12.08.2022

Академическая ракета сдала экзамен

27 июля 2022 г. в 12:12 пекинского времени (04:12 UTC) с новой пусковой установки на 130-й площадке Центра космических запусков Цзюцюань был осуществлен первый пуск китайского коммерческого носителя «Лицзянь-1». На близкую к расчетной солнечно-синхронную орбиту высотой 500 км были доставлены шесть спутников.

Пуск РН "Лицзянь-1" 27.07.2022

Интереснейшей особенностью этого старта было то, что и носитель, и пять из шести КА были спроектированы и изготовлены в системе Китайской академии наук. Что еще удивительнее, ракета «Лицзянь-1» является сегодня наиболее крупным и тяжелым твердотопливным носителем в Китае, вдвое опережая ближайшего конкурента по основным параметрам.

Пуск РН "Лицзянь-1" 27.07.2022

Разработчиком «академической» ракеты является Пекинская космическая исследовательская техническая компания «Чжункэ» (北京中科宇航探索技术有限公司, бэйцзин чжункэ юйхан таньсо цзишу юсянь гунсы, Beijing Zhongke Aerospace Exploration Technology Co. Ltd.), образованная в 2018 г. Ее «имя» из иероглифов 中 и 科 на самом деле представляет собой сокращение от полного названия Китайской АН (中国科学院, чжунго кэсюэ юань); имеется также официальное англоязычное обозначение CAS Space. Создание собственной РН является одним из крупных проектов Китайской АН в текущей 14-й пятилетке.

Председатель Совета директоров Ян Ицян

Совет директоров компании возглавляет Ян Ицян (董事长), бывший административный руководитель (командующий) по ракете «Чанчжэн-11» (CZ-11). Основными ее партнерами являются Институт механики и Научно-технический центр аэрокосмических полетов Китайской АН, директором которого также является Ян Ицян.

По имени разработчика было дано и первоначальное техническое обозначение ракеты – ZK-1A, однако для общего употребления ей присвоили собственное имя «Лицзянь-1» (力箭一号, Lijian 1, буквально «могучая стрела»). Столь гордое имя вполне обосновано, что легко видеть по данным таблицы 1: «Лицзянь-1» превосходит ближайшего из уже летавших конкурентов вдвое по стартовой массе и почти вдвое – по грузоподъемности.

 

Таблица 1. Основные твердотопливные РН КНР

Носитель

Разработчик

Число
ступеней

Диаметр, м

Высота, м

Стартовая
масса, т

Масса полезного груза, кг

LEO

SSO
500 км

SSO
700 км

SD-3

ChinaRocket

4

2.64

 

140

 

1500

 

LJ-1

IMech

4

2.65

30

135

2000

1500

1330

CZ-11A

CASC

 

2.65

 

115

 

 

1500

KZ-11

CASIC

3

2.2

 

78

1500

 

1000

CZ-11

CASC

4

2.0

20.8

58

700

 

420

KZ-1A

CASIC

4

1.4

20

30

360

225

190

KT-2

CASIC

 

1.4

20

 

350

 

250

GSX-1

Galactic Energy

4

1.4

20

33

350

300

230

SQX-1

iSpace

4

1.4

20.8

31

280

200

 

ZQ-1

LandSpace

3

1.35

19

27

400

 

200

SD-1

ChinaRocket

4

1.2

19.5

23.1

 

200

150

OS-M

OneSpace

4

1.2

19

20

205

 

~85

Примечание: В силу того, что источником данных являются не вполне сопоставимые сообщения компаний-разработчиков, в том числе с подозрительно завышенными характеристиками, а также вследствие проводимой ими модернизации своих изделий, актуальные данные носителей могут отличаться от приведенных в таблице.

 

Носитель имеет четыре твердотопливные ступени. Две первых выполнены в диаметре 2.65 м, верхние имеют меньший диаметр. Стартовая масса составляет 135 т при тяге двигателя первой ступени 200 тс. Тяга РДТТ последующих ступеней составляет 100, 50 и 10 тс. С ракетой может использоваться обтекатель диаметром 2.65 м, как в первом пуске, или 3.35 м. Заявленная грузоподъемность – 1330 кг на стандартную ССО высотой 700 км или 1500 кг на высоту 500 км.

РН "Лицзянь-1" на старте

Интересно отметить, что у «традиционных» ракетчиков Китайской корпорации космической науки и техники CASC готовится к первому старту аналогичный по характеристикам носитель SD-3, он же «Цзелун-3» (Jielong 3). В отличие от «академического» собрата, его планируют эксплуатировать как с наземного старта, так и на китайском морском комплексе. Среди зарубежных твердотопливных РН ближе всего к ним стоит европейская Vega.

