Коммерческий Хайнань открывает счет

30 ноября 2024 г. в 22:25 пекинского времени (14:25 UTC) с пусковой установки №2 Хайнаньской коммерческой площадки запуска спутников был выполнен первый пуск новой РН «Чанчжэн-12» (CZ-12 №Y1). Через 23 минуты на расчетную орбиту наклонением 50° и высотой около 1000 км были успешно выведены два экспериментальных аппарата WHJSW и JSW-03.

Номера и международные обозначения объектов в американском космическом каталоге, а также начальные параметры орбит приведены в таблице 1. Соответствие между конкретными КА и наблюдаемыми объектами условное и подлежит уточнению.

Таблица 1. Данные на объекты, запущенные 30.11.2024

Наименование	Номер	Межд. обозн.	Параметры орбиты
			i	Hp, км	Ha, км	P, мин
WHJSW	62185	2024-226A	50.00°	994.6	1077.6	105.89
JSW-03	62186	2024-226B	50.00°	994.7	1074.8	105.86
Ступень РН	62187	2024-226C	50.00°	941.7	1031.8	104.83

 

Это был 633-й китайский космический пуск, в том числе 548-й для ракет семейства «Великий поход» и 224-й для их шанхайской подгруппы.

Космодром

Новый, шестой по счету китайский космодром на острове Хайнань официально называется Хайнаньской коммерческой площадкой запуска спутников (кит. 海南商业航天发射场, хайнань шанъе хантянь фашэ чан, англ. Hainan Commercial Space Launch Site, в обиходе сокращается до 海南商发, хайнань шанфа). Само название говорит о том, что его предполагается использовать в интересах коммерческих космических программ, реализуемых с использованием коммерческих носителей.

Китай эксплуатирует три традиционных государственных внутриконтинентальных космодрома – Центры запусков спутников Цзюцюань (он же ракетный полигон Шуанчэнцзы), Тайюань (Учжай) и Сичан, вступившие в строй в 1970–1988 гг. В 2016 г. к ним присоединился государственный космодром Вэньчан на острове Хайнань, имеющий пока официальный статус удаленной площадки космодрома Сичан. В 2019 г. начались пуски с морских платформ, базирующихся на коммерческой площадке «Космический порт Хайян» в провинции Шаньдун; невзирая на ее негосударственный статус, платформы выступают в качестве выносных стартовых позиций космодрома Тайюань.

По своему статусу новая хайнаньская площадка является шестым космодромом КНР. Хотя ее стартовые позиции находятся всего в 2–3 км от государственного космодрома Вэньчан (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85618/, https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/203279/), юридически это самостоятельный объект. Инвестором и оператором площадки является Хайнаньская международная компания космических запусков (海南国际商业航天发射有限公司, хайнань гоцзи шанъе хантянь фашэ юсянь гунсы, англ. Hainan International Commercial Aerospace Launch Co. Ltd., сокращенно HICAL) – совместное предприятие, созданное Народным правительством провинции Хайнань, обеими государственными космическими корпорациями КНР и фирмой China Satellite Network Group.

Достоинствами коммерческого космодрома, как и его государственного соседа, являются близость к экватору (широта 19.6°), береговое расположение, во многом снимающее проблему районов падения, и возможность морской транспортировки ракет.

Коммерческий хайнаньский космодром является составной частью основанного в 2020 г. Международного космического города Вэньчан, а именно – его Зоной запусков и обеспечения. Вместе с Зоной стартапов они должны образовать крупный центр коммерческих космических разработок и запусков, объединяющий на одной территории общей площадью 12 км² разработку и производство РН и КА и пусковые услуги. В строительство и оснащение космодрома вложено 4 млрд юаней (около 560 млн $).

Техническая зона площадью 0.46 км² находится в городке Дунцзяо городского округа Вэньчан в районе 19.623°с.ш., 110.922°в.д. и включает электростанцию, монтажно-испытательный корпус ракет CZ-8, цех горизонтальной сборки и испытаний коммерческих носителей, цех испытаний твердотопливных ракет, корпус тестирования спутников, центр управления пусками и другие объекты.

Завод по производству компонентов ракетного топлива и специальных газов построен в поселке Лунлоу городского округа Вэньчан.

Зона запусков площадью 1.24 км² размещена южнее, в береговой зоне острова Хайнань в точке с координатами 19.597°с.ш., 110.931°в.д. и имеет в своем составе две пусковые установки для запуска жидкостных ракет и две площадки для твердотопливных изделий, которые мы в данный момент не рассматриваем. В перспектив планируется построить еще два старта для жидкостных РН среднего класса.

