Kína az űrben - 2.

 

A Haditechnika hasábjain a 2007. év 6. számától folyamatosan, öt részen át ismerkedhetett meg a Tisztelt Olvasó Kína űrtechnikájának megszületésével, első évtizedeinek eredményeivel, a legfontosabb mesterséges holdakkal, az ország első sikeres emberes űrkísérletével, valamint az akkori tervekkel. Kína mára a világ vezető űrfelbocsátó hatalmává vált, Oroszország mellett az egyetlen ország, amely képes embereket a világűrbe juttatni. Jelen írás az elmúlt 10 év eseményeiről- és fejlesztéseiről számol be, valamit a következő 10 év várható történéseiről.

  

Pilótás űrprogram

Kína első két pilótás űrrepüléséről a bevezetőben említett lapszámokban már esett szó. Folytassuk a beszámolót az azt követő időszak küldetéseiről.

 

Sencsou-7

Kína 3. pilótás űrrepülésén immár három űrhajós indult szűk háromnapos küldetésre. A „nyilvánosság jegyében”, a kilövés előtt már jó egy héttel jegyeket is lehetett váltani az esemény megtekintésére, 15.000 jüanért - azaz közel 400.000 forintérít – munkahelyi ajánlás kíséretében. A Hosszú Menetelés 2F (LM-2F) űrhajó 2008. szeptember 25-én helyi idő szerint 21.10-kor emelkedett fel a Csiucsüan űrközpontból, Gansu tartományból. A fedélzetén három űrhajós (tajkonauta) foglalt helyet, Csaj Cse-kang parancsnok mellett Csing Haj-peng, aki az Orbitális Modul felelőse volt és Liu Po-ming, a Leszállóegység felelőse. Valamennyien először indultak a világűrbe. A repülés legfontosabb célja az ország első űrsétájának végrehajtása volt, a kínai fejlesztésű – Fejtian - szkafander használata mellett, illetve, a saját tervezésű űrvécé kipróbálása. (A korábbi kínai űrhajósok pelenkát használtak.) A biztonság kedvéért két orosz – Orlán-M - szkafander is magukkal vittek. Amint földkörüli pályára álltak, azonnal elkezdték az űrséta előkészületeit.

Az első kínai űrséta végrehajtására Csaj Cse-kang és Liu Po-ming is kiképzést kapott, ám az előbbi lépett ki ténylegesen a világűrbe, a kínai fejlesztésű szkafandert viselve, míg társa a zsilipkamrából segítette tevékenységét az orosz szkafanderben. A harmadik űrhajós a leszállóegységben maradt. A parancsnok először csak a fejét dugta ki az űrhajóból, majd körülnézett. Az űrhajó felületére elhelyezett minták begyűjtését követően meglengette a kínai nemzeti zászlót. Nem sokkal később teljes testével kilépett a zsilipkamrából, biztonságáról kábelek gondoskodtak. Az űrséta során a parancsnok pályára helyezett egy 40 cm-es, oldalhosszúságú, 40 kg-os miniműholdat, mely az űrhajósok Belső-Mongóliába történő visszatértét követően az űrkabin közelében maradt, rendszeresen fotózta és filmezte azt 150 megapixeles sztereo-kamerával. 

1.    ábra. Csaj Cse-kang, a Sencsou-7 űrhajó parancsnoka, a kínai fejlesztésű Fejtian szkafanderben kilép a nyílt világűrbe, végrehajtván ezzel Kína első űrsétáját.

 

Sencsou-8

Kína emberes űrprogramjának következő állomása már egy kisméretű, a Tienkung-1 (Mennyei Palota) névre keresztelt űrállomás pilótás berepülése volt. Ennek megvalósítása előtt még ki kellett próbálni éles körülmények között a megközelítés végrehajtásának technikai kivitelezését, és magát a dokkoló-berendezést. A személyzet nélkül végrehajtott startra 2011. október 31-én került sor. Az űrhajó két nappal később sikeresen összekapcsolódott az űrállomással. A műveletre a Föld árnyékában került sor, hogy az érzékeny műszereket a napsugárzás ne zavarja. A két űreszköz 12 napig volt dokkolt állapotban, ekkor szétkapcsolták, majd ismét összekapcsolták őket, további két napra. A két dokkolás között 140 méterre távolodtak el egymástól. November 16-án az űrhajó véglegesen levált az űrállomásról és sikeresen visszatért a Földre.

 

Sencsou-9

Kína negyedik pilótás űrrepülése során már első női űrhajósát is a világűrbe juttatta. Az elsődleges cél ezúttal is a Tienkung-1 űrállomás volt. Csang Haj-peng parancsnok másodszor indult a világűrbe, Liu Jang űrhajósnő és Liu Vang űrhajós társaságában. Az űrhajó felbocsátására 2012. június 16-án került sor, nem sokkal este fél hét után – helyi idő szerint. A hordozórakéta ezúttal is a LM-2F típus volt. Az űrhajósok a dokkolást automatikus vezérléssel hajtották végre, Kína egyben az űrhajózás történetének harmadik nemzetévé vált, amely önálló űrállomást jutatott a világűrbe, s azt személyzettel fel is kereste. Egy fényképezkedés erejéig mindhárom űrhajós az űrállomás fedélzetére lépett, az átszállást ugyanis élőben közvetítette a Kínai Állami Televízió, ám ezt követően, folyamatosan, csak kettejük tartózkodott rajta. A 6. napon a két űreszközt szétkapcsolták, majd kézi vezérléssel ismét összekapcsolták Liu Vang irányítása mellett, az ország első kézi dokkolását végrehajtva. A repülés teljes időtartama bő 12 nap volt, az űrállomás fedélzetén ebből közel 10 napot tartózkodtak. A program végén a tajkonauták Belső Mongóliában értek földet.

2.    ábra. A Sencsou-9 űrhajón Kína első női űrhajósa is a világűrbe indult. Csang Haj-peng parancsnok és Liu Vang űrhajós társaságában látható Liu Jang űrhajósnő.

