Lang 7. mars

Modell av LM-7

Den Langer Marsch 7 , LM-7 for kort ( kinesisk 長征七號 / 长征七号, Pinyin Chang qīhào , Changzheng-7, CZ-7 for kort ) er en familie av middels tunge raketter produsert av Kina Aerospace Science og Technology Corporation i de Folkerepublikken Kina . Den første CZ-7 startet fra Wenchang Cosmodrome 25. juni 2016 . I grunnversjonen kan den transportere opptil 14 tonn i bane med lav jord. Hovedoppgaven hennes er opprinnelig lanseringen av Tianzhou- lasterommet for den kinesiske romstasjonen , den tretrinnsvarianten CZ-7A, som ble lansert for første gang 11. mars 2021, er transport av satellitter som veier opptil 7 t inn i geosynkrone baner som er tilbøyelige mot ekvator .

historie

Rakettens historie går tilbake til 2006, da Wang Yongzhi , teknisk direktør for det bemannede romprogrammet til Folkerepublikken Kina , påpekte at det var nødvendig med et forsyningsromskip med størst mulig lastekapasitet for å levere den planlagte modulære romstasjonen . Den største bæreraketten i Kina på den tiden, Changzheng 2F , var bare i stand til å transportere 8,1 t inn i en bane med lav jord (LEO), der romstasjonen skulle plasseres. Dette ble ansett for å være for lite til å kunne levere stasjonen på en rimelig kostnadseffektiv måte.

Først ble det tenkt å utvikle en forbedret versjon av Changzheng 2F, den såkalte "Changzheng 2F / H", hvor "H" står for huàn (换) eller "forandret". 21. november 2008 ble den første arbeidsgruppen som var betrodd den foreløpige planleggingen opprettet ved Academy for Launch Vehicle Technology, og i januar 2009 opprettet selskapet et eget kontor, som fra nå av var ansvarlig for utviklingen av raketten . Siden stort sett alt på CZ-7F hadde blitt endret for den nye bæreraketten, fra drivstoff til motorer til scenekonsept, bestemte selskapet seg for i juni 2010 å gi den et helt nytt navn: "Changzheng 7". 25. september 2010 godkjente CCP Political Bureau offisielt byggingen av den modulære romstasjonen, og i januar 2011 ble Changzheng 7 offisielt godkjent og det ble frigitt midler.

I likhet med Changzheng 5 i 2006 var det opprinnelig fem varianter av raketten, nummerert A til E, som alle var utstyrt med to kjernemoduler med en diameter på 3,35 m. Denne to-trinns kjernefysiske raketten kan eventuelt utvides med to eller fire boostere og delvis med et tredje, hydrogendrevet øvre trinn. Opprinnelig var imidlertid fokuset på utviklingen av en to-trinns rakett med fire boostere, som opprinnelig var kjent som "CZ-7C" eller "CZ 340", dvs. "3,35 m i diameter med 4 små boostere". Senere ble slanguttrykket "Changzheng 7" etablert for denne raketten.

I juli 2011 begynte vi utviklingen av den første prototypen av Changzheng 7. På grunn av deres relativt lille diameter, er raketten, i motsetning til Changzheng 5 , som fortsatt skal transporteres med jernbane, designet for både Xichang Satellite Launch Center i Sichuan og å starte fra Wenchang på øya Hainan helt sør i Kina. De tekniske utfordringene i Wenchang er betydelig større enn i Sichuan: høy temperatur, høy luftfuktighet, høyt saltinnhold i luften og hyppige forekomster av regnværsdager med 5–15 mm nedbør innen 12 timer. På slutten av 2014 ble prototypen av raketten, demontert i komponentene, brakt til Hainan, deretter ble montering og tanking øvet i nesten tre måneder. Det viste seg at på grunn av den lave temperaturen på -183 ° C av det flytende oksygenet som ble brukt som oksidasjonsmiddel og den høye luftfuktigheten på rakettens ytre hud, dannet det seg frost og duggdråper , noe som truet flysikkerheten. Problemet kunne løses ved ytterligere isolasjonstiltak, og deretter ble det satt en ny rekord for den tiden raketten kunne holde seg på sjøplaten etter påfylling etter 24 timer. Dette gjør det mulig å finne en trygg starttid til en viss grad i det skiftende tropiske været på Hainan.

