Lång 8 mars

The Long March 8 ( kinesiska 长征 八号, Pinyin Chángzhēng Bāhào , förkortat CZ-8 ) är en familj av medelviktiga lanseringsfordon som utvecklats av Chinese Academy for Launch Vehicle Technology . Den första lanseringen av raketten ägde rum den 22 december 2020. I versionen CZ-8R borde de från omkring 2025 - liknande den amerikanska Falcon 9  - vara delvis återanvändbara . Huvuddesignern för Changzheng-8-missilen är Song Zhengyu (宋征宇, * 1970).

Utvecklingshistoria

Den modulära designen av den nya Changzheng-missilgenerationen förkortade utvecklingstiden för CZ-8 avsevärt. Under årsstämman i mars 2015 för det kinesiska folkets politiska rådgivande konferens avslöjade Liang Xiaohong (梁小虹), CPPCC-medlem för China Science and Technology Association (中国科学技术协会) och arbetsrådsordförande för China Academy of Launch Vehicle Technology att hans företag var på grundval av de befintliga systemen arbetade med en bärraket, som redan kallades "Changzheng 8" då, som skulle täcka det kinesiska gapet i solsynkrona banor (vid den tiden kunde Kina bara transportera nyttolaster av upp till 2 ton i sådana banor). I september 2016 visades en modell av den nya raketen för första gången vid årsstämman i Association for Science and Technology i Xi'an . Vid den tiden presenterades Changzheng 8 som en miljövänlig raket - det andra steget använder flytande väte som bränsle - med vilket det nu var möjligt att bära en nyttolast på 3–4,5 ton till en solsynkron bana, vilket säkerställer hög precision i kontrollen av missilen krävs.

I maj 2017 godkände Folkrepubliken Kinas statsråd byggandet av Changzheng 8 och en projektgrupp inrättades vid Academy for Launch Vehicle Technology under ledning av Xiao Yun (肖 耘). Song Zhengyu, som redan arbetat som biträdande chefsdesigner för Changzheng 2F och Changzheng 7, blev rakets chefdesigner, som från början syftade till att hålla kostnaderna så låga som möjligt för att göra den konkurrenskraftig på den internationella marknaden. . Tack vare användningen av befintliga komponenter (se nedan) tog det bara 1316 dagar, dvs. cirka tre och ett halvt år, från det officiella godkännandet till den första flygningen. Detta är en mycket kort utvecklingstid för en raket.

Vid den tiden hade en hel rad tillvägagångssätt bedrivits för att uppnå önskad kostnadsbegränsning, från att ersätta hydrauliskt styrda ventiler med sådana elektriska konstruktioner till att sänka kvalitetskraven i produktionen och medvetet acceptera ett visst antal falska startar. Dessutom, efter Falcon 9 Flight 20 den 22 december 2015, under vilken SpaceX säkert kunde ta tillbaka den första etappen av en raket till jorden och landa den vertikalt, frågade många människor i Kina om återanvändbara raketer inte skulle byggas också. År 2017 berättade Lu Yu (鲁 宇), ordförande för vetenskaps- och teknikkommissionen på CALT (en slags "styrelse") pressen att företaget för närvarande arbetar med två metoder: vertikal landning med egen motor och fallskärm. landning. Vid den tiden hade CALT redan genomfört praktiska tester på båda tillvägagångssätten. I november samma år fattades beslutet att landa vertikalt. Vid en konferens den 24 april 2018 förklarade Long Lehao ​​(龙 乐 豪, * 1938), ansvarig för alla Changzheng-missiler vid CALT, att de redan arbetar med en delvis återanvändbar missil baserad på Changzheng 8, som liknar till den amerikanska Falcon 9, kunde en etapp med egen motor landa vertikalt. I en föreläsning vid Peking universitet i början av juli 2018 presenterade han sedan ett koncept där de två boostrarna i Changzheng 8 stannade kvar på första etappen och landade tillsammans med det. Den första demonstrationen av en vertikal landning ska ske 2021, den första flygningen av denna variant är planerad till omkring 2025.

