Lang 8. mars

The Long March 8 ( kinesisk 长征八号, Pinyin Chang Bahao , CZ-8 for kort ) er en familie av middels tunge lanseringen kjøretøyer utviklet av kinesiske akademiet for Launch Vehicle Technology . Den første lanseringen av raketten fant sted 22. desember 2020. I versjonen CZ-8R skulle de fra omtrent 2025 - i likhet med den amerikanske Falcon 9  - være delvis gjenbrukbare . Hoveddesigneren av Changzheng-8-missilet er Song Zhengyu (宋征宇, * 1970).

Utviklingshistorie

Den modulære designen til den nye Changzheng-missilgenerasjonen forkortet utviklingstiden til CZ-8 betraktelig. Under den ordinære generalforsamlingen i det kinesiske folks politiske rådgivende konferansen i mars 2015, avslørte Liang Xiaohong (梁小虹), CPPCC-medlem for China Science and Technology Association (中国科学技术协会) og styreleder for China Academy of Launch Vehicle Technology at hans selskap var på grunnlag av de eksisterende systemene arbeidet med en bærerakett, allerede kalt "Changzheng 8" den gang, som skulle lukke det kinesiske gapet i solsynkrone baner (på den tiden kunne Kina bare transportere nyttelast på opptil 2 t i slike baner). I september 2016 ble en modell av den nye raketten vist for første gang på den årlige generalforsamlingen i Association for Science and Technology i Xi'an . På den tiden ble Changzheng 8 presentert som en miljøvennlig rakett - det andre trinnet bruker flytende hydrogen som drivstoff - som det nå var mulig å føre en nyttelast på 3–4,5 t inn i en solsynkron bane, som sikrer høy presisjon i kontrollen av missilet som kreves.

I mai 2017 godkjente statsrådet for Folkerepublikken Kina byggingen av Changzheng 8, og det ble opprettet en prosjektgruppe ved Academy for Launch Vehicle Technology under ledelse av Xiao Yun (肖 耘). Song Zhengyu, som allerede hadde jobbet som viseadministrerende designer for Changzheng 2F og Changzheng 7, ble sjefsdesigner for raketten, som fra begynnelsen hadde som mål å holde kostnadene så lave som mulig for å gjøre den konkurransedyktig på det internasjonale markedet . Takket være bruken av eksisterende komponenter (se nedenfor) tok det bare 1316 dager, dvs. rundt tre og et halvt år, fra den offisielle godkjenningen til den første flyvningen. Dette er en veldig kort utviklingstid for en rakett.

På den tiden ble det fulgt en hel rekke tilnærminger for å oppnå ønsket kostnadsinneslutning, fra å erstatte hydraulisk styrte ventiler med slike elektriske konstruksjoner til å senke kvalitetskravene i produksjonen og bevisst akseptere et visst antall falske starter. I tillegg spurte mange mennesker i Kina etter Falcon 9 Flight 20 den 22. desember 2015, der SpaceX trygt kunne bringe den første fasen av en rakett tilbake til jorden og lande den vertikalt, om det ikke skulle bygges gjenbrukbare raketter. også. I 2017 sa Lu Yu (鲁 宇), styreleder for vitenskaps- og teknologikommisjonen i CALT (en slags "styret") til pressen at selskapet for tiden arbeidet med to metoder: vertikal landing med egen motor og fallskjerm. landing. På den tiden hadde CALT allerede gjennomført praktiske tester på begge tilnærminger. I november det året ble beslutningen tatt om å lande loddrett. På en konferanse 24. april 2018, forklarte Long Lehao ​​(龙 乐 豪, * 1938), ansvarlig for alle Changzheng-missiler ved CALT, at de allerede jobber med et delvis gjenbrukbart missil basert på Changzheng 8, som på lignende måte til på den amerikanske Falcon 9, kunne en scene med egen motor lande loddrett. I et foredrag ved Beijing University tidlig i juli 2018 presenterte han et konsept der de to boosters av Changzheng 8 forble på første etappe og landet sammen med det. Den første demonstrasjonen av en vertikal landing er å finne sted i 2021, den første flyturen av denne varianten er planlagt rundt 2025.