Схема расположения объектов обоих космодромов представлена на схеме, составленной китайским блогером @WLR2678.

Пусковая установка №1 (западная) – специализированная, она спроектирована и построена для семейства шанхайских кислородно-керосиновых носителей CZ-8 с вертикальной сборкой на старте. Первый камень в ее основание был заложен 6 июля 2022 г. На земляные работы, включая обустройство подземных сооружений, ушло полгода, и уже 20 января 2023 г. площадка была передана под монтаж оборудования компании Long March Special Vehicle Co. Ltd. в составе CALT. К 11 мая была построена 83-метровая стационарная башня обслуживания ракеты-носителя. 8 октября ее увенчал кран для вертикальной сборки ракеты, а 13 октября смонтировали последнюю поворотную створку ветровой и дождевой защиты носителя. 5 ноября доставили 48-тонную центральную секцию рассекателя пламени, устанавливаемого под стационарную пусковую платформу, за ней последовали две боковые секции.

29 декабря 2023 г. строительные работы на площадке №1 были завершены, начался этап ее оснащения специальными системами и комплексных испытаний. Директивной датой готовности к первому пуску было 30 июня 2024 г.; планировалось, что сначала старт будет опробован стандартной CZ-8 №Y5, а в декабре 2024 г. состоится первый пуск модернизированного носителя CZ-8A. Из-за повреждений, нанесенных сооружениям технической зоны космодрома тайфуном Яги, пуск CZ-8 №Y5 отложен до конца декабря 2024 г., а первый полет CZ-8A планируется теперь на январь 2025 г.

Коммерческая площадка №2 (восточная) – универсальная, она строится под носители разных разработчиков с кислородно-керосиновыми, кислородно-метановыми и кислородно-водородными двигателями, у которых проектом предусмотрен горизонтальный вывоз на старт. Перечень этих ракет весьма внушителен и включает 19 изделий 10 фирм, в том числе XLV (она же CZ-12), SQX-3B («Шуанцюйсянь-3B»), TL-3 («Тяньлун-3»), XY-1 («Синъюнь-1»), ZSX-1B («Чжушэнсин-1B»), XZY-1 («Юаньсинчжэ-1») и ZQ-3 («Чжуцюэ-3»).

Универсальность обеспечивает пусковой стол стандартных габаритов, доставляемый на старт вместе с ракетой и устанавливаемый вместе с нею на опоры поверх отверстия газоотводного канала. Всего заказано четыре пусковых стола разных конфигураций под первые ступени одноблочной и трехблочной конструкции. Подъем носителя в вертикальное положение, фиксацию в нем и подвод необходимых коммуникаций, в том числе заправочных, обеспечивает универсальная стрела установщика, рассчитанная на изделия диаметром 3.35, 3.80, 4.20, 4.50 и 5.00 м. Перед стартом стрела отклоняется назад на угол порядка 30°.

То, что на снимках выглядит как стационарная башня обслуживания, в действительности таковой не является – это сооружение высотой 90 м с баком системы водяной защиты и подавления акустических нагрузок. Во время пуска вода подается в верхнее отверстие газоотвода с расходом 36 тонн в секунду, спускаясь с высоты 80 м под действием силы тяжести.

На площадке №2 работы начались 30 октября 2022 г. с выемки котлована длиной 73.8 м, шириной 23.6 м и глубиной 22.5 м. Бетонирование газоотводного лотка было закончено в мае 2023 г. К декабрю над ним сделали железобетонное основание стартовой платформы, а в марте 2024 г. площадку передали под монтаж оборудования. С 15 марта до конца мая шло строительство башни водяной защиты. Параллельно в мае инженеры и рабочие собрали из восьми готовых блоков стационарную стартовую платформу и смонтировали гидроприводы для вертикализации стрелы с ракетой. 6 июня оснащение ПУ №2 спецсистемами и их приемка были закончены, а 30 июня 2024 г. было объявлено, что вся Коммерческая площадка Хайнань готова к запуску спутников. Пуск состоялся 30 ноября 2024 г., ровно через 25 месяцев после начала строительства.

Расчетная пропускная способность каждого из двух коммерческих стартов жидкостных ракет – по 16 пусков в год. На ПУ №1 ракета занимает старт семь суток, и столько же отведено на восстановление после пуска. На ПУ №2 – трое и семь суток соответственно.

Площадка Хайнань имеет собственную станцию измерений и управления, но, вероятно, может использовать и полигонную инфраструктуру государственного космодрома, включая наземные станции Тунгулин и Сиша.

