Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAКитай вступает в эру восстановления ракетной отрасли: эксперты отмечают прорывные результаты первого полета ракеты Long March 10B.
В пятницу над Южно-Китайским морем произошло еще одно историческое событие в китайской космической программе. В 12:15 по пекинскому времени ракета-носитель «Лонг Марш 10Б» стартовала с коммерческой космодрома Хайнань, успешно выведя полезный груз — спутник — на заданную орбиту и завершив свой первый полет.
Примерно через шесть минут после отделения первой и второй ступеней ракеты первая ступень совершила управляемое вертикальное снижение и была успешно возвращена с помощью системы захвата сеткой на морскую платформу, расположенную более чем в 300 километрах от стартовой площадки. Миссия по возвращению первой ступени была успешно завершена.
Как стало известно Global Times, эта миссия знаменует собой первое в Китае успешное управляемое возвращение первой ступени ракеты-носителя, а также первое в мире возвращение ракеты-носителя с помощью системы захвата сеткой. Ракета-носитель «Лонг Марш 10Б» стала первой китайской многоразовой ракетой-носителем, успешно завершившей миссию по возвращению.
Это достижение представляет собой исторический прорыв в китайской технологии многоразовых ракет и заложит прочную основу для ускорения освоения космоса и возвращения космических аппаратов в страну. Это также знаменует собой вступление Китая в эру успешного возвращения ракет на орбиту.
Чрезвычайно сложный и напряженный момент.
Перед первым полетом репортер Global Times имел возможность внимательно наблюдать за ракетой-носителем Long March 10B в вертикальном положении для запуска. Массивный корпус ракеты, высотой примерно с 20-этажное здание, а также ее конфигурация с семью двигателями большой тяги, работающими параллельно, подчеркивали значительные сложности, связанные с достижением первого в стране успешного возвращения ракеты-носителя.
Ракета Long March 10B была разработана под общим руководством Китайской академии технологий ракет-носителей (CALT), дочерней компании Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники (CASC).
Ракета имеет диаметр 5 метров и использует двухступенчатую тандемную конфигурацию. Ее первая ступень унаследовала конфигурацию первой ступени ракеты-носителя Long March 10A и использует жидкое кислородное и керосиновое топливо, а вторая ступень — жидкое кислородное и метановое топливо.
Ракета имеет стартовую тягу приблизительно 890 метрических тонн и стартовую массу около 760 метрических тонн. Длина ракеты, совершившей свой первый полет, составляет приблизительно 63 метра. В многоразовой конфигурации она способна вывести на низкую околоземную орбиту полезную нагрузку массой 16 метрических тонн.
«Диаметр 5 метров — это стандартная конструкция для современных крупных ракет-носителей, поскольку она позволяет интегрировать более мощные двигатели и больший объем топлива, что способствует выполнению миссий с большой полезной нагрузкой», — заявил газете Global Times Кан Лэй, эксперт по ракетным технологиям из Китайской академии технологий ракет-носителей.
Кан Лэй заявил, что ракета Long March 10B способна выполнять различные задачи, включая развертывание низкоорбитальных спутниковых интернет-группировок и запуск крупных коммерческих спутников. В многоразовой конфигурации ракета может значительно снизить стоимость запуска, предлагая при этом преимущества в высокой грузоподъемности и экономичности.
Во время первого полета Long March 10B продолжала подъем в течение примерно 3000 секунд после зажигания. Кан Лэй пояснил, что на этапе подъема семь жидкостных кислородно-керосиновых двигателей первой ступени завершили процесс ускорения.
После отделения первой и второй ступеней ракеты управление перешло к единственному жидкостному кислородно-метановому двигателю второй ступени. Благодаря ряду процедур, включая основной этап полета, инерционный полет и корректировку ориентации, а также второе зажигание, ракета успешно вывела спутник на заданную орбиту с высокой точностью. В то же время корпус ракеты прошел процедуры пассивации для обеспечения безопасной утилизации.
Этап возвращения и посадки был основной целью проверки этой миссии запуска. Как стало известно Global Times, после отделения от второй ступени на высоте около 100 километров примерно через 150 секунд после старта, первая ступень ракеты Long March 10B начала снижение и перешла в фазу возврата со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука.