Byggingen av den endelige prototypen startet i mai 2015. Et år senere, 8. mai 2016, tok rakettfrakten Yuanwang 21 som sørget for den virkelige raketten i havnen i Tianjin , og ga dem seks dager senere, 14. mai, etter en 1.670 nautisk mils reise til havnen Qinglan på avkjørsel Hainan. Dette var første gang et rakett fra " New Generation Launch Vehicle Production Base " i Tianjin hadde blitt transportert helt sjøveien til Hainan. 23. mai ble raketten fullstendig samlet. Etter en grundig sjekk forlot den romfartøybygningsbygningen 22. juni 2016, og den vellykkede første flyet startet 25. juni 2016 klokken 12:00 UTC.

Imidlertid endte den første flyvningen med den kraftigere Changzheng 7A-varianten 16. mars 2020 med feil. Denne raketten hadde ikke bare et tredje trinn avledet fra det tredje trinnet i Changzheng 3A , men det ble også gjort forbedringer av alle andre rakettsystemer for å øke den maksimale mulige nyttelasten ytterligere. For eksempel ved Shanghai Institute for Space Propulsion, det såkalte "Institute 801" av Academy for Liquid Rocket Engine Technology, og ved Beijing Research Institute for Automatic Control in Space, det såkalte "Institute 12" av Chinese Academy for Launch Vehicle Technology , et intelligent holdningskontrollsystem ble utviklet som gjør det mulig for raketten å uavhengig finne en passende bane i løpet av brenntiden på 2. trinn i tilfelle problemer, med holdningskontrollmotorene som bidrar til skyvet.

Etter starten klokken 21.34 lokal tid så det ut til at alt gikk etter planen. Raketten tok av fra Wenchang Cosmodrome, etter slutten av den vanlige forbrenningstiden, 162 sekunder etter lansering, ble den første fasen løsrevet. På dette tidspunktet var det imidlertid allerede synlig på skjermen i kontrollrommet til cosmodrome at motorflammene ikke tilsvarte den normale formen. Kort tid etter, 168 sekunder etter sjøsetting, eksploderte raketten.

Ingeniørene analyserte dataene fra telemetri neste morgen. Ved gradvis å eliminere det umulige, kom de til den foreløpige konklusjonen at den mest sannsynlige årsaken til ulykken var et vakuum dannet øverst på linjen fra oksygenbeholderen til andre trinns holdningskontrollpropellere til pumpen til en av disse thrusterene . Dette førte til et trykkfall ved oksygenpumpens innløpsventil og en underskyting av den nedre grensen som motoren trengte for at den skulle fungere korrekt. Holdningskontrollmotoren hadde ikke startet.

For å teste denne hypotesen var praktiske tester og en rekonstruksjon av ulykkesforløpet på en redusert motormodell nødvendig. I mars 2020 var imidlertid mange fabrikker og universiteter fortsatt stengt på grunn av COVID-19-pandemien . Til slutt ble det funnet et universitetslaboratorium i Shenzhen der eksperimentene kunne utføres. Etter tre uker ble det konkludert med at den opprinnelige antagelsen var riktig. For å være på den sikre siden ble det imidlertid utført en rekke ytterligere tester og simuleringer etterpå, senere også på testbenken til Institute 801 i Sheshan , i Beijing og på Wenchang Cosmodrome, som trakk seg til oktober. Selv om ingeniørene faktisk var veldig opptatt med lanseringen av to Changzheng 7-raketter av den grunnleggende versjonen som var planlagt for 2021 i forbindelse med den kinesiske romstasjonen , ble feilen - feil planlagt kabelføring - endelig løst. I løpet av feilsøking ble det funnet mer enn 200 andre svake punkter på raketten, inkludert motorfeste og andre trinns parafin tank, som også ble løst. 30. desember 2020 besto den reviderte versjonen av raketten de siste testene, og det andre forsøket på oppskyting 11. mars 2021 lyktes da.

konstruksjon

Changzheng 7 følger det modulære prinsippet som ble introdusert med Changzheng 5- kjøretøyfamilien i 2002. Ettersom deres første trinn er nesten identisk med K-3 boosters av Changzheng 5 som kan avbøyes sammen med to, siden 2000 ved Academy of liquid-propellant rocket technology utviklet (AALPT) flytende motorer av typen YF-100, giftige i stedet for som , selv om det kan lagres, men 1, 1-dimetylhydrazin og dinitrogentetroksid bruker nå flytende oksygen og rakettfotogen som drivstoff som med de tidligere rakettene . Den samme drivstoffkombinasjonen brukes i de fire boosters, som hver har en individuelt styrbar YF-100-motor og, i motsetning til Changzheng 5, er koblet til kjernetrinnet på tre punkter. 174 sekunder etter start slår boosterne av motorene, og deretter kobles de fra. De to motorene i den første fasen fortsetter å fungere i 14 sekunder, deretter skiller den første fasen seg fra raketten. Deretter skilles det nesten 3 m lange mellomstykket som opprinnelig var plassert mellom første og andre trinn fra andre trinn, og de fire YF-115-motorene i andre trinn, som også fungerer med flytende oksygen og rakettfotogen, blir antent. Her er to av motorene permanent montert, mens de to andre kan styres som et par.