Разработка ZK-1A продолжалась 1303 дня (какая точность!), были выполнены 646 чертежей и подготовлено более 850 проектных документов, изготовлено 151 экспериментальное изделие и проведено 761 наземное испытание, написано 277300 строк кода.

Отработка взаимодействия систем носителя с «землей», включая двухминутный подъем носителя из горизонтального в вертикальное положение, проводилась в ноябре 2021 г. на базе китайского морского комплекса в г. Хайян провинции Шаньдун.

РН "Лицзянь-1" на испытаниях в Шаньдуне

Для пусков ракеты «Лицзянь-1» на Цзюцюане в точке с координатами 40.8189°с.ш., 100.2235°в.д. была построена площадка №130 с технической и стартовой позицией, включающей стартовый стол с газоотводом и мощный установщик.

130-я площадка. Памятный камень

130-я площадка в ноябре 2021 г.

130-я площадка 9 июня 2022 г.

Производственная база фирмы «Чжункэ» строится с марта 2021 г. в районе Наньша г. Гуанчжоу; к настоящему времени закончена первая фаза проекта на площади 100 му (6.67 га). Проектный темп производства носителей – 30 единиц в год.

ZK-1A является базовым вариантом «академической» ракеты. Проработаны два более тяжелых варианта – с двумя дополнительными стартовыми ускорителями (ZK-1B), что обеспечивает грузоподъемность 2500 кг на низкую орбиту, и с четырьмя (ZK-1 без буквы, 3000 кг).

Наконец, в 2023 г. планируется первый пуск наиболее тяжелой версии ZK-2, первая ступень которой формируется из трех блоков тягой по 200 тс. Эта ракета высотой 39.4 м со стартовой массой 343 т (больше «Союза»!) сможет вывести на ССО высотой 700 км полезный груз массой до 3550 кг, что превышает возможности «традиционных» жидкостных носителей CZ-4B и CZ-4C. Носитель ZK-2 будет использоваться с обтекателями диаметром 4.0 и 4.2 м, подходящими для практически всех КА на ССО.

Руководитель Сианьского филиала Цин Шунь

Дальнейшие планы «Чжункэ» включают создание мощного жидкостного носителя на нетоксичных компонентах топлива. Сианьское подразделение фирмы, основанное в мае 2019 г., спустя два года провело первое огневое испытание кислородно-керосинового ЖРД «Сюаньюань-1» (玄鸢一号, Xuanyuan 1) тягой 20 тс с возможностью многократного включения и глубокого дросселирования тяги. В мае 2022 г. двигатель успешно прошел испытания на долговременную работу с двумя последующими включениями. Его первое планируемое использование – в летном демонстраторе, рассчитанном на полет до высоты 100 км с вертикальной посадкой на тяге ЖРД.

В сентябре 2021 г. был анонсирован первый старт ракеты «Лицзянь-1» с шестью спутниками. В ноябре он был назначен на март 2022 г., но фактически состоялся лишь в июле. Сначала пуск планировался на 9 июля, что выразилось в закрытии района падения 3-й ступени в Индийском океане к югу от экватора, затем перенесен на 25-е и окончательно назначен на 27 июля.

Испытательная команда «Чжункэ» на полигоне состояла из 174 человек.

Размещение полезного груза на верхней ступени

Полезный груз в первом пуске имел массу 1068.63 кг, в том числе 899 кг суммарной массы спутников. Официальный перечень запущенных КА включает пять названий и шесть спутников, пять из которых созданы в «академическом» КБ – Инновационной исследовательской академии микроспутников (ИААМ) в Шанхае, а последний – компанией SASTSpace:

  • Экспериментальный спутник новых космических технологий, далее KXJS, массой 621.87 кг;
  • Экспериментальный спутник измерения плотности атмосферы на орбите, далее GDMTS, массой 41.54 кг;
  • Экспериментальный спутник распределения квантовых ключей с низкой орбиты, далее DGLMFS, массой 94.3 кг;
  • Пара спутников для совместных электромагнитных испытаний, далее DZSS-1 и -2, общей массой 95.41 кг;
  • Научный спутник «Наньюэ» массой 45.86 кг.

Первый из них, наиболее габаритный и тяжелый, был установлен на адаптер полезного груза сверху, остальные – в четырех позициях по окружности цилиндрической части адаптера.

Головная часть в сборе

По итогам пуска в американский космический каталог были внесены шесть объектов. Простейшее возможное объяснение состоит в том, что два спутника, заявленные как пара, еще не разделились.

Наименования, номера и международные обозначения, а также начальные параметры орбит запущенных КА приведены в таблице 2, соответствие между конкретными спутниками и наблюдаемыми объектами условное. Орбиты характеризуются прохождением нисходящего узла в 10:30 местного времени.

 

Таблица 2. Данные на объекты, запущенные 27.07.2022

Наименование

Номер

Межд.
обозн.

