Uzun Mart 9

Uzun 9 Mart , LM-9 için kısa ( Çin 長征九號 / 长征九号, Pinyin Changzheng Jiǔháo , CZ-9 için kısa ), bir olan süper ağır ailesi dan fırlatma araçları Çin Halk Cumhuriyeti tarafından geliştiriliyor Çin Uzay Bilim ve Teknoloji Kurumu . Roket temel sürümü esas görev yapacak nakil için 50 ton kadar olan bileşenlerin insanlı ay baz haline 2030 den alan aynı zamanda için, Mars numune alma görev ve dış güneş sisteminin keşifkullanılabilir. Büyük çapı nedeniyle roket demiryolu ile taşınamaz ve Hainan Adası'ndaki Wenchang Uzay Üssü'nden başlaması gerekir .

Öykü

Çin Halk Cumhuriyeti'nin 24 Ocak 2004'te başlayan ay programı ile bağlantılı olarak, Çin uzay endüstrisinin ana yüklenicisi olan devlete ait China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), ilk konseptleri hazırlamaya başladı ve 2010'dan itibaren süper ağır fırlatma aracı için fizibilite çalışmaları. Takip eden beş yıl içinde, başlangıçta birkaç düzine taslaktan, her biri 3000 ila 4000 ton arasında bir kalkış ağırlığına sahip üç varyant ortaya çıktı:

• 10 m çapında üç aşamalı bir roket ve her biri 3.35 m çapında dört güçlendirici . İlk aşamada, sıvı oksijen ve roket kerosen ile çalışan, her biri 4800 kN itiş gücüne sahip dört motor olmalıdır , güçlendiricilerin her birinde böyle bir motor bulunur. 2. kademede her biri 2000 kN itiş gücüne sahip sıvı oksijen ve sıvı hidrojen ile çalışan iki itici, 3. kademede her biri 720 kN itiş gücüne sahip iki oksijen/hidrojen itici bulunmalıdır . Roket 100 m uzunluğunda olacaktı ve 100 ton alçak dünya yörüngesinde ve 35 ton transfer yörüngesinde aya taşınabilirdi .
• 9 m çapında iki aşamalı bir roket ve her biri 3.5 m çapında dört katı yakıtlı güçlendirici. Güçlendiriciler, arka arkaya düzenlenmiş beş bölüme ayrılacaktı, yakıt dolumu birbiri ardına yanacaktı ve yaklaşık 10.000 kN büyüklüğünde bir itme gücü üretecekti. 101 m uzunluğundaki bu roketin 1. aşaması, her biri 2000 kN'lik beş oksijen / hidrojen motoruyla, 2. aşaması ise 2000 kN'lik bir oksijen / hidrojen motoruyla donatılmış olacaktı.
• 9 m çapında iki aşamalı bir roket ve her biri 3.35 m çapında dört adet sıvı yakıt itici. Bu 98 m uzunluğundaki roketin ilk aşaması, her biri 6500 kN itiş gücüne sahip dört oksijen / gazyağı motoruna sahip olmalıdır, güçlendiricilerin her birinde böyle bir motor bulunur. 2. kademe, her biri 2000 kN itiş gücüne sahip iki oksijen / hidrojen motoruna sahip olmalıdır.

Katı ve sıvı yakıtlı güçlendiriciler ile iki aşamalı varyantların karşılaştırılmasında, katı hal versiyonu hakim olamadı. Katı yakıtlı bir motor ateşlendiğinde artık kontrol edilemez - yakıt tükenene kadar çalışır. O zamanlar Çin'in yana monteli katı yakıt güçlendiriciler konusunda hiçbir deneyimi yoktu; Bunları CZ-9 için gereken boyutta, dördü de yanma sürelerinin sonuna tam olarak aynı anda ulaşacak şekilde inşa etmek zordur ve çekirdek sahnenin konum kontrolüne yüksek talepler getirirdi.