konstruktion

I likhet med Changzheng 5 planeras olika varianter för tvåstegsraketen :

• Grundversionen CZ-8 med två boosters. Det finns två undervarianter av detta:
  • Den CZ-8 / ZH , den så kallade "kombinerad typ" (组合型, Zǔhé xing ), i vilken de två boosters kan separeras. Denna variant, som lanserades för första gången den 22 december 2020, används för krävande satellitlanseringar.
  • Den CZ-8 / RH , den så kallade "kondenserad typ" (融合型, Ronghe xing ), i vilken de två boosters är fast förbundna till kärnsteget. Denna variant används för kommersiella lanseringar till ett konkurrenskraftigt pris.
• Den CZ-8A utan booster.
• CZ-8R, som fortfarande är under utveckling, har två boosters som är permanent anslutna till det första steget, varigenom hela kärnstegets boostergrupp kan återanvändas.

CZ-8

Den första etappen av raketen är nästan identisk med den första etappen av den medelviktiga startfordonet Changzheng 7 eller K-3-booster av Changzheng 5, komplett med de två YF-100-motorerna som utvecklats för denna raketfamilj . Det andra steget motsvarar det tredje steget i Changzheng 3A , med en diameter på 3 m och två YF-75-motorer . Tvåstegs raketer med fast bränsle med en diameter på 2 m och en dragkraft på 120 kN planerades för de två boostrarna i februari 2017, som Academy for Solid Rocket Engine Technology för närvarande arbetade med. Men sedan bytte de till K-2-boosters i Changzheng 7, som framgångsrikt lanserades 25 juni 2016 och 20 april 2017 med en diameter på 2,25 m och var och en med en YF-100-motor med flytande syre och raketfotogen som bränsle. Raketets nyttoladdning har en diameter på 4,2 m.

Raketet består av standardiserade komponenter och kan tack vare nya tillverkningsmetoder tillverkas relativt snabbt. Till exempel svetsas tankbottnarna inte längre samman från enskilda "kronblad" -segment utan bildas i stället från ett stycke. Detta minskar tillverkningstiden för denna komponent med 80%. Academy for Launch Vehicle Technology antar att när en serieproduktion har börjat kommer en missil att lämna fabriken 12 månader efter att kunden har undertecknat avtalet.

CZ-8R

I den återanvändbara varianten (改进型, Gǎijìn Xíng "Improved Type", på internationell språk "CZ-8R"), istället för de vanliga YF-100-motorerna, ska en vidareutvecklad version användas för första steget och boosters, som - till skillnad från YF-100K, som också är under utveckling, med 785 kN - har hela 1200 kN dragkraft, kan antändas flera gånger och strypas ner till 65%. Under den första flygningen av en CZ-8 / ZH den 22 december 2020 var dessa motorer redan testade, men dragkraften där minskade bara till 77,5%.

Det första steget i CZ-8R, efter att ha separerats från det andra steget, är att återvända till jorden och landa på en obemannad flytande landningsplattform i havet. Liksom Falcon 9 har den fyra rutnätsfenor för att kontrollera nedstigningen genom atmosfären och fyra utfällbara landningsben. En videoanimering av en CZ-8-flygning som publicerades den 18 januari 2020 visar att de två sidoboostrarna förblir anslutna till den första etappen under hela flygningen, som i konceptet som presenterades av Long Lehao ​​i juli 2018. Stödarmarna på boostrarna som var planerade att peka bort från kärnfasen 2018, dvs. en landning på sex ben, är inte längre planerade. I november 2017 satte Academy for Launch Vehicle Technology sig som mål att landa andra etappen med sin egen motor igen 2030 och därmed göra raketen helt återanvändbar. Från och med 2020 betraktades dock raketer som vertikalt landade bara som en tillfällig lösning tills återanvändbara rymdglidare skulle vara redo att användas 2030.

