Lang 9. mars

Long March 9 , LM-9 for kort ( kinesisk 長征九號 / 长征九号, Pinyin Chang Jiǔháo , CZ-9 for kort ) er en familie av super-tunge raketter fra de Folkerepublikken Kina som er utviklet av det Kina Aerospace Science and Technology Corporation . Den grunnleggende versjonen av raketten vil primært tjene til å transportere komponenter som veier opptil 50 t for den bemannede månebasen ut i rommet fra 2030 , men vil også bli brukt til prøveinnhentingsoppdraget til Mars . På grunn av den store diameteren, kan ikke raketten transporteres med tog og må starte fra Wenchang Cosmodrome på Hainan Island .

historie

I forbindelse med Måneprogrammet til Folkerepublikken Kina , som startet 24. januar 2004, begynte det statseide China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), hovedentreprenøren i den kinesiske romindustrien , å utarbeide de første konseptene og mulighetsstudier for en supertung bærerakett fra 2010 og utover. I løpet av de neste fem årene kom tre varianter med en startvekt på mellom 3000 og 4000 tonn hver fra de opprinnelig flere titalls utkast:

• En tretrinns rakett med 10 meters diameter og fire boostere, hver på 3,35 meter i diameter. Den første fasen skal ha fire motorer som arbeider med flytende oksygen og rakettfotogen , hver med 4800 kN skyvekraft, boostere har hver en slik motor. 2. trinn skal ha to thrustere som arbeider med flytende oksygen og flytende hydrogen , hver med 2000 kN skyvekraft, 3. trinn to oksygen / hydrogen thrustere med 720 kN skyvekraft hver. Raketten ville ha vært 100 m lang og kunne ha fraktet 100 t i bane på lav jord og 35 t i bane til månen.
• En to-trinns rakett med en diameter på 9 m og fire boosters med fast drivstoff, hver 3,5 m i diameter. Boostene skulle deles inn i fem suksessivt arrangerte seksjoner, hvor drivstoffpåfyllingen brant av hverandre og skulle generere en skyvekraft i størrelsesorden på ca 10.000 kN. Den første fasen av denne 101 m lange raketten ville ha blitt utstyrt med fem oksygen / hydrogenmotorer på 2000 kN hver, den andre etappen med en oksygen / hydrogenmotor på 2000 kN.
• En to-trinns rakett med en diameter på 9 m og fire boosters for flytende drivstoff, hver på 3,35 m i diameter. Den første fasen av denne 98 m lange raketten skal ha fire oksygen / parafinmotorer med 6500 kN trykk, hver boostere har hver en slik motor. 2. trinn skal ha to oksygen / hydrogenmotorer med en skyvekraft på 2000 kN hver.

I sammenligningen av totrinns varianter med faste og flytende drivstoffforsterkere kunne ikke solid state-versjonen seire. Når en fast bensinmotor har tent, er den ikke lenger kontrollerbar - den går til drivstoffet er brukt opp. Den gang hadde Kina ingen erfaring med sidemonterte drivstoffforsterkere; Å konstruere disse i den størrelsen som kreves for CZ-9 slik at alle fire når slutten av sin brenntid på nøyaktig samme tid, er vanskelig og ville ha stilt høye krav til kjernetrinnets posisjonskontroll.

Et annet problem var startkraften, og dermed maksimal nyttelast. Den opprinnelig planlagte versjonen av tretrinns raketten hadde bare en skyvekraft på 38.400 kN og kunne dermed bringe 35 t på vei til månen. Stasjonering av et fast mannskap på månen planlagt for det tredje store trinnet i Folkerepublikken Kinas måneprogram, krevde imidlertid transport av levende moduler etc. i størrelsesorden 50 t (til sammenligning: modulene i det kinesiske rommet stasjon veier nesten 25 t). Dette var ikke gjennomførbart selv med de kraftigste av de originale variantene, den to-trinns raketten med flytende drivstoffforsterkere, som hadde en skyvekraft på 52.000 kN. Derfor, i 2015, da den grundige utdypningsfasen begynte, ble en fjerde variant valgt:

