 (chineză). 
14. ↑ ^{a b} 我国 新一代 运载火箭 长 七 A 成功 发射 试验 九号 卫星. În: cnsa.gov.cn. 12 martie 2021, accesat la 17 martie 2021 (chineză). 
15. ↑ 李国利 și colab.:长征 七号 运载火箭 搭载 6 类 7 项 新型 载荷 均为 首次 发射 验证. În: gov.cn. 26 iunie 2016, accesat la 25 februarie 2020 (chineză). 
16. ^ Daniel Maurat: Long March 5/6 / 7. În: raumfahrer.net. 5 noiembrie 2011, accesat la 25 februarie 2020 . 
17. ↑ ^{a b} 郑恩 红:从 400 公里 到 36000 公里 ： 解读 长 七 A 的 现在 与 未来. În: spaceflightfans.cn. 12 martie 2021, accesat 12 martie 2021 (chineză). 
18. ↑ 华辉 美食 人:中国 新 飞船 将 可 重复 用 、 带 6 人 ， 空间站 核心 舱 合 练 3 个 月. În: k.sina.com.cn. 22 ianuarie 2020, accesat la 25 februarie 2020 (chineză). 
19. ↑ 我国 载人 火箭 可靠性 国际 领先. În: calt.spacechina.com. 16 decembrie 2016, accesat la 25 februarie 2020 (chineză). 
20. ↑ 刘岩:姜杰 委员 ： 多 型 运载火箭 将 相继 承担 重大 航天 工程 任务. În: spaceflightfans.cn. 5 martie 2021, accesat la 12 martie 2021 (chineză). 
21. ↑ 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. În: theory.gmw.cn. 26 iunie 2016, accesat la 23 februarie 2020 (chineză). 
22. ↑ 李国利 și colab.:长征 七号 诞生 全记录. În: xinhuanet.com. 26 iunie 2016, accesat la 23 februarie 2020 (chineză). 
23. ↑ SpaceFlight101: 7 martie lung - Rachete , accesat la 26 iunie 2016
24. ↑ 长征 七号 甲. În: m.calt.com. Adus la 22 februarie 2020 (chineză).