Največja kitajska satelitska nosilna raketa v vesolju

Kitajci so prejšnji četrtek iz novega izstrelišča Wenchang uspešno izstrelili svojo najmočnejšo satelitsko raketo, znano tudi kot Long March 5 (Dolgi pohod). S to raketo postavljajo temelj za novo in ambiciozno vesoljsko postajo, za lunarne sonde in tudi njihovo prvo sondo za raziskovanje Marsa.

Raketo je razvila kitajska akademija za razvoj satelitskih nosilnih raket ali CALT. Visoka je 57 metrov, ima dve stopnji, osrednji del ima premer pet metrov in tehta 879 ton. Ob izstrelitvi je raketo poganjalo kar deset motorjev, ki so sestavljali osrednjo ali prvo stopnjo ter bočne raketne motorje, tako imenovane boosterje ali pospeševalnike. Kar dve desetletji so potekale raziskave in devet let gradnja, izdelava in testiranja, preden so novo, najmočnejšo satelitsko nosilno raketo izstrelili v vesolje.

Z izstrelitivjo Dolgega pohoda v vesolje so se Kitajci skoraj izenačili z ameriško raketo Boeing Delta IV Heavy, ki v vesolje spravi malo več tovora. Po sposobnostih dostave tovora v vesolje so prekosili rusko raketo Proton in evropsko raketo Ariane 5.

Pogon rakete Dolgi pohod

Osrednjo raketno stopnjo Dolgega pohoda 5 poganjata dva motorja tipa YF-77, ki kot gorivo uporabljata mešanico tekočega vodika in tekočega kisika. Gre za kriogenično raketno stopnjo oziroma pogonski sistem, kjer sta gorivo (tekoči vodik) in oksidator (tekoči kisik) uskladiščena pri zelo nizki temperaturi. Ob boku so pritrjeni štirje pospeševalci ali boosterji, katerih vsak ima dva raketna motorja tipa YF-100. Ti za gorivo uporabljajo kerozin in kot oksidator tekoči kisik. Gorivo je ekološko zelo sprejemljivo in ga uporabljajo tako Rusi (Sojuz) kot Američani (Atlas 5), če omenimo dve drugi vesoljski sili.

Z izstrelišča se je raketa s potisno silo skoraj 1100 kN, ki so jo dajali omenjeni raketni motorji, začela hitro vzpenjati in potovati v vesoljski prostor. Kamere na krovu 57 metrov visoke rakete so pokazale, kako so od osrednje raketne stopnje ločile vse štiri bočne enote. Pozneje so zaznale ločitev velikega aerodinamičnega okrova. S tem je bil razkrit eksperimentalni tovor ali satelit Shijan 17, katerega naloga naj bi bila prikaz delovanja električnega raketnega pogona v orbiti.

Kmalu po tem je nehala delovati osrednja ali glavna raketna stopnja, delovati pa je začela višja, vrhnja ali zadnja raketna stopnja. To poganjata dva raketna motorja tipa YF-75D. Delovala sta nekaj minut, nato je sledil presledek v potovanju okoli Zemlje. Ponovno sta se vključila za vzpon v višjo orbito, kjer se je sprostil satelit Shijan 17, določen del pa je z lastnim pogonom nadaljeval pot v geostacionarno orbito.

Nova raketa odpravlja uporabo toksičnih ali strupenih raketnih goriv, kot sta hidrazin in dušikov tetroksid. Prav ta goriva so uporabljali pri drugih, starejših kitajskih raketah (Dolgi pohod 2, 3, 4). Zamenjujeta jih do okolja prijazna kerozin in tekoči vodik.

Ob izstrelitvi te rakete so prvič uporabili tudi dva nova raketna motorja. Prvi, YF-77, se uporablja v osrednji ali jedrni stopnji. Je tudi največji raketni motor te vrste, ki so ga izdelali na Kitajskem, kot gorivo pa uporablja superohlajeni tekoči vodik. V tej stopnji sta dva taka motorja, ki sta povezana s strukturnim ogrodjem. Drugi raketni motor, YF-50D, pomeni izboljšano ali izpopolnjeno različico raketnega motorja na tekoči vodik. S to vrsto pogona so v vesolje prvič poleteli že leta 1984.

