Lang 7. marts

Model af LM-7

The Langer Marsch 7 , LM-7 for kort ( kinesisk 長征 七號 / 长征 七号, Pinyin Chángzhēng qīhào , Changzheng-7, CZ-7 for kort ) er en familie af mellemstore bæreraketter fremstillet af China Aerospace Science and Technology Corporation i de Folkerepublikken Kina . Den første CZ-7 startede fra Wenchang Cosmodrome den 25. juni 2016 . I den grundlæggende version kan den transportere op til 14 tons i en jordbane. Hendes hovedopgave er oprindeligt lanceringen af Tianzhou- lastrummet til den kinesiske rumstation , den tretrinsvariant CZ-7A, der blev lanceret for første gang den 11. marts 2021, er transport af satellitter, der vejer op til 7 t ind i geosynkrone baner, der er tilbøjelige til ækvator .

historie

Rakettens historie går tilbage til 2006, da Wang Yongzhi , den tekniske direktør for det bemandede rumprogram for Folkerepublikken Kina , påpegede, at der var behov for et forsyningsrumskib med størst mulig lastekapacitet for at levere den planlagte modulære rumstation . Den største launcher i Kina på det tidspunkt, Changzheng 2F , var kun i stand til at transportere 8,1 t i lav jordbane (LEO), hvor rumstationen skulle placeres. Dette blev anset for at være for lille til at kunne levere stationen på en rimelig omkostningseffektiv måde.

Først tænkte man på at udvikle en forbedret version af Changzheng 2F, den såkaldte "Changzheng 2F / H", hvor "H" står for huàn () eller "ændret". Den 21. november 2008 blev den første arbejdsgruppe, der var betroet den foreløbige planlægning, nedsat ved Academy for Launch Vehicle Technology, og i januar 2009 oprettede virksomheden sit eget kontor, som fra nu af var ansvarlig for udviklingen af ​​raketten . Da stort set alt på CZ-7F var blevet ændret til det nye løftebil, fra brændstof til motorer til scenekonceptet, besluttede virksomheden i juni 2010 at give det et helt nyt navn: "Changzheng 7". Den 25. september 2010 godkendte CCP Political Bureau officielt opførelsen af ​​den modulære rumstation, og i januar 2011 blev Changzheng 7 officielt godkendt, og der blev frigivet midler.

I lighed med Changzheng 5 i 2006 var der oprindeligt fem varianter af raketten, nummereret A til E, som alle var udstyret med to kernemoduler med en diameter på 3,35 m. Denne to-trins nukleare raket kan eventuelt udvides med to eller fire boostere og delvist med et tredje, brintdrevet øvre trin. Oprindeligt var der dog fokus på udviklingen af ​​en to-trins raket med fire boostere, som oprindeligt var kendt som "CZ-7C" eller "CZ 340", dvs. "3,35 m i diameter med 4 små boostere". Senere blev slangudtrykket "Changzheng 7" etableret for denne raket.

I juli 2011 begyndte vi udviklingen af ​​den første prototype af Changzheng 7. På grund af deres relativt lille diameter, er raketten, i modsætning til Changzheng 5 , der stadig skal transporteres med jernbane, designet til både Xichang Satellite Launch Center i Sichuan og at starte fra Wenchang på øen Hainan i det sydlige Kina. De tekniske udfordringer i Wenchang er betydeligt større end i Sichuan: høj temperatur, høj luftfugtighed, højt saltindhold i luften og hyppige forekomster af regnfulde dage med 5-15 mm nedbør inden for 12 timer. I slutningen af ​​2014 blev prototypen af ​​raketten, adskilt i dens komponenter, bragt til Hainan, hvorefter montering og tankning blev øvet i næsten tre måneder. Det viste sig, at på grund af den lave temperatur på -183 ° C af det flydende ilt, der blev brugt som oxidationsmiddel, og den høje luftfugtighed på den ydre hud af raketten, dannedes frost- og dugdråber , som truede flysikkerheden. Problemet kunne løses ved yderligere isoleringsforanstaltninger, og derefter blev der sat en ny rekord for den tid, raketten kunne forblive på affyringsrampen efter påfyldning efter 24 timer. Dette gør det muligt at finde en sikker starttid til en vis grad i det skiftende tropiske vejr på Hainan.