Параметры орбиты

i

Hp, км

Ha, км

P, мин

KXJS

53299

2022-087A

97.40°

493.4

512.0

94.67

GDMTS

53300

2022-087B

97.41°

492.1

511.0

94.65

DGLMFS

53301

2022-087C

97.41°

491.4

511.3

94.64

DZSS-1, -2

53302

2022-087D

97.41°

491.4

510.0

94.63

Наньюэ

53303

2022-087E

97.41°

490.2

510.6

94.62

4-я ступень

53304

2022-087F

97.28°

304.5

543.7

93.05


Основной КА KXJS

Экспериментальный спутник новых космических технологий KXJS (кит. 空间新技术试验卫星, кунцзянь синь цзишу шиянь вэйсин, англ. Space New Technology Test Satellite) является основным полезным грузом в первом пуске «Лицзянь-1». Он создан ИААМ с целью отработки универсальной масштабируемой платформы для изготовления в короткие сроки экспериментальных спутников и проверки на орбите новых научных приборов. Помимо описательного наименования, спутник имеет обозначения SY-01 и SATech и относится к серии аппаратов «Чуансинь-X» (创新X, Chuangxin X), создаваемой под руководством Гун Цзяньцуня (龚建村).

Основной КА KXJS

Аппарат построен по схеме «универсальная платформа + открытый отсек полезной нагрузки». В основе системы управления – гетерогенный многядерный процессорный блок с функциями искусственного интеллекта. На борту тестируются 15 полезных нагрузок для подтверждения 23 новых технологий в четырех областях – новые материалы, новые технологии, наблюдения Солнца и Земли и инфракрасные наблюдения. Аппарат имеет две экспериментальные двигательные установки на нетоксичном «зеленом» топливе, представляющем собой нитрат гидроксиламмония NH3OH-NO3; в одной топливо хранится в жидком виде, в другой в желеобразном.

Спутник SATech-1, основные компоненты

Среди экспериментальных приборов названы солнечный телескоп крайнего ультрафиолетового диапазона (46.5 нм), рентгеновский телескоп типа «глаз лобстера», детектор гамма-всплесков, система прецизионного измерения геомагнитного поля на атомном CPT-резонансе, алюминиевая камера с Freeform-объективом, инфракрасная камера паразитного приема и конференц-камера типа All-in-One. 

Широкопольный рентгеновский телескоп WXT (Wide-field X-ray Telescope) имеет в своем составе 36 микроканальных линз и 4 CMOS-матрицы большой площади для спектральных наблюдений. Его поле зрения достигает 340 кв. градусов, то есть на два порядка больше, чем у рентгеновских телескопов традиционной конструкции, а энергетический диапазон – от 0.5 до 4 кэВ. Инструмент спроектирован, изготовлен и испытывается Шанхайским институтом технической физики и Национальной астрономической обсерваторией Китая. На разрабатываемом ныне большом научном аппарате Einstein-Probe будет установлено 12 таких телескопов.

Детектор гамма-всплесков HERB (High Energy Burst Explorer) Института физики высоких энергий Китайской АН, установленный соосно с WXT, предназначен для регистрации космических гамма-всплесков. Он будет частью китайской системы обнаружения гамма-всплесков наряду со спутниками HXMT («Хуэйянь») и GECAM («Хуайжоу-1»).

Основной КА KXJS

Аппарат был доставлен на полигон автопоездом 7-10 мая, а команда испытателей отбыла в Цзюцюань еще 24 апреля с расчетом на запуск в мае. Группы, сопровождающие четыре остальных спутника ИААМ, выехали 2 мая.

К 3 августа специалисты ИААМ завершили испытания платформы КА и перешли к тестированию полезных нагрузок. 28 августа были опубликованы первые данные, полученные на рентгеновском телескопе WXT, в том числе изображения и спектры центральной области Млечного пути, остатка сверхновой в Лебеде, Большого Магелланова облака и квазара в 814 млн св. лет от Солнца. 5 сентября стало известно о получении первой кривой блеска на аппаратуре HERB и о результатах проверки алюминиевой FreeForm-камеры Сианьского института оптики и точной механики при съемке наземных и космических (звезды величиной до 10.8m) объектов.

Спутник измерения плотности атмосферы

Экспериментальный спутник измерения плотности атмосферы на орбите GDMTS (кит. 轨道大气密度探测试验卫星, гуйдао даци миду таньцэ шиянь вэйсин, англ. Orbital Atmospheric Density Detection Test Satellite) представляет собой эталонный сферический объект диаметром 60 см. 