Den tredje fasen av Changzheng 7A tilsvarer den tredje fasen av Changzheng 3A med to hydrogen / oksygenmotorer. I tillegg, med denne varianten, blir ikke boostere kastet av før slutten av brenntiden på første trinn, men forblir koblet til den. Separasjonen fra andre etappe foregår som et vanlig “rakettbunt”.

13 m lang innenfor den utkragede nyttelastkapslingen med en diameter på 4,2 m, er en valgfri kick stage type Yuanzheng 1A plassert, en apogee-motor med en diameter på 2,8 m, som kan være opptil 20 ganger antent og opptil syv satellitter utsatt for en forhåndsprogrammert sekvens i forskjellige baner.

Etter at Changzheng 7 lanserte et forsyningsromskip av Tianzhou- type for første gang i 2017 , ble 130 aspekter av raketten redesignet. Antall parametere som ble kontrollert ved telemetri i testfasen ble redusert. Antall målepunkter på raketten ble redusert med 1/3, antall brukte telemetriinnretninger ble redusert med nesten halvparten. Ikke bare førte dette til lavere produksjonskostnader, men det var også mulig å måle noen av de kritiske parametrene mer presist. Fra den tredje kopi av Chang 7, som ble lansert 29. mai 2021 den ble S-båndet ikke lenger kan anvendes til overføring av måledataene , men den høyere frekvens K en -båndet, noe som økte dataoverføringshastigheten mer enn tjue ganger; Alle telemetriverdier kan overvåkes kontinuerlig til nyttelasten er suspendert.

En av gassflaskene som må opprettholde trykket i parafin og oksygenbeholdere er lagret på hver booster. Bedre utnyttelse av komprimert gass kan oppnås gjennom forbedret kontroll av ventilene. Den maksimale nyttelasten til Changzheng 7 for en bane nær jorden kunne økes fra 13,5 til 14 tonn gjennom disse og andre tiltak.

Oppdragsprofil

Lang 7. mars (Kina)
Jiuquan (40 ° 57 '25,24' N, 100 ° 17 '32' E)
Jiuquan
Taiyuan (38 ° 50 ′ 50 ″ N, 111 ° 36 30 ″ E)
Taiyuan
Xichang (28 ° 11 '49' N, 102 ° 4 '17' E)
Xichang
Wenchang (19 ° 37 ′ 3 ″ N, 110 ° 44 ′ 36 ″ E)
Wenchang
Kosmodrom i Folkerepublikken Kina

I den første euforien etter at prosjektet ble godkjent, ble det sagt at Changzheng-7-familien skulle erstatte CZ-2 og CZ-3-missilene. Det er ikke lenger snakk om det i dag. Hovedoppgaven til Changzheng 7 fortsetter å være transport av forsyningsromskipet Tianzhou , selv om det nye generasjons romskipet som ble lansert med Changzheng 5 vil være i tjeneste i sin konfigurasjon som et lasteromskip. Sistnevnte kan ta gods tilbake til jorden, men med en maksimal nyttelastkapasitet på 4 t kan den transporteres betydelig mindre i bane enn Tianzhou med 6,8 ​​t. Fra og med 2020 var det planlagt å bruke begge romskipene, avhengig av kravene. Med sin lastekapasitet på opptil 14 t kan Changzheng 7 også enkelt transportere det 8-tonns Shenzhou romskipet i en jordbane. Derfor ble den garanterte påliteligheten til missilet satt til 98%, for ikke å bringe sikkerheten til mannskapet i tilfelle et slikt oppdrag. Til sammenligning: internasjonalt er en pålitelighet på 95% til 96% vanlig for bemannede flyreiser og 91% for ubemannede flyreiser. Påliteligheten som produsenten av Changzheng 2F garanterte opprinnelig for lanseringen av Shenzhou romskip var 97%, men ble da også økt til 98% for den videreutviklede versjonen Changzheng 2F / G for flyreiser til den kinesiske romstasjonen fra 2021 .