«Процесс возврата состоит из четырех этапов: фаза свободного полета и корректировки положения, фаза торможения с использованием двигателя, фаза аэродинамического торможения и фаза посадки», — рассказал Global Times Ван Цун, конструктор ракет из Китайской академии технологий ракет-носителей.
Во время фазы свободного полета и корректировки положения выдвигаются решетчатые стабилизаторы первой ступени, и ракета завершает корректировку положения при входе в атмосферу. Одновременно с этим начинает работу система управления осаждением топлива, направляя топливо из баков к нижней части, обеспечивая достаточную подготовку к последующему перезапуску двигателя.
В фазе ускоренного замедления двигатель первой ступени запускается повторно, чтобы применить тормоза перед входом ступени в более плотные слои атмосферы, снижая ее скорость и предотвращая повреждение корпуса ракеты, вызванное такими факторами, как сильный аэродинамический нагрев при входе в атмосферу.
Затем первая ступень переходит в фазу аэродинамического замедления, которая представляет собой ключевой этап проверки конструкции тепловой защиты ракеты.
В фазе аэродинамического замедления ракета использует аэродинамическое сопротивление, создаваемое ее решетчатыми стабилизаторами, для замедления спуска. Нижняя часть первой ступени подвергается жестким испытаниям на аэродинамический нагрев и аэродинамические нагрузки.
Наконец, первая ступень переходит в фазу посадки. На этом этапе применяется стратегия управления, близкая к зависанию, при которой все доступные системы управления работают согласованно. Решетчатые стабилизаторы и двигатели ракеты координируют управление снижением аппарата, в то время как система онлайн-планирования траектории генерирует оптимальную последовательность управления.
Благодаря точному управлению высота и скорость первой ступени постепенно снижаются до состояния, приближающегося к нулевому относительному движению, прежде чем она будет успешно захвачена и возвращена сетевой системой спасения на морской платформе.
Во время первого полета ракеты Long March 10B в пятницу первая ступень была точно захвачена морской платформой спасения примерно через восемь минут после старта. Весь процесс был чрезвычайно сложным и напряженным моментом.
Корреспондент Global Times, находившийся на месте событий, стал свидетелем того, как многие китайские инженеры-аэрокосмисты, участвовавшие в разработке Long March 10B, были растроганы до слез, увидев в реальном времени кадры плавной посадки первой ступени.
Китайская космическая программа наконец достигла исторической вехи — успешного возвращения ракеты на орбиту, сделав Китай второй страной в мире, освоившей технологию вертикального возвращения ракет.
Первая в мире система возвращения на основе сети.
В настоящее время подавляющее большинство многоразовых ракет в мире используют системы возвращения с помощью посадочных опор. Команда разработчиков Long March 10B выбрала другой подход, разработав новаторскую технологию захвата и возвращения на морской платформе с использованием сети.
Это инновационное решение предоставляет китайский подход к крупномасштабным операциям по возвращению ракет по всему миру и демонстрирует изобретательность и новаторство китайского аэрокосмического сектора.
В пятницу, когда первая ступень Long March 10B спускалась с неба, над Южно-Китайским морем уже ожидало судно под названием «Линханчжэ» — морская платформа для возвращения ракет на основе сети.
Гигантское судно длиной 144 метра, шириной 50 метров, осадкой 5,5 метра и водоизмещением 25 000 тонн оснащено системой динамического позиционирования DP2. Судно может использовать собственные подруливающие устройства для противодействия внешним воздействиям, таким как ветер, волны и течения, поддерживая заданное положение или курс.
В сочетании с системой спасения на основе сети и другим вспомогательным оборудованием судно может служить стабильной и высокоточной мобильной посадочной площадкой в открытом море.
«Когда первая ступень ракеты Long March 10B достигает воздушного пространства над системой захвата на основе сетки на морской платформе, она продолжает замедляться. Система захвата на основе сетки использует тросы с шкивами для соединения и захвата первой ступени. Бортовые навигационные и позиционирующие системы ракеты непрерывно собирают данные о скорости и местоположении в режиме реального времени и передают эту информацию в систему управления, которая соответствующим образом корректирует положение и скорость ракеты. Тем временем устройство захвата на основе сетки на морской платформе отслеживает состояние ракеты в режиме реального времени и управляет движением тросов через наземную систему управления», — пояснил Сунь Чжэньлянь, технический эксперт Китайской академии технологий ракет-носителей.
