Debiut statku zało­go­wego „Made in China”

Kabina po lądowaniu.

Kabina po lądo­wa­niu.

W dniach 5 do 8 maja Chiny prze­pro­wa­dziły kom­plek­sowe próby jed­no­cze­śnie kilku ele­men­tów, klu­czo­wych dla ich przy­szłego pro­gramu kosmicz­nego. Przetestowano w nich kolejno – rakietę nośną w wer­sji do budowy modu­ło­wej sta­cji kosmicz­nej, pro­to­typ nowego zało­go­wego statku kosmicz­nego, który w zależ­no­ści od wiel­ko­ści sek­cji ser­wi­so­wej obsłu­gi­wać będzie wspo­mniana sta­cję, bądź posłuży do lotów w stronę Księżyca, oraz eks­pe­ry­men­talną nadmu­chi­waną osłonę ter­miczną, która może zna­cząco uła­twić zwo­że­nie na Ziemię ładun­ków z orbity oko­ło­ziem­skiej.

Ciężka rakieta kosmiczna Chang Zheng‑5 (Długi Marsz‑5) star­to­wała dotąd trzy­krot­nie, w róż­nych kon­fi­gu­ra­cjach i ze zmien­nym powo­dze­niem. W debiu­cie 3 listo­pada 2016 r. zasto­so­wano od razu jej naj­bar­dziej skom­pli­ko­waną wer­sję. Rakieta o nume­rze seryj­nym Y1 skła­dała się z czte­rech rakiet pomoc­ni­czych (każda z nich była napę­dzana dwoma sil­ni­kami YF-100), pierw­szego stop­nia z dwoma sil­ni­kami YF-77, dru­giego z parą sil­ni­ków YF-75D oraz dodat­ko­wego stop­nia Yuanzheng‑2 z dwoma sil­ni­kami wie­lo­krot­nego uru­cho­mie­nia YF-50D. Taka wer­sja, nazy­wana CZ‑5/YZ‑2 jest uży­wana do wyno­sze­nia sate­li­tów bez­po­śred­nio na orbitę geo­sta­cjo­narną. Jej moc wystar­cza do umiesz­cza­nia tam ładun­ków o masie do 4500 kg. W locie dru­gim (2 lipca 2017 r.), rakieta CZ‑5 Y2 została zmon­to­wana bez dodat­ko­wego stop­nia YZ‑2. Taka kon­fi­gu­ra­cja jest wyko­rzy­sty­wana do umiesz­cza­nia sate­li­tów o masie do 13000 kg na orbi­cie przej­ścio­wej do geo­sta­cjo­nar­nej o nomi­nal­nym puła­pie 200 – 46 000…68 000 km i inkli­na­cji 19,5°.

Przygotowania statku.

Przygotowania statku.

W przy­padku ładunku umiesz­cza­nego na orbi­cie zsyn­chro­ni­zo­wa­nej z pozor­nym ruchem Słońca (helio­syn­chro­nicz­nej) o puła­pie 600…900 km i inkli­na­cji 98°, jego masa może się­gać 15 000 kg. Lot dru­giej CZ‑5 prze­bie­gał pra­wi­dłowo aż do momentu T+347 s, kiedy to doszło do awa­rii tur­bo­pompy jed­nego z sil­ni­ków YF-77. Rakieta osią­gnęła wyso­kość 170 km i roz­pa­dła się po ponow­nym wtar­gnię­ciu w atmos­ferę. Przeprojektowanie sil­nika, jego prze­te­sto­wa­nie i ponowna cer­ty­fi­ka­cja zajęły ponad dwa lata. Powrót do służby CZ‑5 Y3 wyko­nała 27 grud­nia 2019 r. Nowo użyta CZ-5B jest naj­prost­szą wer­sją rakiety z tej rodziny. Składa się jedy­nie z pierw­szego stop­nia i czte­rech rakiet pomoc­ni­czych. Wersja taka jest w sta­nie umie­ścić na niskiej orbi­cie oko­ło­ziem­skiej o puła­pie ok. 200 km ładu­nek o masie do 23 000 – 25 000 kg. Zostanie ona użyta do wynie­sie­nia trzech modu­łów pla­no­wa­nej sta­cji orbi­tal­nej Tiangong oraz do wyno­sze­nia zało­go­wych stat­ków kosmicz­nych nowego poko­le­nia do tejże sta­cji oraz do lotów w kie­runku Księżyca.

Mierząca 53,7 m Chang Zheng-5B ma masę star­tową ponad 900 t i roz­wija ciąg około 1,2 MN. Dla ochrony jej ładunku została zbu­do­wana dwu­seg­men­towa osłona aero­dy­na­miczna o śred­nicy 5,2 m i dłu­go­ści 20,5 m. Dla rakiet rodziny CZ‑5 zbu­do­wany został w ośrodku kosmicz­nym Wenchang Satellite Launch Center na wyspie Hajnan dedy­ko­wany kom­pleks star­towy LP-101.

