Kineski planovi da pošalju čoveka na Mesec se nastavljaju. Dokle su stigli? Prvo, novi lanser sa posadom već ima službeno ime: CZ-5DY. S druge strane, dizajn džinovske rakete CZ-9 pretrpeo je radikalnu promenu. No, pokušajmo da rezimiramo kako bi razumeli storiju. U 2018. Kina je predstavila svoje planove za izvođenje misija s posadom na Mesec uz pomoć nove rakete sposobne da podigne 70 tona u nisku orbitu. Sa dva lansiranja ove rakete, nazvane 'raketa 921', 'CZ-X' ili 'kineski Falcon Heavy' (CZ-FH), misije oko Meseca bi mogle da se izvode pomoću novih brodova sa posadom i stanice u lunarnoj orbiti – 'kineski Gateway' – negde nakon 2025. Uvođenjem ove nove rakete razvoj džinovskog lansera 'Dugi marš CZ-9', koji je u razvoju od 2011. godine, otišao je u drugi plan, mada je nedavno raketa službeno povezana sa misijama s posadom na Mesec, čije se prvo lansiranje planira tek za kraj ove decenije.
Poslednji dizajn kineske džinovske rakete CZ-9.
Izvorni predlog korporacije CASC-a – de facto kineske kosmičke agencije – CZ-9 iz 2011. godine veoma je podsećao na Nasinu raketu SLS: kriogeni centralni stepen promera 9 metara sa četiri motora YF-650 okružen s četiri bustera, takođe kriogena, sa po jednim YF-650. Druga verzija je imala četiri bustera na čvrsto gorivo i pet motora u centralnom delu. U oba slučaja, drugi bi stepen takođe bio kriogen i koristio bi motor YF-200. Ovaj CZ-9 iz 2011. mogao je da podigle u orbitu oko 100 tona, ali 2014. kapacitet se popeo na 130 tona. Konačno, konstrukcija lansera je zamrznuta 2016. CZ-9 iz 2016. godine postojao je u tri verzije: obična CZ-9, s četiri bočna bustera (sa korisnim teretom od 140 tona u niskoj orbiti), CZ-9A, s dva bustera (sposoban da smesti 100 tona u LEO) i CZ-9B, bez bustera, sa kapacitetom od 70 tona.
Dve verzije CZ-9 iz 2011, kada se još uvek nazivala CZ-XB.
Superteška CZ-9 (levo) na osnovu dizajna iz 2011. u poređenju sa CZ-3B. Ko uzme mikroskop, može između raketa da uoči Zorkića u potrazi za američkim palačinkama.
Najmoćnija verzija, CZ-9, imala bi lansirnu masu od 4137 tona i visinu od 93 metra[1]. Kroz različite verzije, dizajn rakete se značajno promenio. Više ne bi imao kriogeni vodični centralni stepen, već bi sada koristio kerozin kao gorivo. I središnji stepen, sada promera 10 metara, i busteri koristili bi novi napredni kerolox motor zatvorenog ciklusa sa dve komore za sagorevanje i potiskom od 4,8 meganjutna. Ovaj motor, kasnije poznat kao YF-130, bio bi kineska verzija poznatog ruskog RD-180, koji koriste i američke rakete 'Atlas V'. Centralni stepen bi koristio četiri motora YF-130, dok bi busteri imali po dva. Drugi i treći stepen bi bili kriogeni, sa dva motora YF-90 (potiska 2200 kN), odn. četiri YF-79 (250 kN).
Ovaj dizajn je ostao manje-više stabilan tokom poslednjih pet godina – iako je visina rakete porasla sa 93 na 103 metra – i on je taj koji zapadni mediji imaju tendenciju da 'ponovo otkrivaju' svakih nekoliko meseci kada govore o 'novim' kineskim planovima za putovanja na Mesec (zapravo engleska Wikipedia pogrešno pominje da CZ-9 datira iz 2018. godine).
'Dugi Marš 9' ( 长征三号火箭, LM-9 ili 'Changzheng 9', CZ-9) iz 2016. Ovakva raketa bi mogla da na Mars ponese svega oko 44 tone a ka Mesecu 53 tone. Krajnje levo je 11. verzija, a krajnje desno je 21. verzija.
Konstrukcija nosača CZ-9 iz 2016. i tri verzije sa 0, 2 i 4 kerolox trastera oko centralnog stepena, takođe keroloxna.