 

Sencsou-10

Az előző repülést egy évvel követve, 2013. június 11-én ismét kínai űrhajó indult a világűrbe. A parancsnok, Nie Haj-seng, második űrrepülésén vett részt, a legénység két tagja közül az egyik ezúttal is egy hölgy volt, Vang Japing, a harmadik tajkonauta pedig Csang Hsziankuang. Ő hajtotta végre a Tienkung-1 űrállomás megközelítésének és a hozzá való kapcsolódásnak a feladatát. Az űrállomás fedélzetén különböző fiziológiai-, technológiai- és tudományos kísérleteket végeztek el. A szétkapcsolódást követően még számos alkalommal gyakorolták a dokkolás és a szétválás műveletét. Mindösszesen 15 napot tartózkodtak a világűrben.

Az űrállomás fedélzetéről kevés, jó felbontású képet láthattunk, csupán akkor tettek ez alól kivételt, amikor Vang Japing diákok számára bemutatott öt kísérletet. 60 millió iskolás követhette nyomon, amint Newton 2. törvényét mutatta be, Nie Haj-seng tömegét megmérve. A következőkben egy inga mozgását mutatta be a mikrogravitációs környezetben. A program harmadik pontjaként egy giroszkóp következett, a tajkonauta demonstrálta, hogy az miként tartja meg forgástengelyét, „védi ki” az őt kitéríteni igyekvő erőket. Ezután a felületi feszültség jelenségének szemléltetése következett. Egy gyűrű belsejébe az űrhajósnő vízhártyát feszített ki, s ez a hártya akkor sem szakadt szét, amikor a gyűrűt mozgatta. Végül egy vízcsepp tulajdonságait illusztrálta és magyarázta el.

3.    ábra. a Sencsou-10 űrhajó, elődjéhez hasonlóan, a Tienkung-1 űrállomáshoz csatlakozott. Fedélzetéről Vang Japing űrhajósnő 60 millió diáknak tartott tanórát.

 

Sencsou-11

Erre az űrrepülésre viszont már három évnél is többet kellett várni, a cél is részben változott, ezúttal a Tienkung-2 űrállomással kellett a tajkonautáknak dokkolniuk, és – kínai viszonylatban – rekordnak számító, 33 napos űrrepülést végrehajtani. A biztonság kedvéért ezúttal csak ketten szálltak fel az űrhajó fedélzetén, az immár harmadszor a világűrbe induló Csang Haj-peng parancsnok és társa, az újonc Csen Tung.

A startot 2016. október 17-én hajtották végre, helyi idő szerint éjfélhez közeli időpontban, majd dokkoltak sikeresen – automata módban - a szeptember közepén felbocsátott űrállomással. Legfontosabb feladatuk az életfenntartó rendszer hosszabb időn át tartó működtetése és tesztelése volt.

Meglehetősen szűkös ismeretek állnak rendelkezésre az űrállomáson végzett munkáról, felvétel is csak alig.

Következő lépésként egy teherűrhajót kívánnak automatikus üzemmódban dokkoltatni hozzá, valamikor 2017. április-májusa körül.

4.    ábra. A Sencsou-11 űrhajó megközelíti a Tienkung-2 űrállomást

 

Tervezett Sencsou repülések

2017-ben már nem várható újabb pilótás űrrepülés. Ám ez az álláspont akár meg is változhat, hiszen a Tienkung-2 űrállomást két éves időtartamra tervezték, ráadásul, hamarosan összekapcsolják egy teherűrhajóval is. Az ésszerűség azt sugallná, hogy érdemes lenne tajkonautákkal is felkeresni az így újra feltöltött állomást. Esetlegesen sor kerülhet egy ilyen repülésre 2018-ban.

A jelenlegi hivatalos elképzelések szerint 2018-ban megkezdődik Kína első, modulrendszerű űrállomásának építése. Ennek elemeit a nemrégiben kipróbált LM-5 hordozórakéta szállítja majd fel. Végső kiépítésében, 2022. körül, a szovjet-orosz Mír űrállomáshoz fog hasonlítani mind tömegében, mind elrendezésében. Jelen állás szerint 2019. és 2022. között mindösszesen négy Sencsou űrhajó keresné fel, évente egy-egy.

 

Kínai űrállomás-program

Az ország célja: a tartós világűrbeli tartózkodás biztosítása, s ehhez folyamatosan lakható, viszonylagosan nagyméretű űrállomásra van szükség. Kína már évtizedek óta dolgozik ennek a tervnek a megvalósításán. Ehhez semmiféle nemzetközi segítséget nem vesz igénybe, együttműködési szerződéseket sem kötött más országokkal. A munkálatok 1992-ben kezdődtek. Project 921-2 néven. A végrehajtás hivatalos véglegesítése 1999-ben történt meg. 2000-ben már az első modellel is találkozhattak a látogatók a Hannoveri Expón. Ez a változat még a Sencsou űrhajó méretével megegyező modulokat tartalmazott. Később ezt a megoldást elvetették és egy háromlépcsős tervvel álltak elő.

1.    Pilótás űrrepülés végrehajtása – Sikerrel végrehajtva 2003-ban

2.    Kisméretű űrállomás pályára állítása, űrhajósokkal való felkeresése, rövid időtartamú fedélzeti tartózkodás, majd automatikus üzemmód. – Sikerrel végrehajtva 2012-ben.

3.    Nagyméretű, modulrendszerű űrállomás megépítése, űrszemélyzet folyamatos ott-tartózkodása mellett. Tervezett megvalósítási ideje: 2018-tól.

5.    ábra. Kína 2018-ban felbocsátja fel nagyméretű moduláris űrállomásának központi modulját. Az űrbázis 2022-re épül ki teljes egészében.

 

Tienkung-1

Kína első űrállomása. Kettős célja volt: pilótákkal a fedélzetén űrlaboratóriumként funkcionált, továbbá kísérleti eszközül szolgált a megközelítési- és dokkolási feladatok végrehajtására. 2011. szeptember 29-én indult a világűrbe egy LM-2F/G hordozórakéta segítségével. Három űrhajó is csatlakozott hozzá (2011. Sencsou-8, 2012. Sencsou-9 és 2013. Sencsou-11), az első személyzet nélkül.

Az űrállomás fejlesztését a Kínai Nemzeti Űrhivatal végezte. Az űreszköz tömege 8,5 tonna, 15 köbméternyi túlnyomás alatt álló térfogattal. A hossza 10,4 méter, az átmérője pedig 3,35 méter. Átlagos pályamagassága 370 km.

A kísérleti berendezésen kívül különböző tornafelszerelések kaptak helyet rajta, és két – saját megvilágítással rendelkező - alvófülke. Az „eget” és a „földet” eltérő színekkel jelölték – segítségül a tajkonautáknak az orientációban. Az űrállomás belsejében nagyfelbontású kamerák figyelték az űrhajósok tevékenységét. Főzési- és toalett-lehetőséggel az űrállomáshoz csatlakozott Sencsou űrhajó rendelkezett. Ezeket a berendezéseket nem az űrállomásra szerelték fel. A látogató űrhajó személyzete közül egy űrhajós folyamatosan az űrhajón tartózkodott - jobban elosztva a teret.

2013. nyarán az űrállomást készenléti állapotba kapcsolták. A tervek szerint orbitális pályán kívánták hagyni, hogy adatokat szolgáltasson, s ezáltal tapasztalatokat gyűjthessenek. 2016. márciusában azonban elvesztették a kapcsolatot vele, miután két és fél évvel lépte túl a tervezett üzemidejét. A pályáját folyamatosan figyelemmel kísérik, a számítások szerint valamikor 2017. elején lép majd be a Föld légkörébe és ég el. Ily módon ér tehát majd véget Kína első űrállomásának pályafutása.

 

Tienkung-2

Kína második űrállomása 2016. szeptember 15-én indult a világűrbe. Az előző űrállomás korszerűsített változata. Elődjéhez hasonlóan ez sem lesz folyamatosan lakott. Élettartamát öt évre tervezik. A startját egy hónappal követően már dokkolt is hozzá a Sencsou-11 űrhajó. Az űrállomás fedélzetén 30 napot töltő űrhajósok különböző tudományos- és technológiai kísérletet végeztek el, tanulmányozták a mikrogravitációs környezet hatását az emberi testre, ember és gép együttműködését orbitális pályán, pályára helyeztek egy miniműholdat – ennek feladata az űrkomplexum repülés közbeni megfigyelése volt -, gammakitöréseket vizsgáltak polariméter segítségével.

Az űrállomás méretei elődjével megegyeznek, 10,4 méter a hosszúsága, a maximális átmérője pedig 3,35 méter. Tömege 8,6 tonna. Két személy harminc napos fedélzeti tartózkodását teszi lehetővé.

A tervek szerint 2017. április-májusában várható a kínai teherűrhajó, a Tiencsou debütálása az LM-7 hordozórakéta segítségével. A teherűrhajó tömege meghaladja a 13,5 tonnát. Kulcsszerep jut a számára a nagyméretű moduláris űrállomás ellátása terén. Az űrállomáshoz 2018-ban valószínűleg újabb pilótás küldetés indul majd.

 

Tienkung-3

2014-es tervek szerint többféle elképzelés is létezett a Tienkung-3 űrállomásra vonatkozóan. Célja a teherűrhajók fogadása, az űrállomás hajtóanyaggal- és egyéb pótlandó anyagokkal való feltöltése lett volna. Az eredeti elgondolások szerint az űrállomás továbbfejlesztett változata lett volna a korábbi berendezéseknek, ám 2 db dokkoló-berendezéssel ellátva. Ebben az összeállításban 40 napra biztosított volna tartózkodási lehetőséget háromfős legénység számára. Egy másik verzió szerint modulrendszerű állomást építettek volna a 8,6 tonnás elemekből. Még a nagy, moduláris űrállomás megépítése előtt. Ezeket a terveket azonban elvetették, jelen elképzelések szerint Kína nagyméretű, folyamatosan lakott űrállomásának felbocsátását előre hozták, már 2018-ra, emiatt pedig nem lesz szükség semmilyen köztes megoldásra. A tervek megváltoztatásához bizonyára a LM-7 hordozórakéta sikeres kipróbálása is hozzájátszott, 2016. június 25-én.

 

Kína nagyméretű moduláris űrállomása

Tervezett tömege eléri a Nemzetközi Űrállomás tömegének egyhatod részét, az orosz Mír űrállomás tömegének pedig a felét a maga 60-70 tonnás végső tömegével. A központi modul indítási dátuma 2018-ban várható. Az első kísérleti modul 2020-ban követi.

Az egyes modulok elnevezése érdekes történet, 2013. október 31-én, a fejlesztésekért felelős Kínai Pilótás Űrmérnökség az alábbi tájékoztatást adta:

-       Az űrállomás neve Tienkung, azaz Mennyei Palota lesz.

-       A központi modulja, a „Mag”, Tianhe, vagyis „Mennyei Harmónia”.

-       Az 1-es számú kísérleti modul Ventian, azaz „Törekvés az Égbe”.

-       A 2-es számú kísérleti modul a Mengtian, vagyis a „Mennyei Álmok”.

-       A teherűrhajó neve Tiencsou, magyarul „Mennyei Hajó”.

-       A további, elszeparált modul Szuntián, azaz „Mennyei Cirkáló”.

Az elkövetkezendő kínai űrállomás moduláris (CSS), 3. generációs űrbázis lesz. Az 1. generációt a korai Szaljut, az Almaz és a Skylab űrállomások jelentették. Egyetlen elemből álltak, nem lehetett őket újra feltölteni. A 2. generációs űrbázisok, mint a Szaljut-7, a Tienkung-1 és -2 már feltölthető állomások voltak. A 3. generációs állomások közé tartozik a Mír, a Nemzetközi Űrállomás, az Opszek és a CSS. A földkörüli pályára az elemeket egyenként szállították, illetve szállítják fel, teherűrhajók szolgálták-szolgálják ki őket. A moduláris felépítés jelentősen növeli a megbízhatóságot, csökkenti a költségeket, rövidebb fejlesztési időt igényel, továbbá különféle feladatok elvégzését teszi lehetővé.

Az építés menete összevethető a Szovjet-orosz Mír űrállomáséval, valamint a Nemzetközi Űrállomás orosz szegmensével. Amennyiben az űrállomás elkészül, Kína lesz a második nemzet, mely saját erőből kifejleszt és felépít egy moduláris űrállomást, annak elemeit automatikus módban csatlakoztatja össze. A Sencsou űrhajó és az űrállomás dokkoló-berendezése hasonlatos, sőt, kompatibilis az orosz tervezésű APAS dokkoló-berendezéssel. 