Raketni motorji YF-100, ki v parih poganjajo štiri bočne raketne enote ali boosterje, so močnejše izpeljanke ruskih raketnih motorjev RD-120. Za delovanje uporabljajo mešanico kerozina in tekočega kisika.

Nove tehnike izdelave rezervoarjev

Eden od izzivov za strojnike in inženirje je bila izdelava velikih rezervoarjev rakete Dolgi pohod 5. Za ta izziv so potrebovali nova orodja, tehnike in tehnologije. Treba je bilo obvladati varjenje in sestavljanje jedrnega dela rakete premera pet metrov. Premer osrednje stopnje te rakete je za kar 50 odstotkov večji od premera drugih kitajskih raket. Inženirji so morali razširiti premer rezervoarjev rakete, da sta bila tako vključena večji tovor in prostornina tekočega vodika, ki ima poleg tega še zelo majhno gostoto.

Kitajska načrtuje vsaj dve različici te rakete. Različica, ki je poletela v vesolje 3. novembra, ima še drugo ali višjo stopnjo in v geostacionarno orbito lahko pošlje tovor, težak 14 ton, kar je skoraj enakovredno Boeingovi Delta IV Heavy.

Krajša konfiguracija, imenovana Dolgi pohod 5B, ki je brez druge stopnje, lahko v nizko orbito okoli Zemlje ponese 25 ton težak tovor. To je nekoliko manj kot že omenjena najmočnejša ameriška satelitska nosilna raketa.

Vesoljsko središče blizu ekvatorja

Zadnja izstrelitev je bila šele druga izstrelitev iz vesoljskega središča Wenchang, ki so ga dokončali leta 2014, deluje kot baza za civilni del kitajskega vesoljskega programa. Wenchang je na otoku Hainan, ki je bliže ekvatorju kot katerokoli drugo kitajsko izstrelišče. Zaradi tega lahko izkoristijo prispevek rotacije planeta in s tem posledično večjega tovora v orbiti. Po drugi strani pa lahko porabljene sestavine rakete padejo v ocean, ne na kopno.

Kitajski inženirji so proučevali možnost razvoja močne satelitske nosilne rakete že od 90. let prejšnjega stoletja, uradno pa je država leta 2001 napovedala, da načrtuje razvoj Dolgega pohoda 5. Razvoj novega raketnega motorja YF-77 se je začel leta 2002.

Potem ko je vlada odobrila projekt, so v pristanišču Tianjin začeli graditi tovarno za izdelavo raket Dolgi pohod 7 in Dolgi pohod 5. Takrat so strokovnjaki upali, da bo Dolgi pohod 5 v vesolje poletel leta 2013, a so morali izstrelitev zamakniti najprej na leto 2014, nato na leto 2015, dokler se ni konec letošnjega leta uresničila.

Raziskovanje Lune in Marsa

Uspešna izstrelitev rakete Dolgi pohod 5 je nakazala pot Kitajske k Luni, kar predstavlja lunarna sonda Chang'e 5. Prihodnje leto bo naslednja raketa Dolgi pohod 5 to sondo poslala proti Luni z namenom, da vzame vzorce Lunih tal in jih dostavi na Zemljo.

Prav tako bi leta 2018 takšna raketa spravila v orbito okrog našega planeta osrednji ali jedrni del nove velike kitajske vesoljske postaje. Z naslednjimi izstrelitvami do leta 2022 naj bi dodali še dva ali več 20 ton težkih raziskovalnih modulov.

Kitajska za leto 2020 načrtuje prvo sondo za raziskovanje Marsa. Ta bo vključevala, orbiter ali umetni satelit Marsa, pristajalni modul in rover, mobilno ali gibljivo vozilo za raziskovanje površine »rdečega« planeta.