konstruksjon

I likhet med Changzheng 5 er forskjellige varianter planlagt for totrinnsraketten :

  • Basisversjonen CZ-8 med to boostere. Det er to undervarianter av dette:
    • Den CZ-8 / ZH , den såkalte "kombinasjonstype" (组合型, Zǔhé Xing ), hvor de to boostere kan separeres. Denne varianten, som ble lansert for første gang 22. desember 2020, brukes til krevende satellittoppskytninger.
    • Den CZ-8 / RH , den såkalte "sammensmeltet type" (融合型, Ronghe Xing ), hvor de to forsterkere er fast forbundet med kjernen trinnet. Denne varianten brukes til kommersielle lanseringer til en konkurransedyktig pris.
  • Den CZ-8A uten en booster.
  • CZ-8R, som fremdeles er under utvikling, har to boostere som er permanent festet til den første fasen, hvor hele kjernetrinnsforsterkergruppen kan gjenbrukes.

CZ-8

Den første fasen av raketten er nesten identisk med den første fasen av den mellomstore bæreraketten Changzheng 7 eller K-3-boosteren til Changzheng 5, komplett med de to YF-100-motorene utviklet for denne rakettfamilien . Den andre fasen tilsvarer den tredje fasen av Changzheng 3A , med en diameter på 3 m og to YF-75-motorer . To-trinns raketter med fast brensel med en diameter på 2 m og en skyvekraft på 120 kN ble planlagt for de to boosterne i februar 2017, som Academy for Solid Rocket Engine Technology for tiden jobbet med. Men så byttet de til K-2 boostere i Changzheng 7, som ble vellykket lansert 25. juni 2016 og 20. april 2017, med en diameter på 2,25 m og hver med en YF-100 motor med flytende oksygen og rakett parafin. som drivstoff. Rakettens nyttelast har en diameter på 4,2 m.

Raketten består av standardiserte komponenter og kan, takket være nye produksjonsmetoder, produseres relativt raskt. For eksempel er tankbunnen ikke lenger sveiset sammen fra individuelle "kronblad" -segmenter, men i stedet dannet av ett stykke. Dette reduserer produksjonstiden for denne komponenten med 80%. Academy for Launch Vehicle Technology antar at når en serieproduksjon har startet, vil et rakett forlate fabrikken 12 måneder etter at kunden har signert kontrakten.

CZ-8R

I den gjenbrukbare varianten (改进型, Gǎijìn Xíng "Improved Type", på internasjonalt språk "CZ-8R"), i stedet for de vanlige YF-100-motorene, skal en videreutviklet versjon brukes til første trinn og boostere, som - i motsetning til YF-100K, som også er under utvikling, med 785 kN - den har full 1200 kN skyvekraft, kan antennes flere ganger og strupes ned til 65%. Under den første flyvningen til en CZ-8 / ZH 22. desember 2020 var disse motorene allerede testet, men skyvekraften der ble bare redusert til 77,5%.

Den første fasen av CZ-8R, etter å ha skilt seg fra den andre fasen, er å gå tilbake til jorden og lande på en ubemannet flytende landingsplattform i sjøen. I likhet med Falcon 9 har den fire gitterfinner for å kontrollere nedstigningen gjennom atmosfæren og fire utfellbare landingsben. En videoanimasjon av en CZ-8-flytur publisert 18. januar 2020 viser at de to sideforsterkerne forblir koblet til den første fasen under hele flyet, som i konseptet presentert av Long Lehao ​​i juli 2018. Støttearmene på boosterne som var planlagt å peke vekk fra kjernetrinnet i 2018, dvs. en landing på seks ben, er ikke lenger planlagt. I november 2017 satte Academy for Launch Vehicle Technology seg som mål å lande den andre etappen med sin egen motor igjen innen 2030, og dermed gjøre raketten fullstendig gjenbrukbar. Fra og med 2020 ble raketter vertikalt bare sett på som en midlertidig løsning til gjenbrukbare romskjermere ville være klare til bruk i 2030.