Сунь описал этот процесс как точную «двустороннюю сближение» между ракетой и морской платформой. Благодаря скоординированной работе двух систем первая ступень была точно направлена в систему захвата.
После того, как корпус первой ступени ракеты попадает в систему спасения на основе сетки, его тросовый крюк разворачивается заранее и затем вступает в контакт с четырьмя тросами в форме крестовины.
Сунь пояснил, что корпус ракеты постепенно опускается и точно захватывается. Весь процесс занимает очень короткий промежуток времени и требует тесной координации между корпусом ракеты, тросами и крюком. Мгновенная нагрузка создает огромные трудности для крюка, который должен выдерживать сложные силы на этапах контакта с сеткой, скольжения и натяжения.
«Крюк — это как пара мощных рук, которые крепко держат ракету. Затем, с помощью системы спасения на основе сетки морской платформы, ракета подвергается буферному замедлению», — сказал Сунь.
После захвата корпуса ракеты система спасения морской платформы должна дополнительно закрепить его.
«Из-за таких факторов окружающей среды, как волны и морской ветер, корпус ракеты может раскачиваться внутри сетчатой платформы для посадки. Система посадки стабилизирует ракету в два этапа. Сначала вспомогательные крепежные тросы фиксируют корпус ракеты с разных сторон. Затем автоматическая блокирующая платформа перемещается под корпус ракеты, чтобы завершить процесс зажима и фиксации», — пояснил Сунь.
«Это как застегнуть ремень безопасности вокруг ракеты, позволяя ей оставаться стабильной даже в море. На этом этапе ракета полностью зафиксирована», — сказал Сунь.
Сетевая система посадки обладает уникальными преимуществами. Чэнь Муе, технический эксперт Китайской академии технологий ракет-носителей, пояснил, что по сравнению с существующими основными решениями для посадки, сетчатая система посадки лучше адаптируется к требованиям посадки ракет.
«Система возвращения на основе сетки помогает упростить бортовую конструкцию ракеты. Поскольку ракете не требуется устанавливать сложные посадочные опоры, ее общий вес может быть уменьшен, что увеличивает полезную нагрузку и эффективность эксплуатации. Кроме того, этот метод возвращения обладает большей устойчивостью к отклонениям при посадке. Благодаря скоординированной работе системы сетки, окно захвата может быть эффективно расширено. Система возвращения на основе сетки также может иметь модульную конструкцию для удовлетворения потребностей в возвращении ракет разных размеров», — сказал Чен.
По словам группы разработчиков, ракета-носитель Long March 10B продолжит проходить оптимизацию характеристик и ускорение итеративной модернизации технологий многоразовых ракет. Ожидается, что команда завершит летные испытания многоразовой первой ступени к концу этого года.
Создание новой системы космических перевозок.
На фоне включения коммерческих космических полетов, спутникового интернета и исследования дальнего космоса в 15-й пятилетний план Китая, крупный прорыв страны в технологии многоразовых ракет-носителей приобретает важное значение.
«Технологическая зрелость и уровень индустриализации многоразовых ракет напрямую определяют возможности и затраты Китая в освоении космоса», — заявил эксперт по ракетным технологиям Кан в интервью Global Times.
С точки зрения рыночного спроса, Кан отметил, что несколько крупных спутниковых интернет-группировок в Китае вступили в существенную фазу запуска.
«Эти проекты по созданию группировок требуют огромных объемов запусков, переживают взрывной рост и характеризуются высококонцентрированными стартовыми окнами и высокочастотными графиками развертывания. Это делает ограничения традиционных одноразовых ракет-носителей с точки зрения стоимости и производственных мощностей все более заметными, что затрудняет удовлетворение текущего спроса на развертывание группировок с коротким циклом и высокой плотностью», — сказал он.
Он также отметил, что успешный первый полет и возвращение ракеты Long March 10B знаменуют собой важную веху в развитии коммерческого космического сектора Китая. Миссия совершила прорыв в технологии недорогих и высокопроизводительных многоразовых ракет, заполнив пробел в этой области внутри страны.
В будущем ожидается, что эта технология существенно снизит стоимость коммерческих запусков и повысит конкурентоспособность китайской коммерческой космической отрасли на мировом рынке.
Продолжение в первом комментарии