• En tretrinns rakett som veier godt 4000 t med en diameter på 9,5 m og fire boosters for flytende drivstoff, hver 5 m i diameter. Den første fasen var å ha fire motorer som arbeidet med flytende oksygen og rakettfotogen, hver med 4800 kN skyvekraft, boostere hver med to slike motorer, noe som resulterte i en total startkraft på 57 600 kN ved havnivå. 2. trinn skal ha to thrustere som arbeider med flytende oksygen og flytende hydrogen, hver med 2200 kN vakuumkraft, og tredje trinn fire oksygen / hydrogen thrustere med 250 kN vakuumkraft hver. Raketten ville ha vært 93 m lang og kunne ha transportert de nødvendige 50 ton inn i en overføringsbane til månen.

Da det kinesiske akademiet for lansering av kjøretøyteknologi og akademiet for flytende rakettmotorteknologi, begge forretningsdivisjonene i CASC, i 2016, med begynnelsen av den 13. femårsplanen , offisielt begynte å utvikle sentrale teknologier for prosjektet, ble denne varianten vedtatt . Bare den totale lengden på raketten inkludert nyttelastkapsling økte fra 93 m til 103 m, mens alle andre parametere for raketten - diameter, startvekt, startkraft, maksimal nyttelast - forble den samme. Etter at det hadde blitt gjort gode fremskritt innen produksjon av mellomringer med en diameter på 9,5 m for rakettens bærende konstruksjon, segmenter for tanker av samme størrelse og for motorer, bestemte statsrådet for Folkerepublikken Kina endelig i tidlig i 2021 for å bygge raketten. Prosjektet har blitt finansiert fra fondet for nasjonale vitenskapelige og tekniske storskala prosjekter siden 2016 . Per 31. desember 2020 hadde 1,5 milliarder yuan blitt brukt (ca 1,5 milliarder euro i kjøpekraft). De totale utviklingskostnadene for å ta den grunnleggende versjonen av raketten i bruk ble estimert til 100 milliarder yuan tidlig i 2021.

Tekniske spesifikasjoner

Fremtidig utvikling

Den grunnleggende versjonen av raketten kan også bære en nyttelast på 140 t til 150 t i lav jordbane, men den er primært ment for bruk i forbindelse med måneprogrammet. Mindre versjoner av raketten skal utvikles for transport av middels tunge belastninger i jordbaner fra 2030: Changzheng 9A med bare to boostere og en nyttelast på 100 t i jordbane, samt Changzheng 9B uten booster , men med fem YF-motorer -130 på første trinn og med en nyttelast på 50 t i bane med lav jord. Imidlertid kan begge varianter også transportere nyttelast i overføringsbaner til månen og Mars: CZ-9A (startmasse 2661 t, startkraft 39.150 kN) 35 t til månen og 28 t til Mars, CZ- 9B (startmasse 1964 t, startkraft 24.470 kN) 20 t til månen og 12 t til Mars.

I planleggingsfasen av prosjektet ble det tatt en bevisst beslutning mot gjenbrukbarhet av raketten, blant annet for å forenkle motordesignet - med en engangsrakett trenger motorene bare å jobbe i noen minutter - og for å redusere utviklingen kostnader. Fra 2030 er planen imidlertid å jobbe mot en delvis gjenbrukbarhet av raketten i en andre utviklingsfase med nye YF-135-motorer. På rundt 3670 kN har YF-135 lavere trykk enn YF-130, men 16 av disse motorene skal brukes i første trinn og deretter lande vertikalt, som første trinn i Changzheng 8R . I motsetning til den raketten har den delvis gjenbrukbare versjonen av Changzheng 9 ingen boostere. Den andre fasen er å arbeide med fire oksygen / hydrogenmotorer, hver med en skyvekraft på 1200 kN, den tredje fasen med en slik motor. Diameteren til det første og andre trinnet skal være 10,6 m, det tredje trinnet 7,5 m, og det for nyttelastet 9 m. Nyttelasten for en jordbane er beregnet til å være 150 t og 53 t for overføre bane til Månen. Lanseringsmassen til den delvis gjenbrukbare raketten sies å være litt lavere enn den grunnleggende versjonen på 4122 t, lanseringen skyv litt høyere ved 58730 kN. Den totale lengden på raketten er 108 m, 5 m lengre enn grunnversjonen.