Başka bir sorun, kalkış itişi ve dolayısıyla mümkün olan maksimum yük idi. Üç aşamalı roketin orijinal olarak öngörülen versiyonu sadece 38.400 kN'lik bir fırlatma itiş gücüne sahipti ve bu nedenle aya giderken 35 tonluk roket getirebiliyordu. Bununla birlikte , Çin Halk Cumhuriyeti'nin ay programının üçüncü büyük adımı için planlanan aya kalıcı bir mürettebatın yerleştirilmesi, 50 tonluk konut modüllerinin vs. taşınmasını gerektiriyordu (karşılaştırma için: Çin uzay istasyonunun modülleri). neredeyse 25 ton ağırlığında). Bu, orijinal varyantların en güçlüsü olan, 52.000 kN'lik bir başlangıç ​​itiş gücüne sahip, sıvı yakıt takviyeli iki aşamalı roketle bile mümkün değildi. Bu nedenle, derinlemesine detaylandırma aşamasının başladığı 2015'te dördüncü bir değişken seçildi:

• 4.000 tonun üzerinde, 9,5 m çapında ve her biri 5 m çapında dört sıvı yakıtlı güçlendirici olan üç aşamalı bir roket. İlk aşama, sıvı oksijen ve roket kerosen ile çalışan, her biri 4800 kN itme gücüne sahip dört motora sahip olmaktı, güçlendiricilerin her birinde bu tür iki motor vardı, bu da deniz seviyesinde toplam 57.600 kN kalkış itişiyle sonuçlandı. 2. kademe, her biri 2200 kN vakum itme gücüne sahip sıvı oksijen ve sıvı hidrojen ile çalışan iki iticiye, 3. kademe, her biri 250 kN vakum itmeye sahip dört oksijen / hidrojen iticisine sahip olmalıdır. Roket 93 m uzunluğunda olacaktı ve gerekli 50 t'yi aya transfer yörüngesine taşıyabilirdi.

Ne zaman 2016 yılında, 13. başlangıcı ile beş yıllık plan , Çin Akademisi Fırlatma Araç Tekniği ve Sıvı Akademi resmen proje için önemli teknolojileri geliştirmeye başladı Roket Motoru Teknolojisi, CASC hem iş bölünmeler, bu varyant kabul edildi . Roketin yalnızca toplam uzunluğu, yük kaplaması dahil olmak üzere 93 m'den 103 m'ye çıkarken, roketin diğer tüm parametreleri - çap, kalkış ağırlığı, kalkış itişi, maksimum yük - aynı kaldı. Roketin taşıyıcı yapısı, aynı büyüklükteki tanklar ve motorlar için 9,5 m çapında ara halkaların üretiminde iyi bir ilerleme kaydedildikten sonra , Çin Halk Cumhuriyeti Devlet Konseyi nihayet erken karar verdi. 2021 roketi inşa etmek için. Proje, 2016 yılından bu yana Ulusal Bilimsel ve Teknik Büyük Ölçekli Projeler Fonu'ndan finanse edilmektedir . 31 Aralık 2020 itibariyle 1,5 milyar yuan harcanmıştı (satın alma gücünde yaklaşık 1,5 milyar euro). Roketin temel versiyonunu hizmete sokmak için toplam geliştirme maliyetlerinin 2021'in başlarında 100 milyar yuan olduğu tahmin ediliyordu.

Temmuz 2021'de, 9,5 m çapında bir tank tabanı ve ikinci aşama için YF-90 motorunun bir prototipi tamamlandı.

Teknik özellikler

Gelecekteki geliştirme

Roketin temel versiyonu, düşük dünya yörüngesinde 140 tondan 150 tona kadar bir yük taşıyabilse de, öncelikle ay programı bağlamında kullanılması amaçlanmıştır. Roketin daha küçük versiyonları, 2030'dan itibaren dünya yörüngelerinde orta-ağır yüklerin taşınması için geliştirilecek: düşük dünya yörüngesinde sadece iki güçlendirici ve 100 tonluk yük taşıma kapasitesine sahip Changzheng 9A ve güçlendiricisiz Changzheng 9B , ancak ilk aşamada beş YF motoru -130 ve alçak dünya yörüngesinde 50 t yük taşıma kapasitesi ile. Her iki varyant da yükleri aya ve Mars'a transfer yörüngelerinde taşıyabilir: CZ-9A (kalkış kütlesi 2661 t, kalkış itişi 39.150 kN) 35 t aya ve 28 t Mars'a, CZ-9B ( kalkış kütlesi 1964 t, kalkış itişi 24.470 kN) 20 t aya ve 12 t Mars'a.