Konstruksjonen, som ved første øyekast virker uvanlig, med boostere som er godt koblet til kjernetrinnet, ble valgt etter nøye veiing av alle faktorer. Med Changzheng 8 representerer den første fasen sammen med de to boosterne 70% av kostnaden for raketten. Hvis du lander alle tre komponentene samtidig, trenger du bare en kontrollenhet. I tillegg øker vekten på den fallende enheten, noe som gjør det lettere å kontrollere motorene. Siden motorene i kjernetrinnet og motorene i booster vekselvis kan antennes under bremseprosessen, reduseres antall tenningsprosesser for den enkelte motor, noe som reduserer risikoen for funksjonsfeil.

Fordi boostere ikke kastes etter at de har brent ut, reduseres den maksimale mulige nyttelasten til raketten, hvor vekten allerede er økt av gitterfinnene, landingsbenene og den nødvendige elektronikken. Likevel - selv med tanke på kostnadene for returtransport, vedlikehold osv. - ville det ikke være mulig å operere billigere enn grunnversjonen CZ-8 / ZH hvis bare første etappe ville lande, selv om den ble gjenbrukt tyve ganger . Når det gjelder den sammenslåtte versjonen, motregner imidlertid merkostnadene for gjenbruk hverandre fra fjerde start. Fra rundt tiende gjenbruk reduseres kostnadene per lansering ikke lenger, men ligger på rundt 80% av engangsraketten.

Oppdragsprofil

Med sin relativt lille diameter startet Changzheng 8 fra både Wenchang Satellite Launch Center og fra Jiuquan Satellite Launch Center fra. Det er for tiden (2020) primært ment å bringe nyttelast (spesielt jordobservasjonssatellitter ) inn i solsynkron bane . Maksimal vekt avhenger av den spesifikke høyden på banen. I en høyde av 700 km, som i den første flyturen 22. desember 2020, er 4,5 tonn mulig, med en lav bane på 500 km opp til 5 tonn, med en høy solsynkron bane på 1500 km bare 3 tonn. Banen til solsynkrone satellitter er vanligvis tilbøyelig med omtrent 90 ° - 99 ° til ekvator, den er mer eller mindre en polar bane . Kinas nordligste kosmodrom, Jiuquan, er bedre egnet for disse oppdragene, da mindre jordrotasjon må kompenseres for når du tar av i nord (eller sør) retning .

For andre baner er Wenchang på øya Hainan , sør i Kina, bedre egnet, siden det kan startes i østlig retning med den ekstra skyvekraften fra jordens rotasjon. Med Changzheng 8 kan nyttelast på opptil 8,1 tonn føres inn i baner med lave jorda som er litt tilbøyelige mot ekvator , både enkeltsatellitter og konstellasjoner (raketten har muligheten til å distribuere flere satellitter). Når du tar avsted i en geostasjonær overføringsbane , er en maksimal nyttelastvekt på 2,8 tonn mulig, hvor man først og fremst tenker på mindre satellitter med ionedrift . Det kinesiske akademiet for lansering av kjøretøyteknologi kunngjorde at det opprinnelig ville gjennomføre rundt et dusin lanseringer per år med Changzheng 8, og senere mer enn 20 lanseringer per år. Det er stor etterspørsel, spesielt etter lanseringer i solsynkrone baner. The China Great Wall Industry Corporation , som markedsfører raketten, var i stand til megler fire av de fem nyttelast spor (Hisilicon-en, Yuanguang, ET-Smart-RSS og Tianqi 8) til privatkunder helt fra starten.