CZ-9 iz 2016. Ne treba da sumnjamo da će to biti stvarno moćna raketa!
Nešto noviji dizajn, iz 2018, sa modifikacijama na busterima i sa motorima YF-130 u centralnom stepenu.
I tako su stvari stajale do 24. juna 2021, kada je Long Lehao (龙 乐 豪), glavni inženjer serije raketa 'Dugi Marš' i živa legenda, održao predavanje na fakultetu u Hong Kongu o kineskom svemirskom programu. Long je na konferenciji predstavio novi dizajn CZ-9, vrlo različit od prethodnog iz 2016. godine. Sada je CZ-9 monobločna raketa bez bustera, sa nosivošću od 150 tona u niskoj orbiti. Maksimalni prečnik je povećan na 10,6 metara – veći je od prečnika 'Saturna V' – a visina doseže 108 metara, istovremeno koristeći vrh promera 9 metara. Prvi stepen još uvek koristi kerolox, ali umesto 4 motora YF-130 biće upotrebljeno 16 YF-135, koji nisu ništa drugo do verzije YF-130 s jednom komorom za sagorevanje, s potiskom od 3,6 MN svaki (tj., poput ruskog RD-191, izvedenog iz RD-180). U drugom stepenu će se koristiti 4 motora, a u trećem jedan (svi kriogeni, kako bi se maksimalizovale performanse).
Kineska lunarna raketa CZ-5DY (levo; slika netačno prikazuje toranj za spašavanje) i CZ-9.
Velika porodica! CZ-5B će moći da podržava putničke cirkumlunarne misije, dok će standardna CZ-5 biti korišćene za lunarne orbitne misije. CZ-9 će se koristiti za lunarne putničke orbitne i sletne ekspedicije.
Na istoj konferenciji Long je još jednom predstavio 'raketu 921', ali sada pod službenim imenom CZ-5DY. To nije nova oznaka, jer možemo da se setimo da je 2011. Kina koristila ovu oznaku za tešku verziju CZ-5 sposobnu za ponese 50 tona u LEO. Uočljivo je da su odlučili da vaskrsku to ime, uprkos činjenici da nova raketa nema puno zajedničkog sa sadašnjom CZ-5. CZ-5DY je praktički nepromenjen: još uvek je to keroloxraketa teška 2680 tona sa tri bloka u prvom stepenu, svaki sa sedam motora YF-100K – poboljšana verzija YF-100 koju koriste CZ-5, CZ-7 i CZ-8, sa drugim stepenom s dva YF-100M i trećim stepenom, kriogenim, sa tri YF-75D (izvorno nije bilo jasno postoje li dva ili tri od tih motora). Nosivost na nisku orbitu još uvek iznosi 70 tona, ali nosivost na Mesec je sada 27 tona, dvije tone više nego što je objavljeno prošle godine (promena bi mogla biti posledica zamene tradicionalnog spasilačkog tornja sistemom smeštenim ispod kapsule, kao u brodovima 'Crew Dragon' i 'Starliner'). Plan leta na Mesec sa CZ-5DY i dalje je ono što smo videli 2018, uz pomoć šeme sa dva lansiranja, plus ekspedicije na površinu pomoću malog lunarnog modula za dve osobe koji bi trebao dodatno lansirati.
'Dugi Marš CZ-5DY' iz 2011.
Kineske rakete: CZ-2F sa brodom 'Shenzhou', buduća CZ-5DY sa novom generacijom brodova, CZ-9 i CZ-5B.
Dizajn CZ-5DY iz 2020. bez tradicionalnog spasilačkog tornja.
Modeli CZ.5DY (levo) pored CZ-9.
Novi dizajn CZ-9 posledica je nekoliko faktora. Prvo je izbegavanje preklapanja s CZ-5DY. Lakša verzija CZ-9, CZ-9B, imala bi istu nosivost u LEO-u kao i CZ-5DY, što bi je učinilo očigledno suvišnom. I jasno je da nema smisla razvijati dva skupa i složena teška lansera s različitim tehnologijama koji se međusobno takmiče. S druge strane, povećanjem nosivosti CZ-9 na 150 tona kroz monobločni dizajn, CASC želi da izbegne da ovaj superteški bacač trpi isti problem kao i CZ-5, odn. da mu nedostaje margina rasta. Zato je CZ-5 zamišljen kao najteži član porodice lansera u to vreme – 1990-ih – kada se činilo da je 25 tona u niskoj orbiti granica onoga što je komercijalno isplativo. Kao rezultat, trenutno bi bilo vrlo teško povećati nosivosti CZ-5. Prethodni CZ-9 patio je od istog greha, dok je novi dizajn otvoren za proširenje pomoću snažnijih bočnih bustera i gornjih stepeni (ili efikasnijih motora). Takođe je značajno da nas dizajn prvog stepena ovog novog CZ-9 podseća mnogo više na 'SpaceX-ov' 'Super Heavy' nego na Nasinu SLS.