Opførelsen af ​​den endelige prototype begyndte i maj 2015. Et år senere, den 8. maj 2016, tog raketfragtskibet Yuanwang 21, som sørgede for den virkelige raket i havnen i Tianjin , og gav dem seks dage senere, den 14. maj, efter en 1.670 sømil rejse til havnen Qinglan ved afkørsel Hainan. Dette var første gang, at et missil fra " New Generation Launch Vehicle Production Base " i Tianjin var blevet transporteret helt ad søvejen til Hainan. Den 23. maj blev raketten fuldstændig samlet. Efter en grundig kontrol forlod den rumfartøjsbygningsbygningen den 22. juni 2016, og den vellykkede første flyvning startede den 25. juni 2016 kl. 12:00 UTC.

Imidlertid endte den første flyvning med den mere kraftfulde Changzheng 7A-variant den 16. marts 2020 med fiasko. Denne raket havde ikke kun et tredje trin afledt af det tredje trin i Changzheng 3A , men der var også foretaget forbedringer af alle andre raketsystemer for at øge den maksimale mulige nyttelast yderligere. For eksempel ved Shanghai Institute for Space Propulsion, det såkaldte "Institute 801" fra Academy for Liquid Rocket Engine Technology og ved Beijing Research Institute for Automatic Control in Space, det såkaldte "Institute 12" af Chinese Academy for Launch Vehicle Technology , et intelligent holdningskontrolsystem blev udviklet, som gør det muligt for raketten uafhængigt at finde en passende bane under afbrændingstiden på 2. trin i tilfælde af problemer, hvor attitude-kontrolmotorer bidrager til fremdriften.

Efter starten kl. 21.34 lokal tid syntes alt at gå efter planen. Raketten startede fra Wenchang Cosmodrome, efter afslutningen af ​​den regelmæssige forbrændingstid, 162 sekunder efter lanceringen, blev den første fase løsrevet. På dette tidspunkt var det imidlertid allerede synligt på skærmen i kontrolrummet i cosmodrome, at motorflammerne ikke svarede til den normale form. Kort derefter, 168 sekunder efter lanceringen, eksploderede missilet.

Ingeniørerne analyserede telemetridataene den følgende morgen. Ved gradvist at eliminere det umulige kom de til den foreløbige konklusion, at den mest sandsynlige årsag til ulykken var et vakuum dannet øverst på linjen fra iltbeholderen i anden trins holdningskontrolpropeller til pumpen til en af ​​disse thrustere . Dette førte til et trykfald ved iltpumpens indgangsventil og en underskydning af den nedre grænse, som motoren havde brug for for at fungere korrekt. Holdningskontrolmotoren var ikke startet.

For at teste denne hypotese var praktiske tests og en rekonstruktion af ulykkens forløb på en reduceret motormodel nødvendig. I marts 2020 var mange fabrikker og universiteter dog stadig lukket på grund af COVID-19-pandemien . Endelig blev der fundet et universitetslaboratorium i Shenzhen, hvor eksperimenterne kunne udføres. Efter tre uger blev det konkluderet, at den oprindelige antagelse var korrekt. For at være på den sikre side blev der imidlertid udført adskillige yderligere tests og simuleringer bagefter, senere også på testbænken ved Institute 801 i Sheshan , i Beijing og på Wenchang Cosmodrome, der trak frem til oktober. Selvom ingeniørerne faktisk var meget travlt med lanceringen af ​​to Changzheng 7-raketter af den grundlæggende version, der var planlagt til 2021 i forbindelse med den kinesiske rumstation , blev fejlen - forkert planlagt kabelføring - endelig løst. I løbet af fejlfinding blev der fundet mere end 200 andre svage punkter på raketten, inklusive motorophænget og andet trin petroleumstank, som også blev løst. Den 30. december 2020 bestod den reviderede version af raketten de endelige test, og det andet forsøg på lanceringen den 11. marts 2021 var derefter en succes.

