12.03.2021

Две интриги второй CZ-7A

12 марта 2021 г. в 01:51:28.409 пекинского времени (11 марта в 17:51:28 UTC) с пусковой установки №201 космодрома Вэньчан был произведен пуск РН «Чанчжэн-7A» (CZ-7A №Y2) со спутником «Шиянь-9» (试验九号卫星). Аппарат был успешно выведен на геопереходную орбиту с параметрами:

* наклонение – 19.53°;

* минимальная высота – 251 км;

* максимальная высота – 35845 км;

* период обращения – 633.2 мин.

Расчетные параметры орбиты, объявленные в неофициальном порядке, были: наклонение 19.56°, высота 270x35991 км. Как видим, отклонения есть, но незначительные и не влияющие на дальнейшую работу КА.

В каталоге Космического командования США «Шиянь-9» получил номер 47851 и международное обозначение 2021-019A.

В результате успешного пуска была реабилитирована ракета CZ-7A, один из носителей «второй очереди» в новом поколении китайских РН на экологически чистых компонентах топлива. К первой очереди относятся базовые изделия CZ-6 (легкая РН), CZ-7 (промежуточного класса) и CZ-5 (тяжелая), первые старты которых состоялись в 2015-2016 гг. После них на летные испытания вышли CZ-5B, CZ-7A и CZ-8.

Из 15 запущенных ракет нового поколения 13 выполнили свою задачу и две потерпели аварии. Первая случилась со второй CZ-5, которая погибла 2 июля 2016 г. из-за не выявленного ранее дефекта конструкции кислородно-водородного двигателя YF-77 центрального блока. Второй пуск «за бугор» произошел 16 марта 2020 г., и его «героиней» стала первая CZ-7A с экспериментальным спутником «Синьцзишу яньчжэн-6» (XJY-6).

Основной вариант «семерки» был спроектирован под запуски к китайской космической станции грузового корабля «Тяньчжоу» и перспективного пилотируемого корабля. Носитель состоит из центрального блока с двумя кислородно-керосиновыми двигателями YF-100, четырех боковых ускорителей с одним таким же двигателем на каждом и второй ступени с четырьмя кислородно-керосиновыми ЖРД YF-115 и позволяет вывести на низкую орбиту полезный груз массой до 13 тонн.

CZ-7A №Y2 в здании вертикальной сборки космодрома Вэньчан.

Вариант CZ-7A отличается более короткой второй ступенью, поверх которой устанавливается третья – кислородно-водородная ступень от давно уже эксплуатируемых ракет семейства CZ-3A с парой двигателей YF-75. Такая комбинация позволяет доставить на геопереходную орбиту до 7 тонн полезного груза, в то время как самый тяжелый из существующих носителей первого поколения выводит на нее только 5.5 тонны. Для запуска к Луне грузоподъемность CZ-7A достигает 5 тонн, а на экваториальную эллиптическую орбиту высотой 200x5000 км она может доставить до 5.5 тонны.

Ракета CZ-7A имеет стартовую массу лишь 573 тонны при высоте 60.1 м; ее две первые ступени выполнены в диаметре 3.35 м, ускорители – 2.25 м, а третья ступень взята «как есть», с диаметром 3.0 м. Новая «семерка» легче «Протона-М» и «Ангары-5» при несколько большей грузоподъемности, но это обусловлено преимуществом низкоширотного космодрома Вэньчан.

Казалось бы, творческое «скрещивание» CZ-7, успешно слетавшей уже дважды, и верхней ступени CZ-3A, число запусков которой давно перевалило за сотню, ничем не грозило. И тем не менее год назад, почти день в день, первая CZ-7A разрушилась на 168-й секунде полета, за пять секунд до разделения первой и второй ступени.

Впоследствии было установлено, что к аварии привел производственный брак, вследствие которого на 162-й секунде на одном из ускорителей возникла кавитация в трубопроводе жидкого кислорода на выходе из бака окислителя. Давление на входе в турбонасосный агрегат упало до уровня, не обеспечивающего работу двигателя, и двигатель выключился. Из-за перекоса тяги стала быстро «уходить» ориентация ракеты, и еще через несколько секунд полет закончился взрывом.

Неисправность была характерна только для CZ-7A и не распространялась на другие носители нового поколения. А поскольку причину выяснили быстро, было решено срочно изготовить и запустить вторую ракету. Ее сдали 30 декабря 2020 г. и 23 января 2021 г. доставили в порт Цинлань на острове Хайнань на корабле «Юаньван-22». На следующий день контейнеры с частями ракеты привезли на космодром Вэньчан. Носитель собрали и протестировали в здании вертикальной сборки и утром 8 марта вывезли на старт.

Вывоз CZ-7A на старт 8 марта 2021 г.

Добавим, что главным конструктором CZ-7A является Фань Жуйсян (范瑞祥), а административным руководителем – Мэн Ган (孟刚). Манифест пусков уже расписан до 2025 г. и предусматривает по 3-5 стартов в год.

