Lung 9 martie

Long March 9 , LM-9 pentru scurt ( Chineză 長征九號 / 长征九号, Pinyin Changzheng Jiǔháo , CZ-9 pentru scurt ), este o familie de super-grele vehicule de lansare de la Republica Populară Chineză , care este dezvoltat de China Aerospace Știință și Tehnologie Corporation . Versiunea de bază a rachetei va servi în primul rând pentru transportul componentelor cu o greutate de până la 50 t pentru baza lunară echipată în spațiu din 2030 , dar și pentru misiunea de recuperare a probelor pe Marte și explorarea sistemului solar exteriorpoate fi utilizat. Datorită diametrului său mare, racheta nu poate fi transportată pe calea ferată și trebuie să pornească de la Cosmodromul Wenchang de pe insula Hainan .

poveste

În legătură cu programul lunar al Republicii Populare Chineze , care a început la 24 ianuarie 2004, China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), principalul contractor din industria spațială chineză , a început să pregătească primele concepte și studii de fezabilitate pentru un vehicul de lansare super-greu începând cu 2010. În următorii cinci ani, trei variante, fiecare cu o greutate la decolare între 3000 și 4000 de tone, au ieșit din câteva zeci de proiecte inițial:

• O rachetă cu trei trepte de 10 m în diametru și patru boostere, fiecare cu 3,35 m în diametru. Prima etapă ar trebui să aibă patru motoare care funcționează cu oxigen lichid și kerosen rachetă , fiecare cu o tracțiune de 4800 kN, fiecare amplificator având câte un astfel de motor. A doua etapă ar trebui să aibă două propulsoare care funcționează cu oxigen lichid și hidrogen lichid , fiecare cu o presiune de 2000 kN, a treia etapă două propulsoare de oxigen / hidrogen cu o împingere de 720 kN fiecare. Racheta ar fi avut o lungime de 100 m și ar fi putut transporta 100 t pe orbita pământului jos și 35 t pe orbita de transfer pe Lună.
• O rachetă în două etape cu un diametru de 9 m și patru boostere de combustibil solid, fiecare cu diametrul de 3,5 m. Amplificatoarele trebuiau împărțite în cinci secțiuni dispuse una în spatele celeilalte, a căror umplere a combustibilului arse una după alta și ar trebui să genereze o împingere în ordinea mărimii de aproximativ 10.000 kN. Prima etapă a acestei rachete lungi de 101 m ar fi fost echipată cu cinci motoare cu oxigen / hidrogen, fiecare cu o tracțiune de 2000 kN, a doua etapă cu un motor cu oxigen / hidrogen de 2000 kN.
• O rachetă în două etape cu diametrul de 9 m și patru boostere de combustibil lichid, fiecare cu diametrul de 3,35 m. Prima etapă a acestei rachete cu lungimea de 98 m ar trebui să aibă patru motoare cu oxigen / kerosen cu o forță de 6500 kN, fiecare amplificator având câte un astfel de motor. A doua etapă ar trebui să aibă două motoare cu oxigen / hidrogen cu o tracțiune de 2000 kN fiecare.

În comparația variantelor în două etape cu amplificatoarele de combustibil solid și lichid, versiunea în stare solidă nu a putut prevala. Odată ce un motor cu combustibil solid a aprins, acesta nu mai este controlabil - funcționează până când consumul de combustibil este consumat. Pe atunci, China nu avea experiență cu amplificatoarele de combustibil solid montate lateral; Construirea acestora în dimensiunea necesară pentru CZ-9 astfel încât toate cele patru să ajungă la sfârșitul timpului de ardere exact în același timp este dificilă și ar fi impus cerințe mari asupra controlului poziției etapei de bază.

O altă problemă a fost forța de decolare și, astfel, sarcina utilă maximă posibilă. Versiunea preconizată inițial a rachetei în trei etape avea doar un impuls de lansare de 38.400 kN și putea aduce astfel 35 de tone în drumul său spre Lună. Staționarea unui echipaj permanent pe lună planificat pentru al treilea mare pas al programului lunar al Republicii Populare Chineze, a necesitat totuși transportul modulelor rezidențiale etc. în ordinea a 50 t (pentru comparație: modulele spațiului chinezesc stația cântărește aproape 25 t). Acest lucru nu a fost fezabil chiar și cu cea mai puternică dintre variantele originale, racheta în două trepte, cu boostere de combustibil lichid, care a avut o forță de lansare de 52.000 kN. Prin urmare, în 2015, când a început faza de elaborare aprofundată, a fost aleasă o a patra variantă:

• O rachetă în trei etape, cântărind peste 4.000 de tone, cu un diametru de 9,5 m și patru boostere de combustibil lichid, fiecare cu diametrul de 5 m. Prima etapă a fost să aibă patru motoare care funcționează cu oxigen lichid și rachetă kerosen, fiecare cu 4800 kN de împingere, fiecare amplificatoare cu două astfel de motoare, ceea ce a dus la o împingere totală la decolare de 57.600 kN la nivelul mării. A doua etapă ar trebui să aibă două propulsoare care funcționează cu oxigen lichid și hidrogen lichid cu împingere în vid de 2200 kN fiecare, a treia etapă patru propulsoare de oxigen / hidrogen cu împingere în vid de 250 kN fiecare. Racheta ar fi avut 93 m lungime și ar fi putut transporta cele 50 de tone necesare pe o orbită de transfer către Lună.