konstruktion

Changzheng 7 følger det modulopbyggede princip, der blev introduceret med Changzheng 5- køretøjerne i 2002. Da deres første trin næsten er identisk med K-3 boostere i Changzheng 5, der kan afbøjes sammen med to, siden 2000 på Academy of liquid-propellant rocket technology udviklet (AALPT) flydende motorer af typen YF-100, den giftige i stedet for hvilken , selvom det godt kan lagres, men 1, 1-dimethylhydrazin og dinitrogentetroxid bruger nu flydende ilt og raket petroleum som brændstof som med de tidligere raketter . Den samme brændstofkombination bruges i de fire boostere, som hver har en individuelt styrbar YF-100-motor og i modsætning til Changzheng 5 er forbundet til kernetrinnet på tre punkter. 174 sekunder efter start slukker boosterne deres motorer, hvorefter de afbrydes. De to motorer i første etape fortsætter med at arbejde i 14 sekunder, hvorefter den første etape adskiller sig fra raketten. Derefter adskilles det næsten 3 m lange mellemstykke, der oprindeligt var placeret mellem første og andet trin, fra det andet trin, og de fire YF-115-motorer i andet trin, der også fungerer med flydende ilt og raket petroleum, antændes. Her er to af motorerne permanent monteret, mens de to andre kan styres som et par.

Den tredje fase af Changzheng 7A svarer til den tredje fase af Changzheng 3A med to brint / iltmotorer. Derudover kastes boosterne ikke med denne variant, før afslutningen af ​​den første etages brændetid, men forbliver forbundet til den. Adskillelsen fra anden fase finder sted som et almindeligt ”raketbundt”.

13 m lang inden for den udkragede nyttelastafdækning med en diameter på 4,2 m, er der et valgfrit kick-fase type Yuanzheng 1A , en apogee-motor med en diameter på 2,8 m, som kan tændes op til 20 gange og op til syv satellitter udsættes for forprogrammeret sekvens i forskellige baner.

Efter at Changzheng 7 lancerede et Tianzhou- type forsyningsrumskib for første gang i 2017 , blev 130 aspekter af raketten redesignet. Antallet af parametre kontrolleret ved telemetri i testfasen blev reduceret. Antallet af målepunkter på raketten blev reduceret med 1/3, antallet af anvendte telemetrienheder blev reduceret med næsten halvdelen. Ikke alene førte dette til lavere produktionsomkostninger, men det var også muligt at måle nogle af de kritiske parametre mere præcist. Fra den tredje kopi af Changzheng 7, som blev lanceret den 29. maj 2021 den blev S-båndet ikke længere anvendes til transmission af måledata , men den højere frekvens K et -Band, hvilket har øget datatransmission hastighed mere end tyve gange; Alle telemetriværdier kan overvåges kontinuerligt, indtil nyttelasten suspenderes.

En af de gasflasker, der skal opretholde trykket i petroleum og ilttanke, er blevet gemt på hver booster. Bedre udnyttelse af den komprimerede gas kunne opnås gennem forbedret kontrol af ventilerne. Den maksimale nyttelast af Changzheng 7 til en bane nær jorden kunne øges fra 13,5 til 14 tons gennem disse og andre foranstaltninger.

Mission profil

Lang 7. marts (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' Ø)
Wenchang
Cosmodrome i Folkerepublikken Kina

I den indledende eufori, efter at projektet blev godkendt, blev det sagt, at Changzheng-7-familien skulle erstatte CZ-2 og CZ-3-missiler. Der er ikke længere nogen snak om det i dag. Hovedopgaven for Changzheng 7 er fortsat transporten af ​​forsyningsrumskibet Tianzhou , selvom det nye generation rumskib, der blev lanceret med Changzheng 5, vil være i drift i sin konfiguration som et lastrum. Sidstnævnte kan tage gods tilbage til Jorden, men med en maksimal nyttelastkapacitet på 4 t kan den transporteres betydeligt mindre i kredsløb end Tianzhou med 6,8 ​​t. Fra 2020 var det planlagt at bruge begge rumskibe afhængigt af kravene. Med sin nyttelastekapacitet på op til 14 t kan Changzheng 7 også let transportere 8-ton Shenzhou rumskib i en jordbund. Derfor blev den garanterede pålidelighed af missilet sat til 98% for ikke at bringe besætningens sikkerhed i tilfælde af en sådan mission. Til sammenligning: internationalt er en pålidelighed på 95% til 96% almindelig for bemandede flyrejser og 91% for ubemandede flyvninger. Pålideligheden garanteret af producenten af Changzheng 2F, der oprindeligt blev brugt til lanceringen af ​​Shenzhou rumskibe, var 97%, men blev derefter også øget til 98% for den videreudviklede version Changzheng 2F / G for flyvningerne til den kinesiske rumstation fra 2021 .

