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.

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 11m3. 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.