Când în 2016, odată cu începutul celui de-al 13 -lea plan cincinal , Academia Chineză pentru Tehnologia Vehiculului de Lansare și Academia pentru Tehnologia Motoarelor cu Rachete Lichide , ambele divizii ale CASC, au început oficial dezvoltarea tehnologiilor cheie pentru proiect, această variantă a fost adoptat. Doar lungimea totală a rachetei, inclusiv carenajul de sarcină utilă, a crescut de la 93 m la 103 m, în timp ce toți ceilalți parametri ai rachetei - diametrul, greutatea la decolare, forța de decolare, sarcina utilă maximă - au rămas aceiași. După ce s-au făcut progrese bune în producția de inele intermediare cu un diametru de 9,5 m pentru structura portantă a rachetei, segmente pentru tancuri de aceeași dimensiune și pentru motoare, Consiliul de Stat al Republicii Populare Chineze a decis în cele din urmă la începutul anului 2021 pentru construirea rachetei. Proiectul a fost finanțat din Fondul pentru proiecte naționale științifice și tehnice la scară largă din 2016 . La 31 decembrie 2020, s-au cheltuit 1,5 miliarde de yuani (aproximativ 1,5 miliarde de euro în putere de cumpărare). Costurile totale de dezvoltare pentru a pune în funcțiune versiunea de bază a rachetei au fost estimate la 100 de miliarde de yuani la începutul anului 2021.

În iulie 2021, au fost finalizate un fund al rezervorului cu un diametru de 9,5 m și un prototip al motorului YF-90 pentru a doua etapă.

Specificatii tehnice

Dezvoltare viitoare

Deși versiunea de bază a rachetei poate transporta, de asemenea, o încărcătură utilă de 140 t la 150 t pe orbita pământului, aceasta este destinată în principal utilizării în contextul programului lunar. Versiuni mai mici ale rachetei urmează să fie dezvoltate pentru transportul de sarcini medii-grele pe orbite de pământ începând cu 2030: Changzheng 9A cu doar două boostere și o sarcină utilă de 100 t pe orbită de pământ scăzut, precum și Changzheng 9B fără rapel , dar cu cinci motoare YF -130 în prima etapă și cu o sarcină utilă de 50 t pe orbită mică a pământului. Ambele variante pot transporta, de asemenea, sarcini utile pe orbite de transfer către Lună și Marte: CZ-9A (masa la decolare 2661 t, forța de decolare 39.150 kN) 35 t către Lună și 28 t către Marte, CZ-9B ( masa decolării 1964 t, forța de decolare 24.470 kN) 20 t către lună și 12 t spre Marte.

În faza de planificare a proiectului, a fost luată o decizie conștientă împotriva refolosirii rachetei, printre altele pentru a simplifica proiectarea motorului - cu o rachetă de unică folosință, motoarele trebuie să funcționeze doar câteva minute - și pentru a reduce dezvoltarea cheltuieli. Cu toate acestea, din 2030, planul este de a lucra spre o reutilizare parțială a rachetei într-o a doua fază de dezvoltare cu noi motoare YF-135. În jurul valorii de 3670 kN, YF-135 are o tracțiune mai mică decât YF-130, dar 16 dintre aceste motoare urmează să fie utilizate în prima etapă și apoi să aterizeze pe verticală, ca prima etapă a Changzheng 8R . Spre deosebire de racheta respectivă, versiunea parțial reutilizabilă a Changzheng 9 nu are amplificatoare. A doua etapă este de a lucra cu patru motoare cu oxigen / hidrogen, fiecare cu o tracțiune de 1200 kN, a treia etapă cu un astfel de motor. Diametrul primei și celei de-a doua etape trebuie să fie de 10,6 m, cel al celei de-a treia etape 7,5 m, iar cel al carenței utile a carenței de 9 m. transferă orbita către Lună. Se spune că masa de lansare a rachetei parțial reutilizabile este ușor mai mică decât versiunea de bază la 4122 t, impulsul de lansare fiind puțin mai mare la 58.730 kN. Lungimea totală a rachetei este de 108 m, cu 5 m mai lungă decât versiunea de bază.