Konstruktionen, som vid första anblicken verkar ovanlig, med boostrarna ordentligt anslutna till kärnsteget, valdes efter noggrant vägning av alla faktorer. Med Changzheng 8 står det första steget tillsammans med de två boostrarna för 70% av raketkostnaden. Om du landar alla tre komponenterna på en gång behöver du bara en styrenhet. Dessutom ökar vikten på den fallande enheten vilket gör det lättare att styra motorerna. Eftersom motorerna i kärnsteget och de i booster växelvis kan antändas under bromsningsprocessen minskar antalet antändningsprocesser för den enskilda motorn, vilket minskar risken för fel.

Eftersom förstärkarna inte kastas efter att de har bränt ut, minskas den maximala möjliga nyttolasten för raketen, vars vikt redan har ökats av gallerfenor, landningsben och nödvändig elektronik. Ändå - även med hänsyn till kostnaderna för returtransport, underhåll etc. - skulle det inte vara möjligt att driva billigare än grundversionen CZ-8 / ZH om bara den första etappen skulle landa, även om den skulle återanvändas tjugo gånger . När det gäller den sammanslagna versionen kompenserar emellertid merkostnaderna för återanvändning varandra från fjärde start. Från omkring det tionde återanvändningen minskar kostnaden per lansering inte längre utan ligger kvar på cirka 80% av engångsraketen.

Uppdragsprofil

Med sin relativt lilla diameter började Changzheng 8 från både burk Wenchang Satellite Launch Center och från Jiuquan Satellite Launch Center från. Det är för närvarande (2020) främst avsett att föra nyttolaster (särskilt jordobservationssatelliter ) till solsynkron bana . Den maximala vikten beror på banans specifika höjd. På en höjd av 700 km, som vid den första flygningen den 22 december 2020, är ​​4,5 ton möjliga, med en låg bana på 500 km upp till 5 ton, med en hög solsynkron bana på 1500 km bara 3 ton. Banan för solsynkrona satelliter lutas vanligtvis med cirka 90 ° - 99 ° mot ekvatorn, den är mer eller mindre en polar bana . Kinas nordligaste kosmodrom, Jiuquan, är bättre lämpad för dessa uppdrag, eftersom mindre jordrotation måste kompenseras när man lyfter i norr (eller söder) riktning .

För andra banor är Wenchang på ön Hainan , mycket söder om Kina, bättre lämpad, eftersom det kan startas i östlig riktning med den extra kraften från jordens rotation. Med Changzheng 8 kan nyttolast på upp till 8,1 ton föras in i banor med låg jord som lutar mot ekvatorn , både enstaka satelliter och konstellationer (raketen har möjlighet att utplacera flera satelliter). När du startar i en geostationär överföringsbana är en maximal nyttolastvikt på 2,8 ton möjlig, varigenom man i första hand tänker på mindre satelliter med jonframdrivning . Den kinesiska akademin för lanseringsfordonsteknik meddelade att den initialt skulle genomföra ett dussin lanseringar per år med Changzheng 8 och senare mer än 20 lanseringar per år. Det finns stor efterfrågan, särskilt på lanseringar i solsynkrona banor. Den China Great Wall Industry Corporation , som marknadsför raketen, kunde mäklare fyra av de fem lastplatser (Hisilicon-1, Yuanguang, ET-Smart-RSS och Tianqi 8) till privatkunder redan från början.