Statek nowego poko­le­nia

Pierwsze infor­ma­cje na temat ist­nie­nia pro­jektu nowego chiń­skiego statku kosmicz­nego poja­wiły się w maju 2016 r., przy oka­zji pierw­szego startu rakiety CZ‑7. Rakieta ta wystar­to­wała z kom­pleksu star­to­wego LP-201 ośrodka kosmicz­nego Wenchang Satellite Launch Center na wyspie Hajnan 25 czerwca 2016 r. Był to dla Chińczyków start prze­ło­mowy – zade­biu­to­wały w nim nie tylko nowy kosmo­drom i nowa, eko­lo­gicz­nie czy­sta rakieta, ale prze­te­sto­wano też sze­reg tech­no­lo­gii, tech­nik i urzą­dzeń dla potrzeb zało­go­wego pro­gramu kosmicz­nego Państwa Środka. Podstawowym ładun­kiem uży­tecz­nym był zmniej­szony do 60% rze­czy­wi­stych wymia­rów model tech­no­lo­giczny kabiny przy­szłego statku kosmicz­nego, prze­zna­czo­nego do lotów na i poza orbitę Ziemi. Miał on wyso­kość 2,3 m, śred­nicę 2,6 m i masę 2600 kg. Wyposażony był jedy­nie w sys­tem nawi­ga­cji, osłonę ter­miczną, spa­do­chrony oraz sys­tem łącz­no­ści. Dzień po star­cie, wyko­rzy­stu­jąc do wyha­mo­wa­nia sto­pień Yuanzheng-1A (kabina nie miała dołą­czo­nej sek­cji ser­wi­so­wej z sil­ni­kiem), kabina wylą­do­wała w Siziwang Qi w Mongolii Wewnętrznej, zwy­cza­jo­wym miej­scu lądo­wań stat­ków Shenzhou. Lot demon­stra­tora wypadł pomyśl­nie, wobec czego można było przy­stą­pić do pro­jek­to­wa­nia wła­ści­wego statku i budowy jego ele­men­tów.

Jak już wspo­mnia­łem, nowy sta­tek będzie wystę­po­wał w dwóch wer­sjach. Lżejsza, o masie star­to­wej ok. 14 000 kg, będzie uży­wana do lotów do pla­no­wa­nej sta­cji orbi­tal­nej Tiangong. Wersja cięż­sza, o masie star­to­wej 21 600 kg, posłuży jako sta­tek do lotów księ­ży­co­wych. Będzie skła­dać się z dwóch pod­sta­wo­wych ele­men­tów – kabiny i sek­cji ser­wi­so­wej. Kabina będzie miała kształt ścię­tego stożka o wyso­ko­ści 3,0 m i śred­nicy 3,3 m. Przeznaczona będzie dla mak­sy­mal­nie 6‑osobowej załogi, lub 3‑osobowej i ładunku o masie do 500 kg. Wyposażona będzie w andro­gy­niczny węzeł cumow­ni­czy typu iLIDS (inter­na­tio­nal Low Impact Docking System) co – przy­naj­mniej teo­re­tycz­nie – umoż­liwi jej połą­cze­nie z Międzynarodową Stacją Kosmiczną bądź pla­no­waną oko­łok­się­ży­cową LOP‑G (Lunar Orbital Platform-Gateway). W kap­sule zasto­so­wano nowa­tor­ski sil­nik na paliwo jed­no­skład­ni­kowe – azo­tan hydrok­sy­lo­aminy (HAN) o ciągu 400 N. Stosunkowo nie­tok­syczne paliwo ma uła­twić ponowne uży­cie kap­suły.

Zastosowano wymie­nialną osłonę ter­miczną o śred­nicy 3,6 m, co pozwoli na nawet 10-krotne uży­cie tej samej kabiny do misji kosmicz­nych. Lądowanie kabiny zosta­nie prze­pro­wa­dzone na spa­do­chro­nach (dwóch hamu­ją­cych i trzech głów­nych), a samo przy­zie­mie­nie na nadmu­chi­wa­nych podusz­kach amor­ty­za­cyj­nych. Objętość her­me­ty­zo­wana kabiny wynosi 11 m³. Moduł ser­wi­sowy w kształ­cie walca o śred­nicy 3,3 m będzie miał dłu­gość w zależ­no­ści od celu misji 5,8 bądź 8,8 m i będzie wypo­sa­żony w cztery sil­niki manew­rowe o ciągu 2500 N, wywo­dzące się z sil­nika Shenzhou i 20 sil­nicz­ków orien­ta­cji (paliwo tra­dy­cyjne UDMH+NTO). Zasilanie w ener­gię elek­tryczną pocho­dzi z dwóch roz­kła­da­nych paneli ogniw foto­wol­ta­icz­nych.

Statek został zapro­jek­to­wany i zbu­do­wany przez CAST (China Academy of Space Technology), głów­nym kon­struk­to­rem jest Zhang Bainan.

  • Waldemar Zwierzchlejski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE