Číňané dobývají orbitu s metanovou raketou

Pouhých 8 let stačilo pekingské LandSpace Technology Corporation, založené v roce 2015, aby vybudovala vlastní funkční infrastrukturu pro kosmické lety, včetně závodu na montáž a testování středních i velkých raket a inteligentní výrobní základny. Firma se tak aktivně zapojila mezi nejvyspělejší subjekty kosmického průmyslu.

„Do třetice všechno…“
Svou první raketu Zhuque-1 (Ču-čchüe, v překladu Rumělkový pták, jedno ze čtyř čínských mytologických zvířat spojovaný se s elementem ohně) poháněnou motory na tuhá paliva, vypustila LandSpace pouhé tři roky od svého založení. Tato mise selhala kvůli problému se třetím stupněm. Pro nástupce Zhuque-2 už firma vyvinula kapalné palivo a pokročilejší metaloxové motory TQ-11 a TQ-12, ovšem ani premiérový start nové rakety v závěru loňského roku nepřinesl kýžený úspěch v podobě vynesení nákladu na oběžnou dráhu. Ale přesně v duchu pořekadla „do třetice …“ mohli 12. července 2023 konečně čínští inženýři oslavovat další pozoruhodný milník dobývání kosmu. Druhý start dvoustupňové, téměř 50m rakety (49,5 m), o průměru 3,35 m a vzletové hmotnosti 219 tun z kosmodromu Ťiou-čchüan v poušti Gobi se podařil, a Zhuque-2 je první metaloxovou raketou na světě, která dosáhla oběžné dráhy.
Metalox (směs metanu a kapalného kyslíku) použitý v raketě jako palivo, představuje významný přelom v kosmických letech, protože metan je považován za čistší, bezpečnější a levnější než kapalný vodík, kerosin a další v současnosti používané pohonné látky. Ve srovnání s tradičními kosmickými palivy má vyšší tzv. specifický impuls, což má za následek lepší přeměnu paliva na tah. Klíčovou výzvou byla však teplota, protože při extrémně nízkých teplotách má metan problémy se zapálením.
I když nejde o první nasazení tohoto nového typu paliva – SpaceX a Relativity Space už takové rakety vypustily – žádná z nich dosud nedosáhla na orbitu. Číně se tak podařilo předstihnout západní konkurenci, která na raketách s metanovým pohonem už roky pracuje – vyvíjí je např. SpaceX Elona Muska, Blue Origin, United Launch Alliance, Rocket Lab a Relativity Space.
Firma LandSpace uvedla, že je nyní připravena zahájit sériovou výrobu těchto raket schopných dopravit 6000 kg užitečného zatížení na 200km nízkou oběžnou dráhu Země (LEO) nebo čtyřtunový náklad na 500km sluneční synchronní dráhu (SSO). Do budoucna má plány i na variantu Zhuque-2A, která by nosné raketě přidala třetí stupeň poháněný jedním motorem Tianque-11 (TQ-11) se čtyřmi komorami, jenž se u druhého stupně současné verze používá pro jemné ovládání a orbitální manévrování. Není však jediná, kdo má v čínském kosmickém průmyslu metanové ambice – na své raketě Hyperbola 2, která jako palivo využívá metalox, pracuje i další čínská firma iSpace.

Metanový pohon pod kapotou
První stupeň rakety Zhuque-2 obsahuje motor Tianque-13, což je označení pro sadu čtyř závěsných motorů Tianque-12 spojených dohromady. Firma se i zde držela „ptačího“ názvosloví – pojmenování pohonné jednotky znamená v překladu „straka“.
Jde o 3,6 m vysoký plynový generátor s výstupním průměrem 1,5 m, který produkuje tah 670 kN (na úrovni hladiny moře) a 784 kN ve vakuu, a specifický impuls 350 s. LandSpace již vyvíjí TQ-12A, který má o 100 kg nižší hmotnost, ale o 9 % vyšší tah a o 4 sekundy lepší specifický impuls.
Druhý stupeň je osazen jednou vakuově upravenou fixní pohonnou jednotkou TQ-12 a manévrovacím čtyřkomorovým systémem TQ-11 pro řízení polohy. Kromě toho poskytuje také poslední zrychlení 2 km/s, které stupeň potřebuje k dosažení orbitální rychlosti. Tato konfigurace se však změní počínaje raketou Zhuque-3, kdy vakuový TQ-12 bude nahrazen kardanovým Tianque-15A (TQ-15A), a TQ-11, který již nebude potřeba, bude odstraněn. Ve vakuu se tah 836 kN TQ-15A změní z 60 na 110 % a bude mít kardanový závěs ±4 stupně. Spolu s tímto motorem systém řízení polohy YQ-10 zajistí jak kontrolu výšky, tak náklonu.

Jan Přikryl
Foto: LandSpace

Publikováno: 19. 10. 2023 | Počet zobrazení: 93 17