Process för att starta förberedelser

Mål

Målet är att bara behöva mycket kort tid för att förbereda sig för lanseringen av denna raket under optimala förhållanden. Järnvägstransporterna från Peking till Jiuquan Cosmodrome tar två dagar, sjötransporten från Tianjin till Hainan - beroende på vädret - ungefär en vecka. Efter att ha anlänt till kosmodromen monteras det första steget, det andra steget och boostrarna i ett horisontellt läge inom en dag och lyfts upp på ett flerhjuligt transportfordon som liknar lanseringsfordonet i Kuaizhou-1A . Test och montering av nyttolasten sker under de närmaste tre dagarna. Efter ytterligare en dag med förberedande arbete, det vill säga den sjätte dagen efter ankomst, körs den fullständigt monterade raketen till lanseringsplatsen och uppförs. Efter tre och en halv dagars ytterligare tester och anslutning av bränsleledningarna kommer raketen att tankas en halv dag före start. Denna form av lanseringsförberedelse, som också kräver konstruktion av en speciell, förenklad startramp på kosmodromerna, ska användas för första gången 2022. Konstruktionen av en startplatta för raketer med kryogena drivmedel på Jiuquan Cosmodrome började på sensommaren 2020 (hittills är det bara raketer med drivmedel lagrade vid rumstemperatur som kan startas därifrån ). Ursprungligen bör 12 lanseringar per år i nära jord och solsynkrona banor vara möjliga där.

Testerna, som bara varar några dagar, borde vara möjliga eftersom raketen till stor del kontrollerar sig själv, använder ett artificiellt neuralt nätverk för att tolka mätdata och efter noggrant avvägning av sannolikheterna reparerar eventuella funktionsfel, om möjligt. Dessa processer överförs till marksystemet via radio och kabel så att tekniker kan ingripa vid behov. Antalet markpersonal är dock betydligt lägre jämfört med traditionella lanseringsförberedelser, vilket är en annan faktor för att minska kostnaderna och öka missilens konkurrenskraft. Kina är således i den globala trenden för högautomatiserade och kostnadseffektiva raketlanseringar, som exempelvis Indien strävar efter med SSLV och det amerikanska företaget Astra Space tränar redan.

Förfarande för den första flygningen

Under den första flygningen den 22 december 2020 anlände ingenjörerna till kosmodromen den 22 oktober, exakt två månader i förväg, för att montera och kontrollera raketen, fortfarande på det traditionella sättet i vertikal position. Den 16 december 2020 klockan 00:20 UTC drevs raketen ut ur rymdfarkostens monteringsbyggnad på ett mobilt lanseringsbord och fördes till startplattan 2,8 km bort. Då försenades dock lanseringen som ursprungligen planerades den 20 december kl 04:00 UTC med två dagar på grund av starka vindar på hög höjd, även om december, dvs. i den asiatiska torrperioden, faktiskt är den bästa tiden för raketlanseringar. De tio dagarna av förberedelserna för lanseringen är endast realistiska för Jiuquan-kosmodromen i Gobi-öknen, där det finns 300 dagars flygning om året.

Tekniska specifikationer

Startlista

Detta är en fullständig lista över CZ-8-lanseringar den 11 mars 2021.

Datum ( UTC )	Starta webbplats	nyttolast	Typ av nyttolast	Bana 1	Anmärkningar
22 december 2020 04:37	Wenchang 201	Folkrepubliken KinaXYZ-7 Haisi-1 Yuanguang ET-Smart-RSS Tianqi 8 Folkrepubliken Kina Folkrepubliken Kina Etiopien Folkrepubliken Kina	Teknologiprovning satellit Jordobservationssatellit Forskningssatellit Jordobservationssatellit Kommunikationssatellit	SSO	Framgång