Носитель

Ракета-носитель «Чанчжэн-12» разработана Шанхайской исследовательской академией космической техники SAST в составе Китайской корпорации космической науки и техники CASC для коммерческого применения, главным образом для развертывания многоспутниковых группировок на низких орбитах, но в первом полете послужила также «летающим стендом» в интересах китайской пилотируемой программы.

«Чанчжэн-12» (长征十二号, Changzheng 12) – двухступенчатый носитель высотой 62 м и диаметром 3.8 м, первая в Китае ракета такого диаметра. Стартовая масса РН составляет 433 т, заявленная грузоподъемность – не менее 12 тонн на низкую околоземную орбиту и не менее 6 тонн на стандартную солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км. Обе ступени используют экологически чистые компоненты топлива – жидкий кислород и керосин. Баковые отсеки изготовлены из легкого алюминиево-литиевого сплава, баки наддуваются жидким гелием. Система диагностики позволяет отслеживать состояние систем носителя, выявлять и парировать отклонения. Ракета собирается, испытывается и вывозится на старт в горизонтальном положении.

История этого носителя началась с конкурса на первую ступень перспективной лунной ракеты, заказанной Канцелярией пилотируемой программы КНР (см. «Новости космонавтики» №12, 2018). Китайская исследовательская академия ракет-носителей CALT, также являющаяся частью CASC, вышла с трехблочной компоновкой из трех блоков пятиметрового диаметра, по семь ЖРД YF-100K на каждом. В варианте SAST ступень имела пять блоков диаметром по 3.8 м с четырьмя такими же двигателями на каждом. Вариант CALT победил в конкурсе и лег в основу создаваемого в настоящее время носителя CZ-10 (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85658/), а SAST на основе своего предложения спроектировала одноблочный средний носитель XLV, получивший впоследствии имя «Чанчжэн-12». Впервые он был представлен публике в феврале 2024 г.

Двигатель YF-100K представляет собой глубокую модернизацию ЖРД YF-100, применяемого с 2015 г. на боковых блоках и первых ступенях китайских носителей ряда CZ-6/CZ-7/CZ-5. Разработка его была начата в 2017 г. Основные параметры двух двигателей представлены в таблице 2. Главным отличием YF-100K является способ управления вектором тяги. У прототипа это качание всего двигателя на ±6° в одной или двух плоскостях, а у новой версии – качание камеры сгорания и сопла на ±8°. Двигатель с качанием камеры получился легче и компактнее, что позволило вписать четыре таких машины в корпус диаметром 3.8 м, проходящий по требованиям железнодорожной транспортировки, а привода качания требовались менее мощные, чем у прототипа; кроме того, он форсирован примерно на 5% и имеет чуть больший удельный импульс. Платой за это является достаточно сложный в реализации гибкий газовод большого сечения, по которому газообразное топливо с избытком кислорода поступает в камеру сгорания.

 

Таблица 2. Основные характеристики ЖРД  YF-100 и YF-100K

Параметр	YF-100	YF-100K
Тяга, кН (тс)	1188 (121.1)	1250 (127.5)
Удельный импульс, м/с (сек)	2942 (300.0)	2958 (301.6)
Соотношение компонентов	2.6	2.6
Пределы дросселирования тяги	65–100%	65–105%
Предельные углы отклонения	±6°	±8°

 

Для полноты картины можно добавить, что на лунной ракете CZ-10 каждый блок первой ступени оснащается тремя YF-100K и четырьмя YF-100L без приводов качания сопла, что на второй ступени этого носителя устанавливается высотная версия YF-100M с сопловым насадком и что на одноблочной ракете CZ-10A в спасаемом варианте предусмотрены двигатели YF-100N с двухкратным включением.

28 апреля 2024 г. двигательная установка из четырех YF-100K суммарной тягой свыше 500 тс была впервые испытана на стенде в Тучуане вблизи Сианя, а спустя семь месяцев успешно отработала в составе ракеты CZ-12.

На второй ступени РН установлены два кислородно-керосиновых двигателя YF-115 тягой по 18 тс; таким образом, она занимает промежуточное положение между CZ-6 и CZ-6A, где стоит один такой ЖРД, и CZ-7, на которой их четыре. Ракета CZ-12 использует двигатели в варианте с двукратным включением, что позволяет реализовать траектории выведения с промежуточным пассивным участком и значительно увеличить массу полезного груза, выводимого на требуемые круговые орбиты высотой от 500 км и выше.

«Чанчжэн-12», как и запущенный в апреле 2023 г. коммерческий носитель «Тяньлун-2» (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/85781/), использует в качестве горючего керосин, полученный химическим процессом из угля, а не из нефти, и поставленный компанией China Energy Investment Corporation. Кстати говоря, роднит с «Тяньлуном» его и еще одна особенность – применение на первой ступени ЖРД, созданных по государственному заказу, при том что проект в целом считается коммерческим.