Prosess med startforberedelser

Mål

Målet er å bare trenge veldig kort tid for å forberede lanseringen av denne raketten under optimale forhold. Togtransporten fra Beijing til Jiuquan Cosmodrome tar to dager, sjøtransporten fra Tianjin til Hainan - avhengig av været - omtrent en uke. Etter å ha ankommet kosmodromet, blir første trinn, andre trinn og boostere samlet i horisontal stilling i løpet av en dag og løftet på et flerhjulstransportbil som ligner på bæreraketten til Kuaizhou-1A . Test og montering av nyttelastene skjer i løpet av de neste tre dagene. Etter en annen dag med forberedende arbeid, dvs. den sjette dagen etter ankomst, kjøres den ferdig monterte raketten til lanseringsstedet og reises. Etter tre og en halv dag med ytterligere tester og tilkobling av drivstofflinjene, vil raketten fylles på igjen en halv dag før start. Denne formen for lanseringsklargjøring, som også krever bygging av en spesiell, forenklet lanseringsrampe på kosmodromene, skal brukes for første gang i 2022. Byggingen av en sjøskyting for raketter med kryogene drivmidler på Jiuquan Cosmodrome begynte på sensommeren 2020 (foreløpig er det bare raketter med drivmidler lagret ved romtemperatur som kan sendes ut derfra ). Opprinnelig burde 12 lanseringer per år i nær-jorda og solsynkrone baner være mulig der.

Testene, som bare varer noen få dager, burde være mulige fordi raketten i stor grad sjekker seg selv, bruker et kunstig nevralt nettverk for å tolke måledataene, og etter nøye oppveiing av sannsynlighetene, reparerer eventuelle feil selv, hvis mulig. Disse prosessene overføres til bakkesystemet via radio og kabel slik at teknikere kan gripe inn om nødvendig. Antall bakkepersonell er imidlertid betydelig lavere sammenlignet med tradisjonelle lanseringsforberedelser, noe som er en annen faktor for å redusere kostnadene og øke rakettens konkurranseevne. Kina er altså i den globale trenden for høyautomatiserte og kostnadseffektive rakettoppskytninger, som India for eksempel strever etter med SSLV og det amerikanske selskapet Astra Space allerede praktiserer.

Fremgangsmåte for første flytur

Under den første flyvningen 22. desember 2020 ankom ingeniørene kosmoset 22. oktober, nøyaktig to måneder i forveien, for å montere og sjekke raketten, fortsatt på den tradisjonelle måten i vertikal posisjon. 16. desember 2020 klokka 00:20 UTC ble raketten kjørt ut av romfartøyets monteringsbygning på et mobilt lanseringsbord og brakt til skyteplassen 2,8 km unna. Deretter ble lanseringen opprinnelig planlagt til 20. desember klokken 04:00 UTC forsinket med to dager på grunn av sterk vind i stor høyde, selv om desember, dvs. i den asiatiske tørrsesongen, faktisk er den beste tiden for rakettoppskytninger. De 10 dagene med forberedelser til lanseringen er bare realistiske for Jiuquan-kosmodromet i Gobi-ørkenen, hvor det er 300 dager med flytur i året.

Tekniske spesifikasjoner

modell CZ-8
trinn 2
høyde 50,3 m
diameter 3,35 m
Startmasse 356 t
Start skyvekraft 4800 kN
nyttelast 4,5 t SSO
8,1 t LEO
2,8 t GTO
1. etappe (K-3-1)
høyde 26 m
diameter 3,35 m
Motor 2 × YF-100 med startkraft på 1200 kN hver
brensel flytende oksygen og rakettfotogen
Booster (2 × K-2-1)
høyde 26,5 moh
diameter 2,25 m
Motor 1 × YF-100 med startkraft på 1200 kN hver
brensel flytende oksygen og rakettfotogen
2. etappe (H-3-2)
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 fullstendig liste over CZ-8-lanseringer fra 11. mars 2021.