Individuella 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) Ingår i : jdse.bit.edu.cn. 17 maj 2020, nås den 5 mars 2021 (kinesiska). 
2. ^ Andrew Jones: Kina rullar ut den långa marschraketen för testflyg i helgen. I: spacenews.com. 18 december 2020, nås 18 december 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. Hämtad 22 december 2020 (kinesiska). 
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 februari 2013, öppnas 16 februari 2020 (kinesiska). 
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, nås 16 februari 2020 (kinesiska). 
6. ↑ 火箭 院 院长 李洪 在 第十 八届 中国 科协 年 会上 航天 航天 60 年 科技 成就. I: calt.com. 30 september 2016, nås den 16 februari 2020 (kinesiska). 
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, åtkomst till 16 februari 2020 (kinesiska). 
8. ↑ 李沐霖:新一代 运载火箭 长征 八号 首飞 成功. I: sasac.gov.cn. 23 december 2020, nås 23 december 2020 (kinesiska). 
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 december 2020, nås 23 december 2020 (kinesiska). 
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. Hämtad 22 december 2020 (kinesiska). 
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, nås 23 december 2020 (kinesiska). 
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, åtkomst till 17 februari 2020 (kinesiska). 
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, åtkomst till 16 februari 2020 (kinesiska). 
14. ↑ Kina planerar en raket med en nyttolast på 140 ton. I: fliegerrevue.aero. 9 juli 2018, nås den 16 februari 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, åtkomst till 5 mars 2021 (kinesiska). 
16. ↑ Ryan Woo och Liangping Gao: Kinas nya Long March 8-raket gör jungfrun. I: reuters.com. 22 december 2020, åtkomst till 22 december 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, nås 15 februari 2020 (kinesiska). 
18. ↑ 中国 火箭 家族 又要 添 丁 ： 长征 8 号 最快 2018 年 首飞. I: tech.sina.com.cn. 28 februari 2017, åtkomst till 16 februari 2020 (kinesiska). 
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, nås 15 februari 2020 (kinesiska). 
20. ↑ 长征 八号. I: m.calt.com. Hämtad 15 februari 2020 (kinesiska). 
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, åtkomst till 17 oktober 2020 (kinesiska). 
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, nås 23 december 2020 (kinesiska). 
23. ^ ^{A b c} Andrew Jones: Kina lanserar den första långa mars 8 från rymdhaven Wenchang . Spacenews, 22 december 2020.
24. ^ Andrew Jones: Kina förbereder sig för att lansera nya raketer som en del av push för att öka rymdprogrammet. I: Space.com. 14 februari 2020 (engelska).
25. ↑ Kina ska göra mer än 40 rymdlanseringar 2020. I: cctvplus.com. 18 januari 2020, nås 16 februari 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, åtkomst till 17 februari 2020 (kinesiska). 
27. ↑ 中国 载人 登月 计划 续. I: spaceflightfans.cn. 12 oktober 2020, åtkom 20 december 2020 (kinesiska). 
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, nås den 31 oktober 2020 (kinesiska). 
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, åtkomst till 16 februari 2020 (kinesiska). 
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 december 2019, nås 17 februari 2020 (kinesiska). 
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 december 2020, åtkomst till 22 december 2020 (kinesiska). 
32. ↑ 中国 新一代 火箭 悉数 亮相. I: cnsa.gov.cn. 29 december 2020, åtkomst till 30 december 2020 (kinesiska). 
33. ↑ Andrew Jones: Country Space stänger in vid banalansering med flytande metanraket. I: spacenews.com. Den 19 februari 2021, nås den 27 februari 2021 . 
34. ↑ Astra startade en raketlansering med fem personer och kom inom sekunder efter omloppsbanan . Ars Technica, 16 december 2020.
35. ↑ 宿 东:长征 八号 转运 ， 离 首飞 没 几天 了. I: spaceflightfans.cn. 16 december 2020, nås 23 december 2020 (kinesiska). 
36. ↑ 王海 露:都说 火箭 要 择 机 发射 ， 你 知道 的 都是 什么 吗？ I: spaceflightfans.cn. 25 december 2020, åtkomst 25 december 2020 (kinesiska). 
37. ^ Jiuquan Satellite Launch Center. I: china.org.cn. 13 oktober 2003, nås 23 december 2020 . 
38. ↑ 长征 八号. I: m.calt.com. Hämtad 16 februari 2020 (kinesiska). 
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 december 2019, nås 17 februari 2020 (kinesiska). 
40. ↑ 长征 八号 ， 首飞 成功！ . China Space News, 22 december 2020. "Zhixing 1A" (智 星 一号 A) är det kinesiska namnet ET-Smart-RSS.