Projenin planlama aşamasında, motor tasarımını basitleştirmek - tek kullanımlık bir roketle, motorların sadece birkaç dakika çalışması gerekiyor - ve gelişimi azaltmak için diğer şeylerin yanı sıra roketin yeniden kullanılabilirliğine karşı bilinçli bir karar verildi. maliyetler. Bununla birlikte, 2030'dan itibaren plan, yeni YF-135 motorlarıyla ikinci bir geliştirme aşamasında roketin kısmen yeniden kullanılabilirliği için çalışmaktır. Yaklaşık 3670 kN'de YF-135, YF-130'dan daha düşük bir itiş gücüne sahiptir, ancak bu motorlardan 16'sı ilk aşamada kullanılacak ve daha sonra Changzheng 8R'nin ilk aşaması gibi dikey olarak inecektir . Bu roketin aksine, kısmen yeniden kullanılabilen Changzheng 9'da herhangi bir güçlendirici bulunmuyor. İkinci aşama, her biri 1200 kN itme gücüne sahip dört oksijen / hidrojen motoruyla, üçüncü aşama ise böyle bir motorla çalışmaktır. Birinci ve ikinci aşamanın çapı 10,6 m, üçüncü aşamanın çapı 7,5 m ve faydalı yük kaporta 9 m olmalıdır.Alçak yörünge için yük 150 t ve bir için 53 t olması amaçlanmıştır. yörüngeyi Ay'a aktarın. Kısmen yeniden kullanılabilir roketin fırlatma kütlesinin 4122 t'de temel versiyondan biraz daha düşük olduğu, fırlatma itişinin 58.730 kN'de biraz daha yüksek olduğu söyleniyor. Roketin toplam uzunluğu 108 m, temel versiyondan 5 m daha uzun.

Üçüncü bir geliştirme aşamasında, roketin kendi ağırlığı yeni malzemelerle azaltılacak - şu anda tanklar ve yük taşıyıcı yapı için alüminyum alaşımları kullanılıyor - düşük dünya yörüngesi için mümkün olan maksimum yükü 200 tona çıkarmak için . Bu yapımı için gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır insanlı Mars keşif için uzay taşıma sistemi ve yörünge güneş enerji santralinin , bir de ikinci yörüngede .

Diğer ağır hizmet füzeleri ile karşılaştırma

Alçak yörünge (LEO) taşımacılığı için şu anda mevcut veya geliştirilmekte olan en güçlü fırlatma araçları şunlardır:

roket	Üretici firma	aşamalar	yan güçlendirici	maksimum yük (LEO)	maksimum yük ( GTO )	yeniden kullanılabilir	gezegenler arası görevler	insanlı görevler	İlk uçuş
CZ-9	Çin Halk Cumhuriyeti CALT	3	4.	140 ton	66 ton	numara	planlı	planlanmamış	yaklaşık 2030
SLS bloğu 1B	Amerika Birleşik Devletleri boeing	2	2	105 ton	belirtilmemiş	numara	planlı	planlı	2025 (planlanan)
yıldız gemisi	Amerika Birleşik Devletleri Uzay X	2	-	> 100 ton 1	21 ton (> 100 ton 2 )	Tamamen	planlı	planlı	2021 (planlanan)
SLS bloğu 1	Amerika Birleşik Devletleri boeing	2	2	95 ton	belirtilmemiş	numara	planlı	planlı	2021 (planlanan)
Şahin Ağır	Amerika Birleşik Devletleri Uzay X	2	2	64 ton	27 ton	İlk aşama, yan yükseltici, yük kaporta	Evet	planlanmamış	2018
Yeni Glenn	Amerika Birleşik Devletleri mavi kökenli	2	-	45 ton 1	13 t 1	İlk aşama	mümkün	planlı	2022 (planlanan)
Ankara A5V	Rusya Kruniçev	3	4.	37,5 ton	12 ton	numara	planlı	planlı	2027 (planlanan)
Delta IV Ağır	Amerika Birleşik Devletleri ULA	2	2	29 ton	14 ton	numara	Evet	numara	2004
Vulkan	Amerika Birleşik Devletleri ULA	2	6.	27 ton	13,6 ton	numara	planlı	planlı	2022 (planlanan)
CZ-5	Çin Halk Cumhuriyeti KASK	2-3	4.	25 ton	14 ton	numara	Evet	planlanmamış	2016