Вспомогательная силовая установка имеет 16 ЖРД малой тяги.

Ракета имеет новую систему удержания на старте, которая позволяет протестировать запущенные двигатели и остальные системы носителя и только после этого отпустить его в полет.

Совместно с CZ-12 могут использоваться головные обтекатели диаметром 4.2 м и 5.2 м.

Добавим, что под обозначениями CZ-12A и CZ-12B фигурируют два многоразовых носителя, имеющие с базовым CZ-12 мало общего.

CZ-12A имеет на первой ступени семь кислородно-метановых двигателей «Лунъюнь» тягой по 70 тс от коммерческого разработчика «Цзючжоу юньцзян». Она должна в первый раз стартовать в 2025 г., и тогда же планируется протестировать процедуру спасения ступени.

На CZ-12B диаметр первой ступени увеличен до 4.2 м, и она оснащена девятью кислородно-керосиновыми двигателями YF-102R многократного использования, созданными в рамках государственной программы. Этот носитель в максимальной степени похож на американский Falcon 9.

Дорога к пуску вела через катастрофу

В мае 2024 г. сроком первого старта оптимистично назывался июль. 6 июня было объявлено, что первый пуск ракеты CZ-12 с ПУ №2 состоится в августе (неофициально называлось 28-е число), а к началу августа он сдвинулся на 15 сентября.

24 июня на площадке №2 была с успехом опробована 200-тонная гидросистема установки и вертикализации ракеты. В течение 15 минут два гидроцилиндра подняли пустую стрелу установщика, еще 10 минут удерживали ее в вертикальном положении, а затем опустили.

12 июля была опробована водяная система защиты и подавления акустических нагрузок.

16 июля примерочное изделие впервые вывезли на старт и перевели в вертикальное положение. Кадры этого вывоза легко отличить от последующих, так как в тот день ракета имела головную часть диаметром 4.2 м.

17 июля шанхайская команда испытателей получила от руководства SAST боевое знамя и отбыла на полигон. 21 июля там началась совместная тренировка местных специалистов персонала с командой SAST по подготовке первого старта. Не позднее 12 августа на ПУ №2 для примерки вывезли уже летное изделие с обтекателем диаметром 5.2 м.

23 августа на космодроме побывал с инспекцией вице-премьер Госсовета КНР Чжан Гоцин. Он посетил индустриальный сервисный центр Международного аэрокосмического города Вэньчан, информационно-сервисную платформу спутников дистанционного зондирования и Хайнаньскую коммерческую площадку. В сопровождении председателя правления корпорации CASC Чэна Минбо (陈鸣波) он осмотрел МИК коммерческих ракет и лежащую в нем на стреле установщика первую CZ-12.

Ну а вечером 6 сентября, как мы уже знаем, на город Вэньчан обрушился «тайфун столетия» по имени Яги («Козерог»), сильнейший за всю историю метеонаблюдений с 1949 года. Скорость ветра превысила 220 километров в час! Стартовые комплексы площадки Хайнань выдержали удар стихии мощью в 17 баллов, но на ПУ №2 вода проникла через выбитые стекла в подвальное помещение бункера пристартового оборудования. Заметные повреждения получили монтажно-испытательные корпуса технической зоны, рассчитанные лишь на 14-балльную непогоду, – в обоих выбило окна, снесло часть стеновых панелей и даже приподняло крышу. Сильнее всего досталось Центру управления запусков: в обоих залах управления залило компьютеры и побило настенные экраны видеоинформации. Ну а такие сооружения, как будки охраны и рекламные щиты, снесло начисто.

В общем, сразу в нескольких сооружениях оборудование требовало сушки, чистки, проверки, ремонта или замены. Это и стало причиной переноса первого старта на декабрь.

Уже 14 сентября был восстановлен зал №2 Центра управления запуском. В тот же день закончили ремонт системы заправки компонентами топлива и сжатыми газами на ПУ №2, и 22 сентября проверили ее в работе.

8 октября в горизонтальном МИКе технической зоны летную ракету CZ-12 вновь переложили на установщик и вывезли на старт во второй раз. 13-14 октября с успехом прошел двойной пробный предстартовый отсчет; в конце первого цикла была объявлена отмена пуска, а потому заправка носителя была повторена дважды с 24-часовым интервалом.

10 ноября была названа окончательная дата старта – 30 ноября. 14 ноября она была подтверждена уведомлением о закрытии для полетов района падения в зоне ответственности Филиппин. 22 ноября было выпущено уведомление Морской администрации Китая на пристартовую зону, окончательно указавшее на пусковую установку №2.