Спутник измерения плотности атмосферы

Аппарат оснащен двумя приемниками сигналов спутниковых навигационных систем и лазерным отражателем. Путем регулярных высокоточных измерений местоположения собственными и наземными средствами, определения параметров орбиты и отслеживания их эволюции во времени будет отслеживаться торможение КА в атмосфере и извлекаться информация о ее плотности вдоль траектории полета. Как следствие, китайская система контроля космического пространства будет более точно предсказывать движение космических объектов и их возможные опасные сближения.

Спутник генерации квантовых ключей

Экспериментальный спутник распределения квантовых ключей с низкой орбиты DGLMFS (кит. 低轨道量子密钥分发试验卫星, ди гуйдао лянцзы мияо фэньфа шиянь вэйсин, англ. Low-orbit Quantum Key Distribution Test Satellite) является вторым в Китае квантовым космическим проектом и первым спутником микро-нано-класса такого назначения.

Как известно, 16 августа 2016 г. Китай запустил специализированный спутник «Моцзы» массой 620 кг для передачи квантовых ключей на пару наземных станций, необходимой для создания принципиально невскрываемых каналов секретной связи, а также экспериментов с запутанными фотонами и т.п. (см. «Новости космонавтики» №10, 2016; №8, 2017).

Спутник генерации квантовых ключей

Новый аппарат примерно в шесть раз легче, потому что целью его создания является миниатюризация и удешевление как космического сегмента, так и наземных средств. По сравнению с «Моцзы» частота источника оптического излучения увеличена в шесть раз, а своевременность генерации ключей – на 2-3 порядка. По результатам эксперимента планируется реализация раздачи и получения квантовых ключей в реальном времени и построение дешевой и практичной сети засекреченной квантовой связи.

Во главе проекта стоит Хэфэйская национальная лаборатория, его участниками являются ИААМ, Университет науки и техники Китая в Хэфэе, Цзинаньский институт квантовой техники и Шанхайский институт технической физики. Помимо описательного наименования, аппарат имеет собственное имя «Цзинань-1» (济南一号, Jinan 1) по местонахождению малой наземной станции, которая будет с ним работать. На ее базе планируется создать региональную опытную коммерциализированную сеть квантовой связи.

28 июля было объявлено, что КА выведен на расчетную орбиту и работает штатно.

Пара "электромагнитных" КА

Пара "электромагнитных" КА

Пара спутников для совместных электромагнитных испытаний DZSS-1 и -2 (кит. 电磁组装试验双星, дяньци цзучжуан шиянь шуансин, англ. Electromagnetic Assembly Test Double Satellite) при запуске была размещена в транспортном контейнере, и по-видимому, представляет собой два кубсата в форме параллелепипеда необычайно большого размера и массы (например, 24U). Целью проекта является эксперимент по расхождению на малое расстояние и повторной стыковке двух КА под действием электромагнитных сил с измерением величины этих сил и изучением динамики пары при подаче управляющих воздействий. В перспективе на этой основе предполагается создание «распределенных» переконфигурируемых КА, в том числе в бесконтактном исполнении.

КА "Наньюэ"

Полное наименование спутника «Наньюэ» -- научный аппарат Хуавань Наньюэ (кит. 华万•南粤科学星, хуавань наньюэ кэсюэ син, англ. Huawan Nanyue Science Satellite). Здесь Хуавань – название школы в районе Хуаду города Гуанчжоу, учащиеся которой работали над проектом и будут изучать принимаемые данные, а Наньюэ – ключевое слово в названии Гуанчжоуской инновационной научно-технической исследовательской академии «Наньюэ», руководившей проектом; само же это слово указывает на местонахождение заказчика, а именно – юг провинции Гуаньдун.

Эмблема "дочерней" SAST

Разработчиком КА является Шанхайская аэрокосмическая техническая компания (кит. 上海航天空间技术有限公司, шанхай хантянь кунцзянь цзишу юсянь гунсы, англ. Shanghai Aerospace Technology Co. Ltd.) – коммерческая фирма, созданная в августе 2020 г. при Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST и зарегистрированная в районе Линьган в Зоне свободной торговли Шанхая, рядом с ИААМ, с целью создания коммерческих спутников и группировок и получения данных об экологии района дельты Янцзы. Англоязычная торговая марка компании выглядит как SASTSpace, но на эмблеме присутствует только сокращение SAST и… рисунок, похожий до степени смешения на эмблему американской SpaceX.

КА принадлежит к группировке «Хайтэ-2» (海特-2星座, Haite 2 xingzuo, HT-2). Бортовая аппаратура спутника создана в 804-м институте SAST и предназначена для измерения влажности почв и измерения силы и направления ветра над морем. Как и на спутниках «Юньяо», она представляет собой спутниковый навигационный приемник GNSS-R, используемый в режиме бистатической локации, то есть приема отраженных сигналов L-диапазона от поверхности суши и моря.

Автор: Liss

Поделиться в соц. сетях
576