Bireysel kanıt

1. ↑ ^{a b c d e f} 巅峰 高地:长征 九号 重型 火箭 新 ： 两 型 发动机 装配 完成 完成 ， 梦想 照 进 现实. İçinde: zhuanlan.zhihu.com. 6 Mart 2021, erişim tarihi 9 Mart 2021 (Çince). 
2. ↑ ^{a b} 这个 火箭 的 箱底 圆环 好 大大 大大 …… 啊！ İçinde: spaceflightfans.cn . 2 Ağustos 2021, erişim tarihi 2 Ağustos 2021 (Çince). 
3. ↑ Zhao Lei: Mighty Long March 9 taşıyıcı roket, 2030'da piyasaya sürülecek. In: chinadailyhk.com. 26 Kasım 2020, erişim tarihi 10 Mart 2021 . 
4. ↑ 世界 上 最大 的 火箭 贮箱 瓣 在 火箭 院 诞生！ 10 米 ， ， 强度 提升 %10 ， 成形 精度 达 毫米 级. içinde: calt.com. 2 Temmuz 2018, 2 Ağustos 2021'de erişildi (Çince). 
5. ^ Andrew Jones: Çin, süper ağır kaldırma Long March 9 ve yeniden kullanılabilir Long March 8 roketlerinin ayrıntılarını açıkladı. İçinde: spacenews.com. 5 Temmuz 2018, 10 Mart 2021'de erişildi . 
6. ↑ Andrew Jones: Çin Uzay Haberleri Güncellemesi - Sayı # 4. İçinde: getrevue.co. 2 Mart 2021, erişim tarihi 10 Mart 2021 . 
7. ↑ 国家 航天 局 表示 我国 将 研制 运载火箭 —— 长征 九号. İçinde: spaceflightfans.cn. 24 Şubat 2021, erişim tarihi 10 Mart 2021 (Çince). 
8. ↑ 重型 运载火箭 220 吨级 发动机 完成 首 台 工程 样机 生产. İçinde: spaceflightfans.cn. 28 Temmuz 2021, erişim tarihi 2 Ağustos 2021 (Çince).  Boyut karşılaştırması için mühendislerle birlikte motorun bir fotoğrafını içerir.
9. ↑ 长征 九号. içinde: calt.com. Erişim tarihi: 9 Mart 2021 (Çince). 
10. ↑ ^{bir b} 长征 九号 方案 大 ， 拜 入 多 发 并联 神教. İçinde: spaceflightfans.cn. 25 Haziran 2021, erişim tarihi 25 Haziran 2021 (Çince). 
11. ↑ 郑孟伟 ve diğerleri.:我国 大 推力 氢氧 发动机 发展 思考. (PDF; 727 KB) İçinde: spaceflightfans.cn. 10 Aralık 2018, s. 17 , erişim tarihi 10 Mart 2021 (Çince). 
12. ↑ Starship Kullanıcı Kılavuzu Revizyon 1.0 (PDF, 2 MB; sayfa 5) SpaceX web sitesinde, Mart 2020, erişim 19 Mart 2021'de.