Dato ( UTC ) Start nettstedet nyttelast Type nyttelast Bane 1 Merknader
22. desember 2020
04:37
Wenchang 201 Folkerepublikken KinaFolkerepublikken KinaXYZ-7 Haisi-1 Yuanguang ET-Smart-RSS Tianqi 8
Folkerepublikken KinaFolkerepublikken Kina
Folkerepublikken KinaFolkerepublikken Kina
EtiopiaEtiopia
Folkerepublikken KinaFolkerepublikken Kina
Teknologiprøving
satellitt Jordobservasjonssatellitt
Forskningssatellitt
Jordobservasjonssatellitt
Kommunikasjonssatellitt
SSO suksess
1Sti som nyttelasten skal frigjøres fra øverste trinn; ikke nødvendigvis målbane for nyttelasten.

Individuelle bevis

  1. a b c d e f g 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, åpnet 5. mars 2021 (kinesisk).
  2. ^ Andrew Jones: Kina ruller ut lang 8. mars rakett til testflyging i helgen. I: spacenews.com. 18. desember 2020, åpnet 18. desember 2020 .
  3. 宋征宇 校友 荣获 “中国 青年 五四 杰出 贡献 奖章”. I: zuaa.zju.edu.cn. Hentet 22. desember 2020 (kinesisk).
  4. 王 喆 、 仝宗 莉:中国 人民 政治协商会议 第十二届 全国 委员会 委员 名单. I: cppcc.people.com.cn. 4. februar 2013, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  5. 杨柳:中国 长征 系列 运载火箭 大 家族 将 添 六大 新 成员. I: news.sina.com.cn. 7. mars 2015, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  6. 火箭 院 院长 李洪 在 第十 八届 中国 科协 会上 展示 航天 60 年 科技 成就. I: calt.com. 30. september 2016, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  7. 张 素:军民 融合 科技 创新 展览会 首 现 “长征 八号”. I: chinanews.com. 24. september 2016, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  8. 李沐霖:新一代 运载火箭 长征 八号 首飞 成功. I: sasac.gov.cn. 23. desember 2020, åpnet 23. desember 2020 (kinesisk).
  9. 柴雅欣 、 叶 源 昊:长征 八号 首飞 告捷 , 火箭 回收 时代 何时 来? I: chinanews.com. 22. desember 2020, åpnet 23. desember 2020 (kinesisk).
  10. 周亦颖 、 陈 晗 钰:宋征宇 : 长征 八号 总设计师 埋首 科研 十 多年. I: zuaa.zju.edu.cn. Hentet 22. desember 2020 (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 23. desember 2020 (kinesisk).
  12. 2020 长 八 首飞 、 2030 重型 火箭 首飞 、 2040 核动力 穿梭机 重大 突破 …… 未来 30 年 中国 火箭 发展 重磅 干货 都 在 这. I: calt.com. 16. november 2017, åpnet 17. februar 2020 (kinesisk).
  13. 谢瑞强:长征 八号 火箭 2020 年 首飞 , 国产 重复 使用 火箭 可 期. I: tech.163.com. 6. november 2018, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  14. Kina planlegger en rakett med en nyttelast på 140 tonn. I: fliegerrevue.aero. 9. juli 2018, åpnet 16. februar 2020 .
  15. 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 5. mars 2021 (kinesisk).
  16. Ryan Woo og Liangping Gao: Kinas nye Long March 8-rakett gjør jomfrutur. I: reuters.com. 22. desember 2020, åpnet 22. desember 2020 .
  17. 秦旭东 et al.:我国 航天 运输 系统 成就 与 展望. I: jdse.bit.edu.cn. 25. september 2016, åpnet 15. februar 2020 (kinesisk).