Raketten er til en vis grad velegnet til troperne, dvs. den er velegnet til Xichang- og Wenchang-kosmodromerne. Lige fra starten var de designet til at være vandtætte. Dette betyder, at Changzheng 7 også kan starte i moderat regn , hvilket i Kina er defineret som 5-15 mm pr. 12 timer. Dette er meget almindeligt ikke kun på den sydlige ø Hainan, men også i Sichuan, med undtagelse af perioden fra december til februar. I Hainan er der også problemet med havbrise uden for sommertyfonsæsonen. Changzheng 7 og dens affyringsrampe ved Wenchang Cosmodrome er designet til at modstå kraftige vinde af kraft 8 under tankning og afsluttende inspektioner , og den lodrette installation i en bygning med tunge ståldøre reducerer i høj grad den farlige tid på affyringsrampen.

Den tretrinsvariant Changzheng 7A, der blev fløjet for første gang den 11. marts 2021, er primært beregnet til at bringe satellitter fra ækvatorial Wenchang-kosmodromet til en overførselsbane for geosynkron kredsløb . Changzheng 7A udfylder derved hullet mellem Changzheng 3B , som i deres stærke version CZ-3B / E nyttelast på op til 5,5 t til et overførselsark til en tilbøjelig til den ækvatoriale geosynkron kredsløb bringer (IGSO), og 5 Changzheng med 14 t for en sådan bane. Med CZ-7A kan nyttelast på 5,5 t bringes direkte ind i en ækvatorial bane på 200 × 5000 km og 7 t på en overførselsbane for en skrå geosynkron bane. Dette tjener Kinas langsigtede mål om at opbygge satellitkonstellationer med satellitter i høje baner; lanceringsmassen for de her planlagte satellitter er 6 til 7 ton. Derudover kan Changzheng 7A transportere nyttelast på 5 t i en overførselsbane til månen (til sammenligning: Changzheng 5 transporterer op til 8 ton på en sådan landingsbane). I fremtiden vil Changzheng 7A med en udvidet nyttelastkurve og et kick-stadium også blive brugt i Mars-programmet i Folkerepublikken Kina og i asteroideforskning.

Tekniske specifikationer

model CZ-7 CZ-7A
niveauer 2 3
højde 53,1 m 60,13 m
diameter 3,35 m (10,05 m med boostere) 3,35 m (10,05 m med boostere)
Startmasse 597 t (med sparktrin) 573 t
Start stød 7200 kN 7200 kN
nyttelast 14 t (400 km LEO )
5,5 t (700 km SSE )
7 t ( IGSO )
5 t LTO (måneoverføringsbane)
1. etape (K-3-1)
højde 26 m
diameter 3,35 m
Startmasse 186 t
Motor 2 × YF-100 med startkraft på 1200 kN hver
brændstof 174 tons flydende ilt og raket petroleum
Booster (4 × K-2-1)
højde 26,5 m
diameter 2,25 m
Startmasse 81,5 t
Motor 1 × YF-100 med startkraft på 1200 kN
brændstof 75,5 t flydende ilt og raket petroleum
2. etape (K-3-2)
højde 11,5 m
diameter 3,35 m
Startmasse 71 t
Motor 4 × YF-115 med 180 kN vakuumkraft hver
brændstof 65 tons flydende ilt og raket petroleum
3. etape (H-3-3), kun med CZ-7A
højde 12,4 m
diameter 3 m
Motor 2 × YF-75 genantændelig med 78 kN vakuumkraft hver
brændstof flydende ilt og flydende brint

Startliste

Dette er en liste over alle lanceringer af CZ-7 pr. 29. maj 2021.