A központi modul biztosít helyet az életfenntartó berendezéseknek és a lakónegyednek három tajkonauta számára, továbbá elvégzi az állomás navigációs és tájolási feladatait. A modul továbbá ellátja a bázist elektromossággal, valamint hajtóművekkel is rendelkezik. Három fő részből áll, az élettérből, a szerviz részből és a dokkoló-berendezésből.

A lakónegyedben található a konyha, a WC, tűzoltó készülékek, a levegőcserét és a légnyomást biztosító berendezések, irányítóeszközök, számítógépek, tudományos berendezések, kommunikációs felszerelések, valamint további eszközök.

Az első a két laboratórium-modul közül további navigációs-, hajtómű- és orientációs berendezéseket tartalmaz, ezek tartalékként szolgálnak a központi modul számára. Mindkét kísérleti modul túlnyomásos élettérrel szolgál a kutatók részére, hogy azok kellemes körülmények között tudják végrehajtani kísérleteiket a súlytalansági, azaz mikrogravitációs (a Földön csak néhány percig biztosítható) környezetben. Kísérleti eszközöket a modulok külső részére is elhelyezhetnek, kitéve őket a világűr, a kozmikus sugárzás, a napszél és a vákuum hatásainak.

Miként a Mír űrállomás és a Nemzetközi Űrállomás orosz moduljai, a CSS is teljes egészében földkörüli pályán kerül összeszerelésre, automatikus üzemmódban. Ellentétben a Nemzetközi Űrállomás amerikai szegmenseivel, ezeket űrséták során, kézzel kellett csatlakoztatni – az elektromos vezetékeket és egyéb kábeleket. A tengelyirányú kísérleti modul dokkoló-berendezéssel lesz kiegészítve, s a már a világűrben lévő központi modulhoz ugyancsak tengelyirányban csatlakozik. Ezt követően egy robotkar, hasonlatos a Mír űrállomáson használt orosz gyártmányú Ljappa robotkarhoz, áthelyezi a modult a központi modul egyik sugárirányú dokkoló-pontjára.

Elektromos ellátásról két, forgatható napelemtábla gondoskodik, minden egyes modulon, a napelemtáblák közvetlenül alakítják át a napsugárzást elektromos árammá. Az elektromosságot az űrbázis fedélzetén tárolják, hogy ne maradjanak energia nélkül a Föld árnyékos oldalán sem. Teherűrhajók hajtóanyagot szállítanak az űrállomásra, hogy annak a légkör fékező hatása következtében fellépő magasság-csökkenését ellensúlyozzák.

Külföldi források szerint a dokkoló-berendezés erősen emlékeztet az APAS-89/APAS-95-re. Más amerikai források, pl. a Space Daily szerint, egyenesen annak másolata. Ellentmondásos ismeretekkel rendelkezünk a tekintetben, hogy a jelenleg, illetve a jövőben használandó kínai dokkoló-berendezések kompatibilisek-e a Nemzetközi Űrállomás hasonló eszközeivel.

Most pedig tekintsük át, milyen jellegű kísérleteket terveznek elvégezni a kínaiak a hamarosan felbocsátásra kerülő nagyméretű űrállomásukon:

 

-       Űrélettan és biotechnológia

    o   Ökológiai tudományos kísérleti összeállítás (ESER)

    o   Biotechnológiai kísérleti összeállítás (BER)

    o   Kesztyűs, tudományos célú, hűthető kompartment (SGRR)

-        Mikrogravitációs folyadékfizikai és égetési kísérletek

    o   Folyadékfizikai kísérleti összeállítás (FPER)

    o   Kétfázisú rendszerek vizsgálati berendezése (TSER)

    o   Égetési kísérletek (CER)

-       Anyagtudományi kísérletek

    o   Űrkemence kísérletek (MFER)

    o   Keverékek előállítása (CMER)

-       Alapvető fontosságú mikrogravitációs kísérletek

    o   Alacsony hőmérsékletű kísérleti összeállítás (CAER)

    o   Nagy precizitású órajel generálás (HTFR)

-       Többcélú összeállítások

    o   Mikrogravitációs kísérleti összeállítás (HMGR)

    o   Változó gravitációs kísérleti elrendezés (VGER)

    o   Moduláris kísérleti összeállítás (RACK)

Az űrállomás kiszolgálását személyzettel ellátott, valamint teherűrhajók fogják elvégezni. A Sencsou űrhajó orbitális modulja akár összekapcsolódva is maradhat az űrállomással, a visszatérő egység képes önállóan is leszállni a Földre, a személyzet mellett a kísérletek eredményét is lehozva.

A kínai moduláris űrállomás felépítésével és működtetésével kapcsolatban csak Olaszország fejezte ki érdeklődését. 2011-ben született egy szándéknyilatkozat, mely felölelte a különböző fejlesztési területeket, kísérleti összeállításokat, és még esetleges olasz asztronauták küldését is.

Az űrállomás működését tíz évre tervezik, ezután az űrbázist lefékezik, és irányított módon léptetik be az atmoszférába. Mivel hővédő pajzzsal nem rendelkezik, bizonyára darabjaira hullik és kisebb részei a felszínt is elérhetik, ezért lakatlan területeket jelölnek ki becsapódási helyéül.

 

Új kínai hordozórakéták

Az elmúlt 10 évben az ország a jól bevált LM hordozórakéta típus négy teljesen új változatát fejlesztette és próbálta ki. Ismerkedjünk meg először ezekkel, majd a tervezés alatt álló szuperrakétával.

 

Hosszú Menetelés 5

Kína nehézrakétája. Jelenleg két típusa áll tervezés és kipróbálás alatt, a repülési célokhoz igazodva. Emelőképessége körülbelül 25 tonna alacsony földkörüli pályára és 14 tonna geoszinkron pályára. Az amerikai – hasonló teherbírású nagyrakéták, pl. a Delta, Atlas – kapacitásához igazodva tervezték és építették meg. Az első repülésére 2016. november 3-án került sor. A start sikeresen zajlott.

6.    ábra. A Hosszú Menetelés 5 hordozórakéta a startállványhoz közelít.

A hordozórakéta főtervezője Long Lehao. A legfontosabb cél nagyméretű terhek alacsony- és geoszinkron pályára juttatása – az elkövetkező 20-30 évet tekintve. . A tervezési munkák 2001. februárjában kezdődtek. A hordozórakéta megalkotásához új gyártóműhelyre, a felbocsátásához pedig új kilövőállásra volt szükség. Tiancsin városa mellett épült fel a létesítmény, az elkészült rakétát pedig hajón szállítják Vencsangba, a Hainan szigetén található kilövőállásba. A 650 millió dollárba kerülő gyár 2009-ben készítette el az első nagyrakéta fő fokozatónak első példányát. A gyár építése teljes egészében 2012-re fejeződött be, innentől kezdve pedig évi akár 30 darab hordozórakéta összeszerelésére is képesek. 2012. júliusában elvégezték az első teszteket is az 1200 kN tolóerejű, környezetbarát, folyékony oxigén-kerozin hajtóművel. 2015. márciusában, tehát közel három évvel később, hozták nyilvánosságra az első fotókat a kísérletről.

2015. szeptember 20-án a hordozórakétát átszállították a Vencsangi Műholdkilövő Központba, további kísérletek elvégzése céljából. Habár eredetileg az első repülést 2014-re tervezték, az végül 2016. novemberére csúszott.

A LM-5 hordozórakéta átmérője 5,2 méter, a hossza pedig 60,5 méter, a felszállósúlya 643 tonna, az össztolóereje pedig 833,8 tonna. Az első fokozathoz ezen felül gyorsítórakéták illeszthetők, számuk maximum négy lehet, az átmérőjük pedig 2,25 és 3,35 méter közé eshet. A második fokozatot az YF-77 továbbfejlesztett változata gyorsítja. Hajtóanyaga hidrogén és oxigén. A harmadik fokozat használata opcionális. Ettől a hordozórakétától várják a korábbi LM-2, -3 és -4-es változatának lecserélését, valamint, a jelenlegi hordozórakéta családdal el nem érhető célok megvalósítását.

Az első fellövést kisebb problémák hátráltatták. Volt, hogy az oxigén szivárgott, de előfordultak számítógépes hibák is. A rakétát végül felbocsátották, azonban annak második fokozata nem a pontosan kijelölt görbén haladt, ám végül az általa szállított Sicsien-17, elektromos hajtóművel felszerelt műszaki-kísérleti műhold, saját hajtóműveivel sikerült az eltérést korrigálni, az elérte a számára kijelölt pályát.

 

Hosszú Menetelés 6

A Kínai Űrtudományi és Technológiai Vállalat fejlesztette ki a 2000-es évek folyamán. Első repülését 2015. szeptember 15-én hajtotta végre, tucatnyi mesterséges holdat állított pályára egyszerre. Aránylag kis tömegű hasznos terhet képes pályára juttatni. Összehasonlításképpen a LM hordozórakéta-család többi tagjával, körülbelül 1080 kg-ot. Az első fokozata a LM-5 hordozórakéta gyorsítófokozatának fejlesztése révén született meg. Az YF-100-as hajtómű gyorsítja 1340 kN tolóerővel miközben oxigén-kerozin keveréket éget. A 2. fokozatát az YF-115 hajtóművel szerelték fel.

A rakéta magassága 29 méter, átmérője 3,35 méter. Második fokozatának hajtóanyaga megegyezik az 1. fokozatéval, átmérője 2,25 méter. A 3. fokozat átmérője ugyancsak 2,25 méter, motorját viszont dimetil-hidrazin és dinitrogén-tetraoxid táplálja.

A LM-6 hordozórakéta teljesítménye a Falcon-1 rakétáéval vethető össze.

Fejlesztés alatt áll egy gyorsítórakétákkal felszerelt változat is, ennek teherbíró képessége elérné a 4 tonnát – napszinkron pálya esetében.

7.    ábra. A Hosszú Menetelés 6 hordozórakéta első startja 2015. szeptemberében.

 

Hosszú Menetelés 7

A Kínai Űrtudományi és Technológiai Vállalat fejlesztette ki, a LM-2F/H felváltására kívánják használni. Az első repülését 2016. június 25-én hajtotta végre. Azt szeretnék, ha a kínai rakétaflotta igáslovává válna, a hazai rakétaindítások 70%-át ezzel az eszközzel kívánják megvalósítani. Számos, különböző teherbírású változat áll a tervezőasztalokon. Kulcsszerep jut számára a nagyméretű kínai modulűrállomás összeállításában is, a teherűrhajók felbocsátását ugyanis ezzel a hordozóval kívánják végrehajtani. Sőt, esetleg felválthatja a pilótás űrrepüléseknél jelenleg használt LM-2F rakétát is.

 8.    ábra. A Hosszú Menetelés 7 hordozórakéta az indítóállványhoz közelít.

A LM-7 hordozórakéta fejlesztése 2008-ban kezdődött, a fejlesztői csapat megalakításával. Az RD-120-as technika beszerzésével, valamint az YF-100 és az YF115 hajtóművek kifejlesztése mellett, az eredeti elképzelések szerint a cél az LM-2/F hajtóműveinek kicserélése volt, miként azt akkoriban mondogatták, „csupán” a dinátrium-tetraoxid/dimetil-hidrazin hajtóanyagot kívánják oxigén/kerozin hajtóanyagra cserélni, továbbá növelni a rakétamotor teljesítményét. A váltás azonban változtatások egészsorát tette szükségessé, ezért alapjaiban megváltoztatták a teljes projekt célját.

Ugyanebben az időben történt a LM-5 hordozórakéta fejlesztése is. Ennek lett volna nehéz, közepes és könnyű változata egyaránt. Mivel pedig az LM-2F/H és az LM-5 jelentősen átfedi egymást, ezért a két programot egyesítették. Ily módon a nagy megbízhatóságú és már űrrepülések során is bizonyított LM-2F technológiát átadták az LM-5 számára. Habár szinte teljesen egy időben lettek kész, az LM-7 egészen más fejlesztés eredményeként született, másik kutatócsoport dolgozta ki. Ennek következtében a hajtóanyagtartály átmérőjén, és a hajtóanyagon kívül nem sok közös van az LM-5 és az LM-7 között.

2010-ben kapta meg a tervezet hivatalosan is az LM-7 elnevezést. A tervezést teljes egészében 3D-s digitális technikával valósították meg. Az LM-7 beillik az újonnan fejlesztett rakétatípusok sorába a nehéz LM-5 és a kis-közepes teherbírású LM-7 közé. „Megörökölte” a 3,35 méter átmérőjű hajtóanyagtartályt és a 2,25 méter átmérőjű gyorsítórakétákat. A korábbi LM-2 drága és rendkívül veszélyes hajtóanyaga helyett környezetbarát és olcsó hajtóanyagot használ. Ez fontos elvárás is volt az irányába.