Raketten er til en viss grad egnet for tropene, det vil si at den er egnet for Xichang- og Wenchang-kosmodromene. Helt fra starten var de designet for å være vanntette. Dette betyr at Changzheng 7 også kan ta av i moderat regn , som i Kina er definert som 5-15 mm per 12 timer. Dette er veldig vanlig ikke bare på den sørlige øya Hainan, men også i Sichuan, med unntak av perioden fra desember til februar. I Hainan er det også problemet med havbris utenfor sommertyfonsesongen. Changzheng 7 og lanseringsplaten på Wenchang Cosmodrome er designet for å tåle kraftige vindstyrker 8 under påfylling og siste inspeksjon , og den vertikale installasjonen i en bygning med tunge ståldører reduserer den farlige tiden på skyteplaten.

Tretrinnsvarianten Changzheng 7A, som ble vellykket fløyet for første gang 11. mars 2021, er primært ment å bringe satellitter fra ekvatorial Wenchang-kosmodrom til en overføringsbane for geosynkrone baner . Changzheng 7A fyller dermed gapet mellom Changzheng 3B , som i sin sterke versjon CZ-3B / E nyttelast på opptil 5,5 t til et overføringsark for en tilbøyelig til den ekvatoriale geosynkron bane bringer (IGSO), og 5 Changzheng med 14 t for en slik bane. Med CZ-7A kan nyttelast på 5,5 t bringes direkte inn i en ekvatorial bane på 200 × 5000 km, og 7 t på en overføringsbane for en skrå geosynkron bane. Dette tjener Kinas langsiktige mål om å bygge satellittkonstellasjoner med satellitter i høye baner; lanseringsmassen til satellittene som er tenkt her er 6 til 7 t. I tillegg kan Changzheng 7A transportere nyttelast på 5 t i en overføringsbane til månen (til sammenligning: Changzheng 5 transporterer opptil 8 t på en slik rullebane). I fremtiden vil Changzheng 7A med forstørret nyttelast og et sparkstadium også bli brukt i Mars-programmet til Folkerepublikken Kina og i asteroideutforskning.

Tekniske spesifikasjoner

modell CZ-7 CZ-7A
trinn 2 3
høyde 53,1 moh 60,13 moh
diameter 3,35 m (10,05 m med boostere) 3,35 m (10,05 m med boostere)
Startmasse 597 t (med sparketrinn) 573 t
Start trykk 7200 kN 7200 kN
nyttelast 14 t (400 km LEO )
5,5 t (700 km SSE )
7 t ( IGSO )
5 t LTO ( måneoverføringsbane )
1. etappe (K-3-1)
høyde 26 m
diameter 3,35 m
Startmasse 186 t
Motor 2 × YF-100 med startkraft på 1200 kN hver
brensel 174 tonn flytende oksygen og rakettfotogen
Booster (4 × K-2-1)
høyde 26,5 moh
diameter 2,25 m
Startmasse 81,5 t
Motor 1 × YF-100 med startkraft på 1200 kN
brensel 75,5 t flytende oksygen og rakettfotogen
2. etappe (K-3-2)
høyde 11,5 moh
diameter 3,35 m
Startmasse 71 t
Motor 4 × YF-115 med vakuumkraft på 180 kN hver
brensel 65 tonn flytende oksygen og rakettfotogen
3. trinn (H-3-3), kun med CZ-7A
høyde 12,4 moh
diameter 3 m
Motor 2 × YF-75 gjenantennelig med 78 kN vakuumkraft hver
brensel flytende oksygen og flytende hydrogen

Startliste

Dette er en liste over alle lanseringer av CZ-7 fra 29. mai 2021.

Seriell Nei. Dato (UTC) Missiltype Start nettstedet nyttelast Type nyttelast Nyttelastvekt bane Merknader
1 25. juni 2016
12:00
CZ-7 / YZ-1A Wenchang 102
Returkapsel av multifunksjonelt romskip Aoxiang Zhixing
Tiange Feixingqi 1
Tiange Feixingqi 2
Aolong 1
ZGZ Shiyan Zhuangzhi
Prototype av en ny innføringskapsel
Technologieerprobungssatellit / 12U- Cubesat
Technologieerprobungssatellite
Technologieerprobungssatellit
Technologieerprobungssatellit
Technologieerprobung (festet til øvre nivå)
? LEO Suksess , testflyging, første flytur til Langer Marsch 7
2 20. april 2017
11:41
CZ-7 Wenchang 102 Tianzhou-1
SilkRoad-1 (Silu-1)
Ubemannet romfartøy for Tiangong 2
jordobservasjon / Cubesat
12.910 kg LEO suksess
3 16. mars 2020
13:34
CZ-7A Wenchang 102 新 技术 试验 六号 (Xīn jìshù shìyàn liù hào) Satellitt for testing av teknologi GTO Feil
4. plass 11. mars 2021
17:51
CZ-7A Wenchang 102 Shiyan-9 Satellitt for testing av teknologi GTO suksess
5 29. mai 2021
12:55
CZ-7 Wenchang 102 Tianzhou-2 Ubemannet romfartøy for den kinesiske romstasjonen 13.340 kg LEO suksess