I en tredje utviklingsfase skal rakettens egenvekt reduseres med nye materialer - aluminiumslegeringer brukes for tiden til tankene og den bærende strukturen - for å øke den maksimale mulige nyttelasten for en jordbane til 200 t . Dette er ment å oppfylle kravene til konstruksjon av romtransportsystemet for bemannet Mars-leting og det orbitale solkraftverket , sistnevnte i en geostasjonær bane .

Sammenligning med andre kraftige missiler

De kraftigste lanseringsbilene som for øyeblikket er tilgjengelige eller under utvikling for transport med lav jordbane (LEO) er:

rakett	Produsent	trinn	Sideforsterker	maks. belastning (LEO)	maks. belastning ( GTO )	gjenbrukbar	interplanetære oppdrag	bemannede oppdrag	Første fly
CZ-9	Folkerepublikken Kina KALT	3	4. plass	140 t	66 t	Nei	planlagt	ikke planlagt	ca 2030
SLS-blokk 1B	forente stater Boeing	2	2	105 t	ikke spesifisert	Nei	planlagt	planlagt	2025 (planlagt)
Stjerneskip	forente stater SpaceX	2	-	> 100 t 1	21 t (> 100 t 2 )	Helt	planlagt	planlagt	2021 (planlagt)
SLS-blokk 1	forente stater Boeing	2	2	95 t	ikke spesifisert	Nei	planlagt	planlagt	2021 (planlagt)
Falcon Heavy	forente stater SpaceX	2	2	64 t	27 t	Første trinn, side booster, nyttelast fairing	Ja	ikke planlagt	2018
Nye Glenn	forente stater Blå opprinnelse	2	-	45 t 1	13 t 1	Første etappe	mulig	planlagt	2022 (planlagt)
Angara A5V	Russland Khrunichev	3	4. plass	37,5 t	12 t	Nei	planlagt	planlagt	2027 (planlagt)
Delta IV Heavy	forente stater ULA	2	2	29 t	14 t	Nei	Ja	Nei	2004
Vulcan	forente stater ULA	2	Sjette	27 t	13,6 t	Nei	planlagt	planlagt	2021 (planlagt)
CZ-5	Folkerepublikken Kina CASC	2-3	4. plass	25 t	14 t	Nei	Ja	ikke planlagt	2016

Individuelle bevis

1. ↑ ^{a b c d e f} 巅峰 高地: 长征 九号重型 火箭 新 节点 ： 两 型 整机 装配 装配 完成 ， 梦想 照 进 现实. I: zhuanlan.zhihu.com. 6. mars 2021, åpnet 9. mars 2021 (kinesisk). 
2. ↑ Zhao Lei: Mighty Long 9. mars rakett satt til debut i 2030. I: chinadailyhk.com. 26. november 2020, åpnet 10. mars 2021 . 
3. ^ Andrew Jones: Kina avslører detaljer for super-heavy-lift Long March 9 og gjenbrukbare Long March 8 raketter. I: spacenews.com. 5. juli 2018, åpnet 10. mars 2021 . 
4. ↑ Andrew Jones: Kina Space News Update - Issue # 4. I: getrevue.co. 2. mars 2021, åpnet 10. mars 2021 . 
5. ↑ 国家 航天 局 表示 我国 将 重型 — —— 长征 九号. I: spaceflightfans.cn. 24. februar 2021, åpnet 10. mars 2021 (kinesisk). 
6. ↑ 长征 九号. I: calt.com. Hentet 9. mars 2021 (kinesisk). 
7. ↑ ^{a b} 长征 九号 方案 大 改 ， 拜 入 多 发 并联 神教. I: spaceflightfans.cn. 25. juni 2021, åpnet 25. juni 2021 (kinesisk). 
8. ↑ 郑孟伟 et al.:我国 大 推力 氢氧 发动机 发展 思考. (PDF; 727 KB) I: spaceflightfans.cn. 10. desember 2018, s. 17 , åpnet 10. mars 2021 (kinesisk). 
9. ↑ Starship Users Guide Revisjon 1.0 (PDF, 2 MB; side 5) på SpaceX-nettstedet, mars 2020, åpnet 19. mars 2021.