Într-o a treia fază de dezvoltare, greutatea proprie a rachetei trebuie redusă cu materiale noi - aliajele de aluminiu sunt utilizate în prezent pentru tancuri și structura portantă - pentru a crește sarcina utilă maximă posibilă pentru o orbită de pământ scăzută la 200 t . Aceasta este destinată să îndeplinească cerințele pentru construcția sistemului de transport spațial pentru explorarea Marte cu echipaj și a centralei solare orbitale , aceasta din urmă pe o orbită geostaționară .

Comparație cu alte rachete grele

Cele mai puternice vehicule de lansare disponibile în prezent sau în curs de dezvoltare pentru transportul pe orbită mică a pământului (LEO) sunt:

rachetă	Producător	etape	Booster lateral	încărcare maximă (LEO)	încărcare maximă ( GTO )	reutilizabil	misiuni interplanetare	misiuni cu echipaj	Primul zbor
CZ-9	Republica Populară Chineză CALT	3	Al 4-lea	140 t	66 t	Nu	planificat	neplanificat	aproximativ 2030
Blocul SLS 1B	Statele Unite Boeing	2	2	105 t	nu este specificat	Nu	planificat	planificat	2025 (planificat)
Navă stelară	Statele Unite SpaceX	2	-	> 100 t 1	21 t (> 100 t 2 )	Complet	planificat	planificat	2021 (planificat)
Blocul SLS 1	Statele Unite Boeing	2	2	95 t	nu este specificat	Nu	planificat	planificat	2021 (planificat)
Falcon Heavy	Statele Unite SpaceX	2	2	64 t	27 t	Prima etapă, amplificator lateral, carenaj pentru sarcină utilă	da	neplanificat	2018
New Glenn	Statele Unite Originea albastră	2	-	45 t 1	13 t 1	Primul stagiu	posibil	planificat	2022 (planificat)
Angara A5V	Rusia Khrunichev	3	Al 4-lea	37,5 t	12 t	Nu	planificat	planificat	2027 (planificat)
Delta IV Heavy	Statele Unite ULA	2	2	29 t	14 t	Nu	da	Nu	2004
Vulcan	Statele Unite ULA	2	Al 6-lea	27 t	13,6 t	Nu	planificat	planificat	2022 (planificat)
CZ-5	Republica Populară Chineză CASC	2-3	Al 4-lea	25 t	14 t	Nu	da	neplanificat	2016

Dovezi individuale

1. ↑ ^{a b c d e f} 巅峰 高地:长征 九号 重型 火箭 新 节点 ： 两 型 发动机 整机 装配 装配 完成 ， 梦想 照 进 现实. În: zhuanlan.zhihu.com. 6 martie 2021, accesat la 9 martie 2021 (chineză). 
2. ↑ ^{a b} 这个 火箭 的 箱底 圆环 好 大大 大大 …… 啊！ În: spaceflightfans.cn. 2 august 2021, accesat la 2 august 2021 (chineză). 
3. ↑ Zhao Lei: Mighty Long 9 March, racheta de transport a debutat în 2030. În: chinadailyhk.com. 26 noiembrie 2020, accesat pe 10 martie 2021 . 
4. ↑ 世界 上 最大 的 火箭 贮箱 瓜 瓣 在 火箭 院 诞生！ 直径 10 米 级 ， 强度 提升 10% ， 成形 精度 达 毫米 级. În: calt.com. 2 iulie 2018, accesat la 2 august 2021 (chineză). 
5. ^ Andrew Jones: China dezvăluie detalii despre rachete lungi de 9 martie și rachete lungi de 8 martie reutilizabile. În: spacenews.com. 5 iulie 2018, accesat la 10 martie 2021 . 
6. ↑ Andrew Jones: China Space News Update - Ediția nr. 4. În: getrevue.co. 2 martie 2021, accesat pe 10 martie 2021 . 
7. ↑ 国家 航天 局 表示 我国 将 研制 重型 运载火箭 —— 长征 九号. În: spaceflightfans.cn. 24 februarie 2021, accesat la 10 martie 2021 (chineză). 
8. ↑ 重型 运载火箭 220 吨级 发动机 完成 首 台 工程 样机 生产. În: spaceflightfans.cn. 28 iulie 2021, accesat la 2 august 2021 (chineză).  Include o fotografie a motorului cu ingineri pentru compararea dimensiunilor.
9. ↑ 长征 九号. În: calt.com. Adus pe 9 martie 2021 (chinez). 
10. ↑ ^{a b} 长征 九号 方案 大 改 ， 拜 入 多 发 并联 神教. În: spaceflightfans.cn. 25 iunie 2021, accesat la 25 iunie 2021 (chineză). 
11. ↑ 郑孟伟 și colab.:我国 大 推力 氢氧 发动机 发展 思考. (PDF; 727 KB) În: spaceflightfans.cn. 10 decembrie 2018, p. 17 , accesat la 10 martie 2021 (chineză). 
12. ↑ Starship Users Guide Revision 1.0 (PDF, 2 MB; pagina 5) pe site-ul SpaceX, martie 2020, accesat pe 19 martie 2021 (engleză).