  18. 中国 火箭 家族 又要 添 新 丁 长征 8 号 最快 2018 年 首飞. I: tech.sina.com.cn. 28. februar 2017, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  19. 陆 贺 建 、 陈旭 、 付毅飞:我国 新一代 中型 运载火箭 固体 发动机 试车 成功. I: military.people.com.cn. 5. juli 2018, åpnet 15. februar 2020 (kinesisk).
  20. 长征 八号. I: m.calt.com. Hentet 15. februar 2020 (kinesisk).
  21. a b 【12 月中 下旬 暂定】 长征 八号 • 载荷 待定 • 火箭 首飞. I: spaceflightfans.cn. 17. oktober 2020, åpnet 17. oktober 2020 (kinesisk).
  22. a b 吴君 蒙:长征 八号 即将 首飞 未来 火箭 回收 可 常态 化. I: xinhuanet.com. 26. november 2020, åpnet 23. desember 2020 (kinesisk).
  23. ^ A b c Andrew Jones: Kina lanserer første 8. mars fra Wenchang spaceport . Spacenews, 22. desember 2020.
  24. ^ Andrew Jones: Kina forbereder seg på å lansere nye raketter som en del av presset for å øke romfartsprogrammet. I: Space.com. 14. februar 2020 (engelsk).
  25. Kina skal gjøre mer enn 40 romskytinger i 2020. I: cctvplus.com. 18. januar 2020, åpnet 16. februar 2020 .
  26. 2020 长 八 首飞 、 2030 重型 火箭 首飞 、 2040 核动力 穿梭机 重大 突破 …… 未来 30 年 中国 火箭 发展 重磅 干货 都 在 这. I: calt.com. 16. november 2017, åpnet 17. februar 2020 (kinesisk).
  27. 中国 载人 登月 计划 续. I: spaceflightfans.cn. 12. oktober 2020, åpnet 20. desember 2020 (kinesisk).
  28. 张逸 之 、 秦 宏:我国 计划 在 2045 年 实现 航班 化 航天 运输 1 小时 全球 抵达. I: xinhuanet.com. 18. september 2020, åpnet 31. oktober 2020 (kinesisk).
  29. 谢瑞强:长征 八号 火箭 2020 年 首飞 , 国产 重复 使用 火箭 可 期. I: tech.163.com. 6. november 2018, åpnet 16. februar 2020 (kinesisk).
  30. 胡 喆:长征 八号 运载火箭 芯 二级 氢氧 发动机 高空 模拟 试验 成功 预计 明年 首飞. I: xinhuanet.com. 2. desember 2019, åpnet 17. februar 2020 (kinesisk).
  31. a b c 长城 公司 在 长征 八号 首飞 任务 上 成功 发射 四颗 小 卫星. I: spaceflightfans.cn. 22. desember 2020, åpnet 22. desember 2020 (kinesisk).
  32. 中国 新一代 火箭 悉数 亮相. I: cnsa.gov.cn. 29. desember 2020, åpnet 30. desember 2020 (kinesisk).
  33. Andrew Jones: Country Space stenger i baneoppskyting med flytende metanrakett. I: spacenews.com. 19. februar 2021, åpnet 27. februar 2021 .
  34. Astra satte opp en rakettoppskytning med fem personer og kom innen sekunder etter bane . Ars Technica, 16. desember 2020.
  35. 宿 东:长征 八号 转运 , 离 首飞 没 几天 了. I: spaceflightfans.cn. 16. desember 2020, åpnet 23. desember 2020 (kinesisk).
  36. 王海 露:都说 火箭 要 择 机 发射 , 你 知道 择 的 都是 什么 吗? I: spaceflightfans.cn. 25. desember 2020, åpnet 25. desember 2020 (kinesisk).
  37. ^ Jiuquan Satellite Launch Center. I: china.org.cn. 13. oktober 2003, åpnet 23. desember 2020 .
  38. 长征 八号. I: m.calt.com. Hentet 16. februar 2020 (kinesisk).
  39. 胡 喆:长征 八号 运载火箭 芯 二级 氢氧 发动机 高空 模拟 试验 成功 预计 明年 首飞. I: xinhuanet.com. 2. desember 2019, åpnet 17. februar 2020 (kinesisk).
  40. 长征 八号 , 首飞 成功! . China Space News, 22. desember 2020. "Zhixing 1A" (智 星 一号 A) er det kinesiske navnet ET-Smart-RSS.