A LM-7 hordozórakéta többféleképpen is összeállítható – az igényeknek megfelelően. Különböző gyorsító- és felső fokozatok alkalmazása mellett. A teherbírása eszerint 4 tonna és 13,5 tonna között változtatható. Az első fellövés kapcsán elhangzott, hogy az LM-7 teljesen új avionikai rendszert használ, a helyi ipari fejlesztéseknek köszönhetően, továbbá, korábban nem alkalmazott, valós idejű rendszereket. Ezek a rendszerek képezik majd az elkövetkezendő fejlesztések alapjait.

Hosszú Menetelés 8

Ezen az összefoglaló néven számos hordozórakétát fejlesztenek, elsősorban a napszinkron pálya megcélzásával.

 

Hosszú Menetelés 9

Kína szupernehéz rakétája – jelenleg tervezés alatt áll. Az elképzelések szerint 130 tonnát lesz képes alacsony földkörüli pályára juttatni, illetve, legalább 50 tonnát átmeneti holdkörüli pályára. Első repülését 2025-re tervezik, a leszállást égi kísérőnk felszínére pedig 2029-re. Amennyiben a fejlesztések sikeresek lennének, Kína felzárkózna a szupernehéz rakéták sorába a Saturn V, a balszerencsés sorsú szovjet N1, az amerikai SLS és a SpaceX Nehéz Falcon rakétája mellé.

9.    ábra. A tervezett Hosszú Menetelés 9 hordozórakéta (jobbról). Összevetésként láthatjuk a NASA SLS óriásrakétáját, két különböző kiépítésben, valamint az Hosszú Menetelés 5 hordozórakétát. A modul űrállomás elemeit felszállító rakéta szinte eltörpül mellette.

 

Hosszú Menetelés 11

Szilárd hajtóanyagú rakéta. A legnagyobb az ilyen típusú kínai rakéták körében. A sürgősen elvégzendő műholdindítások céljára vennék igénybe veszély vagy katasztrófa esetére. 700 kg-ot tud felvinni alacsony földkörüli pályára. Teherbírása az amerikai Pegasus rakétáéval tekinthető összemérhetőnek. Első indítására 2015. szeptember 25-én került sor, négy miniműholdat helyezett napszinkron pályára. Második repülésére pedig 2016. november 19-én. Ekkor két műholdat indított.

10.  ábra. A Hosszú Menetelés 11 hordozórakéta.

 

Holdprogram

11.  ábra. A kínai holdprogram emblémája.

A Kínai Holdkutató Program (CLEP), vagy miként annak hétköznapibb elnevezése lassan elterjed – Csang’e – a Holdistennő neve után, jelenleg is lebonyolítás alatt álló tervezet. A Kínai Nemzeti Űrhivatal (CNSA) égisze alatt. A program felölel holdkörüli pályán keringő űrszondákat, leszálló egységeket, holdjáró robotokat és talajmintával visszatérő berendezéseket is. Az űreszközök célba juttatásának feladata a Hosszú Menetelés rakétacsaládra vár.

A fellövéseket és a repülések fázisait telemetria segítségével követik, külön rendszert építettek ki erre, a Telemetriás Követő Parancsnokságot (TT&C), mely a Peking környéki 50 méteres, valamint a Kunmingban, Sanghajban és Ürümquiben található 40 méteres antennákat használja, miközben elemei mintegy 3000 km átmérőjű VLBI rendszert alkotnak.

Huang Zijuan, geológus és űrkémikus, az elsők között volt, aki támogatta nemcsak az olyan ismert elemek holdi bányászatát, mint a titán, hanem a hélium-3-ét is, mely ideális fűtőanyag a jövő fúziós energiatelepei számára. Jelenleg ő a legfőbb tudományos irányítója a kínai holdprogramnak. Egy másik tudós, Szun Jia-dong, kapta a főtervezői megbízást, míg Szun Ze-csu a helyettese lett. Lüan Encsie pedig az egész tervezet igazgatója.

 

Csang’e-1

A megvalósítás első mérföldköveit 2004. szeptemberére sikerült teljesíteni. A prototípus megépítésére, valamint a szükséges tesztek végrehajtására 2005. végén került sor. A különböző elemek végleges összeszerelése pedig 2006. decemberére készült el.

A program zászlóshajója, a Csang’e-1 holdszonda 2007. október 24-én indult küldetésére a Hszicsang Műholdindító Központból – körülbelül féléves késéssel. Az eredetileg áprilisra kitűzött indítást az „alkalmasabb felbocsátási idő” magyarázattal halasztották el. Először háromszor megkerülte a Földet, majd ezt követően indult csak el a Hold irányába. November 5-én állt holdkörüli pályára. Az első felvételeket a Földre november 27-én kezdte sugározni. Egy évvel később a Hold teljes feltérképezésével végzett. A küldetést egyéves élettartamúra tervezték, azonban később meghosszabbították, egészen 2009. március 1-ig, amikor is letérítették a pályájáról és hagyták „irányított módon” a Hold felszínébe csapódni. A Csang’e alkotta meg a valaha is elkészített legnagyobb felbontású háromdimenziós képet égi kísérőnkről. Ezeket a mérési eredményeket a későbbi, pilótás holdrepüléseknél kívánják elsősorban felhasználni.

Az űrszonda 14 elem kémiai előfordulását is kutatta, olyan kémiai anyagokét, melyek a későbbiekben Kína számára, mint kitermelési cél - megfontolás tárgyát képezhetik. Különösen a helium-3 felbukkanására összpontosítva. A Csang’e-1 adatokat rögzített a kozmikus környezettel, elsősorban a napszéllel kapcsolatosan is. A napszél kölcsönhatását tanulmányozta a Föld és a Hold vonatkozásában. Egyben az első űrszonda is volt, mely passzív módban figyelte a Hold mikrohullámú sugárzását.

12.  ábra. A Csang’e-2 holdszonda.