26 ноября ракета CZ-12 №Y1 с полезным грузом была вывезена на старт. Старт состоялся в назначенный день и в ожидаемое время.

На обтекателе ракеты имелись эмблемы шанхайских фирм Shanghai Guosheng Group (上海国盛集团), Space Science Rocket Technology (Shanghai) Co. Ltd. (航天科技火箭技术（上海）有限公司) и Промышленной зоны Синьчжуан (上海市莘庄工业区).

Полезный груз

Очередной спутник испытания технологий спутникового Интернета (кит. 卫星互联网技术试验卫星, вэйсин хуляньван цзишу шиянь вэйсин, сокращенно WHJSW) создала Пекинская космическая научно-техническая компания «Иньхэ» («Галактика»; кит. 银河航天（北京）科技有限公司, иньхэ хантянь (бэйцзин) кэцзи юсянь гунсы, англ. Galaxy Space (Beijing) Technology Co. Ltd., торговая марка GalaxySpace).

Как и ряд предшественников, вдохновляемых американским проектом Starlink, он имеет в своей основе плоский корпус с гибким полотном солнечной батареи, допускающий «штабелирование» спутников в головной части носителя, и предназначен для массового производства. Не далее как 27 ноября два подобных аппарата отправились в полет на ракете «Чжуцюэ-2», хотя и назывались иначе. Что же касается спутников с идентичным именем, то их запускали уже четыре раза (см. таблицу 3; нумерация групп спутников и самих КА не является официальной и дана для удобства). Дополнительная информация была приведена в отчете о запуске 23 ноября 2023 г.

Таблица 3. Китайские спутники испытания технологий спутникового Интернета

Наименование	Дата запуска	Носитель	Наклонение	Высота, км	Разработчик
WHJSW G01A	2023.07.09	CZ-2C/YZ-1S	86.5°	1105	CAST
WHJSW G01B					CAST
WHJSW G02A	2023.11.23	CZ-2D/YZ-2	50.0°	1100	ИААМ
WHJSW G02B					SAST
WHJSW G02C					SAST
WHJSW G03A	2023.12.06	SD-3	86.5°	910	ИААМ
WHJSW G04A	2023.12.30	CZ-2C/YZ-1S	50.0°	935	CAST
WHJSW G04B					CAST
WHJSW G04C					CAST
WHJSW G05A	2024.11.30	CZ-12	50.0°	1035	GalaxySpace

 

Если судить по начальным параметрам орбит, аналогами последнего аппарата следует признать спутники, запущенные 23 ноября и 30 декабря 2023 г. В связи с этим заметим, что три спутника группы 02 в течение декабря 2023 г. поднялись до высоты 1104 км и с тех пор поддерживают как высоту, так и взаимное положение на орбите – цепочкой с интервалами в 15°. В свою очередь, три КА группы 04 до 10 марта 2024 г. выдерживались на высоте 940 км, а после этого опять-таки поднялись до 1104 км и выстроились с интервалами в 15°. При этом плоскости двух орбит также различаются на 15° по долготе восходящего узла.

Эти данные можно интерпретировать так, что китайцы планируют развернуть на орбитах наклонением 50° и высотой 1104 км группировку из 576 спутников – 24 плоскости по 24 КА в каждой. Стоит заметить, что в заявках на государственную сеть низкоорбитального Интернета «Чжунго вэйсин ванло» («Гован», GW) ни такой высоты, ни такой конфигурации нет. Впрочем, высоту поднять до 1145 км можно, сделать 48 плоскостей вместо 24 также не проблема, да и в пределах плоскости можно разместиться через любые интервалы.

Плоскость орбиты вновь запущенного КА находится в 3° к востоку от реализованной в группе 02. Так как орбита выведения значительно ниже, она за счет большей прецессии будет медленно сдвигаться к западу, так что вполне возможно совместить их, а затем подняться до общей рабочей высоты. Посмотрим, оправдается ли этот прогноз.

Компания GalaxySpace, стартап класса «единорог», работает уже шесть лет, имеет целую серию малых спутников различного назначения и производственные мощности на 100 КА в год.

Спутник для испытания технологий (кит. 技术试验卫星03星, цзишу шиянь вэйсин 03 син, сокращенно JSW-03) разработан Космической спутниковой компанией «Дунфанхун» – подразделении по малым спутникам Китайской исследовательской академии космической техники CAST.

Пусковые услуги по этому КА были заказаны через официального госпосредника – Китайскую промышленную компанию «Великая стена».

Автор: Liss