Inženjer Long Lehao sa CZ-5DY na Hongkoškom univerzitetu.
Detalj prethodnog slajde.
Dizajn CZ-5DY koji smo mogli da vidimo lane.
Plan sletanja na Mesec uz pomoć dve rakete CZ-5DY, broda sledeće generacije i malog lunarnog modula.
'Kineski Gateway' sa brodom nove generacije i lunarnim modulom.
Iako se ponovna upotreba delova rakete nigde ne pominje, sigurno će biti lakše ponovno upotrebiti prvi stepen nego ranije, koji se sastoji od do pet zasebnih elemenata. Raspored 16 motora prvog stepena, sličan onom na 'Super Heavyju', olakšao bi takav zadatak. Također, tankovi za gorivo na novom CZ-9 koriste dizajn zajedničkih zidova (kao na 'Starshipu'), umesto odvojeni (kao na centralnom stepenu SLS-a).
Dalje, kako Kina napreduje na polju pogona ovog budućeg lansera? Srce svake rakete su, jel'te, motori. Oni su ona razlika između lepog powerpointa i realnosti. No, Kina tradicionalno zaostaje u tehnologiji snažnih kerolox motora. Nije iznenađujuće što YF-100 CZ-5 ima potisak od 1,3 MN, dok bi YF-135 za CZ-9 trebao doseći 4,8 MN. Međutim, nedavno smo mogli da vidimo prototipove YF-135 koji već prolaze razne faze ispitivanja, tako da pred Kinom nije ješ puno vremena kada će da sustigne Rusiju u jednom od retkih područja raketnog sveta gde još uvek gleda u leđa susednoj državi.
YF-130, kineski RD-180.
Ruski RD-180, derivat RD-170 proizvedenog za raketu "Energija'.
U ovom trenutku nije poznato hoće li novi dizajn uticati na kalendar testiranja CZ-9, koja bi u principu trebala da poleti između 2028. i 2030. Što se tiče primena ove džinovske rakete, i premda su gotovo sve druge povezane sa lunarnim programom sa posadom, Kina je samo potvrdila da namerava da je koristi za bespilotne misije na Mesec počevši od 2030. godine – konkretno, za lansiranje elemenata za lunarnu bazu ILRS[2] u saradnji s Rusijom – i, u zavisnosti kada bide spremna, možda za misiju donošenja uzorka s Marsa 'Tianwen2'. Ova će se misija sastojati od dve sonde – lendera za prikupljanje uzoraka i orbitera za njihovo donošenje na Zemlju – koje bi mogle da polete pomoću dve rakete – CZ-5 i CZ-3B – ili jednim lansiranjem sa CZ-9. Upotreba ove rakete se takođe razmatra u vezi pokretanja geostacionarnih stanica s ciljem proizvodnje solarne energije – SSPS – ili, naravno, misija s ljudskom posadom na Mesečevu površinu. Iako je novi CZ-9 mnoge ljude podsetio na 'Super Heavy', sa estetskog gledišta sličniji je predlogu Mesečeve rakete s posadom R-56 Mihaila Kuzmiča Jangela, u svojoj monobločnoj verziji, koja je u prvom stepenu imala 16 motora.Nadajmo se da će novi CZ-9 proći bolje nego sovjetski.
Sonda za prikupljanje uzoraka 'Tianwen 2'. Levo je orbiter koji će doneti materijal u Kinu (u kapsuli koja je slična onoj iz misije 'Chang'e 5').
Sovjetska lunarna rareka R-56 konstruktora Jangela, sa 16 hipergoličnih motora RD-253 u prvom stepenu. O njoj sam pisao u više navrata.
[1] Radi poređenja, američki lunarni 'Saturn V' je imao težinu 2938 t i visinu 111 m, a sovjetski lunarni 'N-1' težinu 2750 t i visinu 105 m.
[2] O tome sam pisao ovde.
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