Kínának a Csang’e-1 űrszondával az alábbi célokat sikerült megvalósítania:

-       Megtervezni, kifejleszteni és felbocsátani az ország első holdszondáját

-       Kifinomítani űrszondák holdkörüli pályára állításának technológiáját

-       Tudományos kutatói program végrehajtását a Hold körül

-       A Hold térségében dolgozó űreszköz követése, irányítása, mérési adatainak letöltése

-       Tapasztalatszerzés a későbbi expedíciók sikeres kivitelezése érdekében.

13.  ábra. A Csang’e-2 holdszonda elhaladt a 4179 Toutatis kisbolygó mellett is.

 

 Csang’e-2

2010. október 1-én újabb holdszondát bocsátottak fel Kínából. Míg elődje 200 km-es magasságban végezte repülését, ez az űreszköz már 100-es magasságból térképezte fel égi kísérőnket, előkészítvén a három évvel később esedékes, következő holdszonda sima leszállását. Elődjével tulajdonképpen megegyezett, néhány technikai újítás azonban helyet kapott rajta, mindenekelőtt a kameráját fejlesztették tovább. Ennek köszönhetően, 1 méteres felbontású képeket sugárzott a Földre. A Hold térségét csupán négy nap 16 óra alatt érte el, szemben elődje 12 napos időtartamával. A hordozórakétáját kettővel több gyorsítófokozattal látták el. Holdi küldetésének befejezése előtt a szonda pályáját megváltoztatták, ellipszis alakú görbéjének holdközeli pontja csupán 15 km volt. 

Feladatai teljesítését követően a holdszonda megcélozta a Nap-Föld rendszer 2-es számú Lagrange pontját. Ezzel is tesztelni kívánták az ország irányító-követő rendszerét. Kína a világ harmadik nemzeteként valósította meg ezt a tervét, a NASA és az ESA után. Abban viszont kétségtelenül az elsők voltak, hogy ezt a manővert holdkörüli pályáról hajtották végre. A szonda 2011. szeptemberétől már ebből az új helyzetéből sugározta az adatokat.  2012. áprilisában a Csang’e-2 újabb cél felé indult, a 4179 Toutatis kisbolygó felé vette az irányt. Még az év decemberében sikeresen el is haladt mellette, 10 méteres felbontású képeket készítve a legnagyobb közelség idején. Ilyen jellegű manővert, ekkora közelségből még senki sem hajtott végre. A szonda ugyanis 3,2 km-re közelítette meg a kisbolygót. Az űrszonda viszonylagos sebessége a parányi égitesthez képest 10,73 km/másodperc volt. Ezzel a manőverrel Kína a negyedik nemzetté vált, amelynek sikerült egy kisbolygót közvetlenül is tanulmányoznia, a NASA, az ESA, és a japán JAXA után.

2016-ban az űrszonda már 200 millió km-re távolodott a Földtől, hosszú távú küldetést hajt végre, Kína mélyűri követő-irányító rendszerét tesztelve. A szakemberek úgy ítélik meg, a szondán elegendő üzemanyag van még ahhoz, hogy a Földtől akár 300 millió km-es távolságban is képes legyen irányított manővereket végrehajtani. Az űrszonda folytatja tehát a küldetését, 2029-ben közelíti meg ismét a Földet.

14.  ábra. A Csang’e-3 holdszonda a Hold felszínén, s a róla készített idősűrített felvétel a kínai holdjáróról, a Jáde Nyúlról.

Csang’e-3

E holdszonda indításával Kína holdprogramja második fázisába lépett. A felszínre automatikus üzemmódban leszálló berendezés még egy holdjárót is szállított magával. Ez utóbbi a Jutu, azaz a Jáde Nyúl elnevezést kapta. Internetes szavazáson döntöttek az elnevezéséről. E mitologikus nyúl a Holdistennő kedves kis háziállata volt.

Az indítására egy LM-3B hordozórakéta segítségével 2013. december 1-én került sor. A fellövés alkalmából 160 000 embert költöztettek biztonságos helyre. Az óvintézkedésnek volt is oka, hiszen a hordozórakéta egy íróasztalnyi darabja az egyik közeli falura hullott.  A holdszonda december 6-án érte el a Holdat, 100 km magasságú körpályára állt, majd görbéjét ellipszis alakúra módosították 15 km-es holdközeli ponttal. Számos manőver végrehajtását követően 100 méteres magasságban kilebegett a felszín felett, kitérő manővereket hajtott végre, ezután 4 méteres magasságig ereszkedett, ahonnan szabadesésben huppant le a felszínre, december 14-én. A teljes leszállás 14 percet vett igénybe. A szovjet Luna 24 óta egyetlen egy űreszköz sem szállt le égi kísérőnk felszínére, azaz 1976. óta!

A leszállóegység tiszta tömege 1200 kg volt, s ebbe beleértendő a 140 kg-s holdjáró is. A leszállóegység élettartamát egy évre tervezték. A kamerák mellett hét fontos berendezést szállított. Az alapvető tudományos vizsgálatok végzése mellett a szerkezet előfutárának tekinthető a talajmintát a Földre visszaszállító, 2017-ben végrehajtandó küldetésnek.

15.  ábra. A Sencsou-3 űrkabinja, mellette, összevetésül, a Csang’e-5 T1 holdszonda.

A hatkerekű holdjáró kifejlesztése 2002-ben kezdődött Sanghajban és 2010. májusára fejeződött be. Műszereinek tömege mintegy 20 kg-ot tett ki. Valós idejű videóátvitelre is képes volt. Továbbá, egyszerűbb anyagminta elemzéseket is el tudott végezni. Önállóan navigált, automata érzékelői akadályozták meg abban, hogy nekimenjen valaminek. Energia-ellátásáról két napelem gondoskodott, ezek a holdi nappalok idején akkumulátorokat is feltöltöttek. A holdjárót már a leszállás napján útjára bocsátották. December 17-én a kínai hírügynökségek bejelentették, hogy a spektrométerek kivételével valamennyi tudományos műszert aktiválták, a program pedig tökéletesen a tervek szerint halad. A holdjáró 30 méteres mélységbe „lelátó” talajradart is vitt magával. Ennek mérési eredményeiről nem áll rendelkezésre adat.