Seriel Ingen. Dato (UTC) Missiltype Start websted nyttelast Type nyttelast Nyttelastvægt kredsløb Bemærkninger
1 25. juni 2016
12:00
CZ-7 / YZ-1A Wenchang 102
Returkapsel af multifunktionelt rumskib Aoxiang Zhixing
Tiange Feixingqi 1
Tiange Feixingqi 2
Aolong 1
ZGZ Shiyan Zhuangzhi
Prototype af en ny genindførsel
kapsel Technologieerprobungssatellit / 12U- Cubesat
Technologieerprobungssatellite
Technologieerprobungssatellit
Technologieerprobungssatellit
Technologieerprobung (fastgjort til den øvre niveau)
? LEO Succes , testflyvning, første flyvning med Langer Marsch 7
2 20. april 2017
11:41
CZ-7 Wenchang 102 Tianzhou-1
SilkRoad-1 (Silu-1)
Ubemandet rumfragt til Tiangong 2
Jordobservation / Cubesat
12.910 kg LEO succes
3 16. marts 2020
13:34
CZ-7A Wenchang 102 新 技术 试验 六号 (Xīn jìshù shìyàn liù hào) Satellit til test af teknologi GTO Fiasko
4. plads 11. marts 2021
17:51
CZ-7A Wenchang 102 Shiyan-9 Satellit til test af teknologi GTO succes
5 29. maj 2021
kl. 12:55
CZ-7 Wenchang 102 Tianzhou-2 Ubemandet rumfragt til den kinesiske rumstation 13.340 kg LEO succes

Individuelle beviser

  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. maj 2021, adgang til 30. maj 2021 (kinesisk).
  2. ^ Daniel Maurat: Lang 5/6 / 7. marts. I: raumfahrer.net. 5. november 2011, adgang til 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, adgang 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, adgang 23. februar 2020 (kinesisk).
  5. nasaspaceflight.com: Kina debuterer med succes den 7. marts raket | NASASpaceFlight.com , adgang til 26. juni 2016
  6. 李四:研究所. I: zhuanlan.zhihu.com. 2. marts 2021, adgang til 13. marts 2021 (kinesisk).
  7. a b Deng Xiaoci og Fan Anqi: Long March-7A trækker comeback-show op efter mislykket debutmission for 300 dage siden. I: globaltimes.cn. 12. marts 2021, adgang til 13. marts 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 的 的 先行者. (PDF; 1,7 MB) I: jdse.bit.edu.cn. 17. maj 2020, s. 8 f , adgang til den 13. marts 2021 (kinesisk).
  9. a b c 谢瑞强:走过 至 暗 时刻 : 从 首飞 失利 到 飞 成功 , 长 七 A 团队 的 三百 多 天. I: thepaper.cn. 12. marts 2021, adgang til 13. marts 2021 (kinesisk).
  10. a b 郑恩 红:长 七 A 火箭 归零 、 复 飞 记. I: spaceflightfans.cn. 12. marts 2021, adgang til 12. marts 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. december 2020, adgang til 13. marts 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, adgang til 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. marts 2021, adgang til 17. marts 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, adgang til 25. februar 2020 (kinesisk).
  16. ^ Daniel Maurat: Lang 5/6 / 7. marts. I: raumfahrer.net. 5. november 2011, adgang til 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. marts 2021, adgang til 12. marts 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, adgang til 25. februar 2020 (kinesisk).
  19. 我国 载人 火箭 可靠性 国际 领先. I: calt.spacechina.com. 16. december 2016, adgang til 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. marts 2021, adgang til 12. marts 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, adgang 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, adgang 23. februar 2020 (kinesisk).
  23. SpaceFlight101: Lang 7. marts - Raketter , adgang til 26. juni 2016
  24. 长征 七号 甲. I: m.calt.com. Hentet 22. februar 2020 (kinesisk).