Официальная информация о запущенном 12 марта 2021 г. аппарате «Шиянь-9» сводится к тому, что он разработан Департаментом спутников дистанционного зондирования Китайской исследовательской академии космической техники CAST и предназначен «главным образом для подтверждения на орбите новых технологий, таких как мониторинг космической обстановки». Подсистему передачи данных для спутника сделали в Сианьском отделении CAST. В сообщениях разработчика подчеркивается, что спутник создан в исключительно короткие сроки – восемь месяцев от проекта до отправки на космодром, что стало рекордом для больших и средних аппаратов CAST.

Мы уже использовали совсем недавно такую формулировку и вынуждены ее повторить: экспертное сообщество ждало от мартовского старта совсем не этого. Все были абсолютно уверены, что вторая CZ-7A призвана закрыть долг, образовавшийся в результате аварии первой, и вывести на орбиту спутник «Синьцзишу яньчжэн-6 №02» (XJY-6 №02). И уверенность имела основания, так как факт изготовления этого аппарата был преднамеренно «засвечен» в репортаже из вновь организованного Департамента спутников ДЗЗ, опубликованном 11 октября 2020 г.

Неудивительно, что когда 5 февраля 2021 г. российский Ан-124 совершил рейс из Пекина в аэропорт Мэйлань города Ханькоу на острове Хайнань, эксперты решили, что он как раз и доставил XJY-6 №02. На китайском космическом форуме 9ifly продолжались дискуссии (и оттуда ретранслировались на NASASpaceFlight и НК) о том, что из себя представляют первый и второй аппараты данной серии и почему так называются.

Еще в феврале 2020 г., перед первым стартом, стало известно, что главным конструктором КА является Юй Куай (余快). Мало того, что за ним числилась статья об обеспечении стабильности спутников, использующих для ориентации маховики и гиродины; Юй Куай занимал ответственную конструкторскую должность при изготовлении КА «Гаофэнь-4» для оптического наблюдения с геостационара. Неудивительно, что общественное мнение вынесло быстрый вердикт: и первый, и второй XJY-6 решают аналогичные задачи и подобны КА «Гаофэнь-4» (запущен 25 декабря 2015 г.) и «Гаофэнь-13» (12 октября 2020 г.).

Версию второго XJY-6, казалось бы, подтверждало и сообщение от 8 марта, посвященное образцовым работницам Департамента полезных нагрузок Сианьского отделения CAST. Одна из них, по имени У Сяони, отвечала за определенную подсистему XJY-6 №02 и во время новогодних праздников в феврале 2020 г. отправилась с нею на полигон для организации испытаний.

У китайской программы -- женское лицо.

Альтернативное мнение было связано с новостью о том, что в начале февраля на полигон вслед за неким спутником прибыла команда испытателей из Исследовательского института космической антенной техники. Вряд ли ее бы выпустили в связи с использованием рядовой антенны – скорее всего, речь шла об уникальном изделии. Однако никто не мог доказать, что новая антенна стоит именно на том спутнике, который запустят на CZ-7A.

Самая интересная версия состояла в том, что XJY-6 оснащен «плоской» оптической системой типа «оптическая мембрана», на которой свет испытывает дифракцию вместо отражения или преломления. Такая система разрабатывается в США по заказу DARPA в рамках проекта MOIRE. В нескольких институтах Китая действительно ведутся параллельные исследования в этой области, но в 2018 г. в качестве срока создания оптической системы назывался 2020 г., а даты запуска спутника – 2025 г.

Когда пуск состоялся, и аппарат получил официальное наименование «Шиянь-9», была выдвинута такая версия: на самом деле это второй XJY-6, но перед вторым стартом проект получил официальное одобрение государства, что и повлекло присвоение «серийного» имени. Доказательств, увы, предъявлено не было.

КА "Шиянь-9" на анимации в телерепортаже о запуске.

Мы полагаем, что первоначальное предположение о готовящемся запуске XJY-6 №02 было ошибочным: он действительно изготавливается, но полетит позже. Заявленная для «Шияня-9» задача мониторинга космической среды совсем никак не стыкуется с наблюдениями Земли с геостационарной орбиты. Кроме того, если от проекта до поставки КА прошло всего восемь месяцев, то проект был готов лишь в апреле 2020 г. Но ведь второй XJY-6 можно было изготовить по тому же проекту, что и первый, а он, безусловно, был разработан намного раньше.

Есть и еще одно соображение, связанное со временем старта и траекторией выведения. Если бы на первой и второй CZ-7A стояли одинаковые аппараты, то с учетом одного и того же времени года и практически одинаковой светотеневой обстановки следовало бы ожидать близких времен старта. Между тем первый состоялся в 21:34, а второй в 01:51 – разница превысила четыре часа, а это очень много. Кстати, стартовое окно для «Шияня-7» было короче 20 минут – с 01:51:21 до 02:10:54 для выдачи команды «Пуск».

Вторая CZ-7A перед стартом.

Ну а чем на самом деле будет заниматься «Шиянь-9», мы, возможно, сумеем понять по его поведению на геостационарной орбите.

Автор: Liss

Поделиться в соц. сетях
841