Azonban a Jutu december 16. és 20. között nem mozdult, lekapcsolva a saját berendezéseit biztonságos módba állt. A tervek szerint a holdjárónak 3 hónap működési idő alatt 10 km-es távot kellett volna megtennie, közvetlenül felderítve mintegy három négyzetkilométeres területet. Habár később sikerült életre kelteni, hosszú időn kapcsolatban maradt a Földdel, több fotót is elkészített, ám mozgásra nem sikerült többé késztetni. Jelei 2015. márciusában szűntek meg.

 

Csang’e-4

A holdszondát 2015-ben tervezték indítani, elődje programját mintegy megismételni, azonban a küldetés pontos célját nem sikerült meghatározni, ezért késések keletkeztek. A legfrissebb elképzelések szerint startjára 2018. végén kerül csak sor, méghozzá a Hold túlsó oldalára! Ahhoz azonban, hogy onnan eljussanak a jelei a Földre, először majd egy átjátszó állomást fognak a kínaiak eljuttatni a Föld-Hold 2-es Lagrange pontjába. Ha a repülés sikerrel jár, ebben az esetben Kína lesz az első nemzet, amely űreszközt juttat a Hold – Földről közvetlenül - nem látható oldalára.

 

Csang’e-5

Az indítása – a jelenleg érvényes táblázatok szerint – 2017. novemberében várható. A legfontosabb feladatként a Holdról származó talajminta Földre szállítása szerepel. Legalább 2 kg mennyiség.

A holdszondát ezúttal a LM-5 hordozórakéta indítaná, s miután a szonda leszállt a Hold felszínére, különböző mélységű lyukakat ásna, maximálisan két méter mélységig, s ezekből gyűjtené össze a szükséges mennyiségű mintát. A korábbi szovjet űrkísérletekkel ellentétben, a Holdról visszatérő egység holdkörüli pályán automatikus vezérléssel kapcsolódna össze a holdkörüli pályán keringő visszatérő egységgel, és az szállítaná utána vissza a Földre az értékes anyagot.

16.  ábra. A Csang’e-5 – talajmintavevő és visszatérő – holdszonda indítása 2017. novemberében várható.

 

Csang’e-5 T1

2014. október 23-án felbocsátott kísérleti eszköz a Csang’e-5 holdi talajmintával visszatérő egységének légkörbe lépésének tesztelésére. 97 órával később a hajtóművel felszerelt műszaki egysége és a visszatérő egysége elrepültek a Hold mellett, 13 000 km-re annak felszínétől, ezt követően pedig szétváltak egymástól. Ezután, a Sencsou személyszállító űrhajók arányosan kicsinyített verzióját mintázó visszatérő egység, sikeresen visszatért a Földre.

 

Csang’e-6

A Chang’e-5 küldetés egyfajta megismétlése lesz, célja holdi talajminta visszaszállítása a Földre. Jelen tervek szerint a Hold nem látható oldaláról. Az LM-5 hordozórakéta segítségével jutna el a Holdra valamikor 2020 után.

 

Kínai marstervek

Az ország első marsszondája az orosz Phobosz-Grunt űrszondára erősítve indult volna a bolygó kutatására, azonban a 2011. november 9-i start alkalmával a műszaki hiba lépett fel, az űrszonda nem tudta elhagyni a földkörüli pályát, hajtóműve nem kapcsolódott be. Végül a légköri fékezőerők következtében 2012. január 15-én megsemmisült. A fedélzeten utazó, 115 kg-os Jinghuo-1 (Ragyogó Tűz - a Mars bolygó ősi kínai nevének szinonimája) kínai marsszonda is ugyanerre a sorsra jutott.

17.  ábra. A balszerencsésen járt Jinghuo-1 marsszonda.

A Kínai Nemzeti Űrhivatal és az Orosz Űrügynökség 2007. március 26-án állapodott meg az együttműködésről, ekkor nyílt meg a lehetőség Kína számára, hogy csatlakozzon a Phobosz-Grunt programhoz.

A szonda két évig végzett volna méréseket marskörüli pályán, tanulmányozván a bolygó légkörét, homokviharait, ionoszféráját és mágneses terét. Ehhez négy fő műszert szállított a fedélzetén:

1.    Plazma-elemző műszer-együttest - elektron- és ionelemzővel, valamint tömegspektrográffal

2.    Fluxus magnetométert

3.    Rádió okkultációs jelzőkészüléket

4.    Optikai képalkotót – két kamerát, egyenként 200 méteres felbontóképességgel.

A Jinghuo-1 önállóan végezte volna méréseit, levált volna az orosz űrszondáról 2012. októberében, s elfoglalta volna a helyét a 72,8 óra ciklusú egyenlítői pályán. Minderre sajnos nem került sor.

18.  ábra. 2020-ban igen összetett kínai marsszonda indul bolygószomszédunk felé. Keringő- és leszállóegységet egyaránt szállít.

 2016. nyarának végén kínai szakemberek a világ tudomására hoztak néhány érdekes részletet marsprogramjuk folytatásáról, konkrétan, a 2020. júliusában vagy augusztusában egy LM-5 hordozórakétával startoló, egy orbitert, valamint egy marsjárót is hordozó leszállóegységgel kapcsolatosan. A hatkerekű jármű a leszállóegység környezetében végezne felderítést, elsősorban vizet keres majd. Ha a tervek sikerrel zajlanak, akkor Kína lehet az 5. ország/szervezet (USA, Oroszország, Európa és India után), mely képes elérni a Marsot és csupán a 3. ország, mely képes a felszínére marsjárót juttatni.

A későbbi tervek minden bizonnyal a még jelenleg nevet kereső vállalkozás sikerén állnak vagy buknak. Remélhetőleg hamarosan új taggal bővül a marskutató nemzetek/szervezetek száma.

19.  ábra. A leszállóegység a „hátán” szállítja a marsjáró berendezést.

20.  ábra. A sikeres leszállást követően a marsrobot önálló útra kel.

 

Kézirat lezárásának ideje: 2017.01.26.

Arany László

 

Források:

http://www.space.com/topics/latest-news-china-space-program

https://en.wikipedia.org/wiki/2020_Chinese_Mars_Mission

https://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_large_modular_space_station

https://en.wikipedia.org/wiki/Chinese_Lunar_Exploration_Program

https://en.wikipedia.org/wiki/Long_March_(rocket_family)

https://en.wikipedia.org/wiki/Shenzhou_program

https://en.wikipedia.org/wiki/Tiangong_program

 

    

Vissza a nyitólapra