Individuelle bevis

  1. a b 陈洁:中国 空间站 在 轨 建造 第二 战 打响! 七号 遥 三 火箭 成功 成功 发射 天 舟 二号 货运 飞船. I: spaceflightfans.cn. 29. mai 2021, åpnet 30. mai 2021 (kinesisk).
  2. ^ Daniel Maurat: Long 5/6 / 7. In: raumfahrer.net. 5. november 2011, åpnet 24. februar 2020 .
  3. 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. I: theory.gmw.cn. 26. juni 2016, åpnet 23. februar 2020 (kinesisk).
  4. 李国利 et al.:长征 七号 诞生 全记录. I: xinhuanet.com. 26. juni 2016, åpnet 23. februar 2020 (kinesisk).
  5. nasaspaceflight.com: Kina debuterte med hell 7. mars rakett | NASASpaceFlight.com , åpnet 26. juni 2016
  6. 李四:研究所. I: zhuanlan.zhihu.com. 2. mars 2021, åpnet 13. mars 2021 (kinesisk).
  7. a b Deng Xiaoci og Fan Anqi: Long March-7A trekker av comeback-show etter mislykket debutoppdrag for 300 dager siden. I: globaltimes.cn. 12. mars 2021, åpnet 13. mars 2021 .
  8. 宋征宇 、 肖 耘 et al.: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) I: jdse.bit.edu.cn. 17. mai 2020, s. 8 f , åpnet 13. mars 2021 (kinesisk).
  9. a b c 谢瑞强:走过 至 暗 时刻 : 从 首飞 失利 到 复 飞 , 长 七 A 团队 的 三百 多 天. I: thepaper.cn. 12. mars 2021, åpnet 13. mars 2021 (kinesisk).
  10. a b 郑恩 红:长 七 A 火箭 归零 、 复 飞 记. I: spaceflightfans.cn. 12. mars 2021, åpnet 12. mars 2021 (kinesisk).
  11. a b 唐肇 求:长 八 首飞 背后 的 “火箭 拼命三郎”. I: spaceflightfans.cn. 23. desember 2020, åpnet 13. mars 2021 (kinesisk).
  12. 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. I: theory.gmw.cn. 26. juni 2016, åpnet 24. februar 2020 (kinesisk).
  13. 长征 七号 甲. I: m.calt.com. Hentet 22. februar 2020 (kinesisk).
  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. I: cnsa.gov.cn. 12. mars 2021, åpnet 17. mars 2021 (kinesisk).
  15. 李国利 et al.: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. I: gov.cn. 26. juni 2016, åpnet 25. februar 2020 (kinesisk).
  16. ^ Daniel Maurat: Long 5/6 / 7. In: raumfahrer.net. 5. november 2011, åpnet 25. februar 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. I: spaceflightfans.cn. 12. mars 2021, åpnet 12. mars 2021 (kinesisk).
  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. I: k.sina.com.cn. 22. januar 2020, åpnet 25. februar 2020 (kinesisk).
  19. 我国 载人 火箭 可靠性 国际 领先. I: calt.spacechina.com. 16. desember 2016, åpnet 25. februar 2020 (kinesisk).
  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. I: spaceflightfans.cn. 5. mars 2021, åpnet 12. mars 2021 (kinesisk).
  21. 蒋正翔:长征 七号 为 我国 新一代 中型 运载火箭. I: theory.gmw.cn. 26. juni 2016, åpnet 23. februar 2020 (kinesisk).
  22. 李国利 et al.:长征 七号 诞生 全记录. I: xinhuanet.com. 26. juni 2016, åpnet 23. februar 2020 (kinesisk).
  23. SpaceFlight101: Lang 7. mars - Raketter , åpnet 26. juni 2016
  24. 长征 七号 甲. I: m.calt.com. Hentet 22. februar 2020 (kinesisk).