Yeni "Şişko Beş" üyeler ne kadar iyi? Yeni nesil insanlı uzay aracı ve Çin uzay istasyonu ne olacak?
5 Mayıs 2020'de, Çin'in insanlı uzay istasyonu projesi için geliştirilen Long March 5B taşıyıcı roketi, Çin'in insanlı uzay projesinin "üçüncü adımı" görevini resmen başlatan Wenchang, Hainan'da ilk kez başarıyla uçtu.
Gökyüzünü ve ayı inceleyin, kılıç gökyüzünü işaret eder. 5 Mayıs saat 18: 00'de, Long March 5B, yeni nesil insanlı bir uzay aracı test gemisi ve esnek bir şişme kargo dönüş kabini test kabini taşıdı ve Hainan Wenchang Uzay Fırlatma Alanından ateşlendi. Yaklaşık 488 saniye sonra, yük düzeneği ve roket planlanan yörüngeye başarıyla ayrıldı ve Çin'in uzay istasyonu sahnesinin ilk görevi başarılı oldu.
Long March 5B roketinin taşıdığı yük yaklaşık 22 ton. İlk kez bir Çinli veya hatta Asya roketinin 20 tondan fazla bir uzay aracını fırlatması. Bu, Long March 5 serisi roketin dünyanın ilk aktif roket taşıma kapasitesindeki konumunu daha da belirlemektedir.
İlk uçuşunun tam başarısı, uzay istasyonunun yörünge inşaat aşamasının başlangıcını açtı. Çin uzay istasyonu 2022 civarında tamamlanacak ve ayrıca 10 yıl içinde çok çeşitli gök cisimlerinin araştırılmasını ve tespitini tamamlayabilen ortak yörüngeli bir optik kabinle donatılacak.
Bu yükteki yeni nesil insanlı uzay aracı test gemisi, yeni nesil insanlı uzay aracının "test versiyonu" dur. Yeni nesil insanlı uzay aracı bir "uzay otobüsüne" eşdeğerdir.Gelecekte, alçak Dünya yörüngeli görevleri sırasında bir seferde 6-7 astronot taşıyabilir. Ayrıca görev gereksinimlerine göre bir "uzay kamyonu" haline gelebilir ve geri dönüş kapsülü gelecekte yeniden kullanılabilir.
Yaklaşık 20 ton "derisi yüzen" "Koca Kafalı Kardeşler", esas olarak uzay istasyonu kompartımanının fırlatılmasına saldırıyor.
Long March 5B roketi, China Aerospace Science and Technology Corporation'a bağlı olan China Academy of Launch Vehicle Technology (First Academy) tarafından geliştirildi ve esas olarak Çin'in uzay istasyonunun kabin bölümü gibi büyük uzay fırlatma görevleri için kullanılıyor. Roket yaklaşık 53,7 metre uzunluğunda, 18 katlı bir binaya eşdeğer, kalkış kütlesi yaklaşık 849 ton ve düşük Dünya yörünge taşıma kapasitesi 25 ton.
Long March 5 serisi taşıyıcı roketler çoğunlukla Long March 5 ve Long March 5 B roketlerini içerir. İki kardeş aynı "şişman" roketlerdir, çekirdek çapı 5 metredir ve çapı 3,35 metredir.
Bununla birlikte, en sezgisel fark konfigürasyon ve yüksekliktir. Long March 5B'nin kaportası Long March 5'ten daha büyüktür. Bu "büyük kafa" 20,5 metre uzunluğunda ve 5,2 metre çapındadır. Uzay istasyonunun görev gereksinimlerine göre yeni geliştirilen 10 metre uzunluğunda ve 4 metre uzunluğunda olan Çin'deki en büyük kaportadır. Uzay istasyonunun ana modülü miduo kalınlığında kuruldu.
Long March 5 ile karşılaştırıldığında, Long March 5B roketi yaklaşık 3 metre daha kısadır ve ikinci aşama ile ara aşamayı kısaltır ve Çin'in "yarım aşaması" güçlendiricilerden gelen ilk "birinci buçuk" roketidir.
Çok seviyeli Long March 5, "uzun mesafeli koşu" için iyidir ve 36.000 kilometre, 380.000 kilometre uzaklıktaki aya ve yine on milyonlarca kilometre uzaklıktaki Mars'a, jeosenkron bir yörüngeye "yolcu" gönderebilir.
Bir seviye daha düşük olan Long March 5B bir "sprinter" dir. Long March 5'ten yaklaşık 20 ton daha ince olmasına rağmen, yeryüzüne yaklaşık 200-400 kilometre yakın yörüngeye "yolcu" göndermeye odaklanır. Çin'in uzay istasyonu inşaatı için ana savaş alanıdır.
Şu anda, Çin'in roketleri çoğunlukla iki aşamalı roket Long March-2, iki aşamalı ve yarım roket Long March-2F, üç aşamalı roket Long March-3A, üç aşamalı ve yarım roket Long March-3B ve dördüncü aşamalı roket Long March 11 gibi çok aşamalı formları benimsiyor. numara.
Long March 5B roketi, Çin'deki aktif taşıyıcı roketler arasında yörüngeye doğrudan giren tek roket. Çok aşamalı bir roketin "rölesi" ile karşılaştırıldığında, ateşlemeden yörüngeye kadar tek duraklı bir operasyondur, bu sadece Çin'in yeni nesil taşıyıcı roketlerinin spektrumunu zenginleştirmekle kalmaz, aynı zamanda sahne dışı ayrımı nedeniyle sistem güvenilirliğini de artırır.
Farklı çalışma koşulları altında aynı "kalp", "Buz Ok" motor basıncı büyük ölçüde dalgalanır
Long March 5B roketi, yalnızca "bir buçuk" ile yaklaşık 22 ton uzay aracını gökyüzüne gönderebilir ve Çin'i "birinci buçuk" roket yüksek itme teknolojisinde ustalaşmış çok az ülkeden biri haline getirir. Bunun nedeni, hidrojen-oksijen itici gaz kullanan çekirdek birinci aşama ve sıvı oksijen gazyağı itici kullanan güçlendiricinin makul kombinasyonudur. Çekirdek aşamadaki iki yüksek itme gücüne sahip oksihidrojen motoru, uzay aracının son yörüngesini doğrudan etkiler.
Aynı fırlatma ağırlığı altında, roket motorunun özgül itkisi ne kadar yüksekse, roketin taşıma kapasitesi o kadar güçlüdür. Hidrojen-oksijen motorunun özgül dürtüsü en iyisi olarak tanımlanabilir, ancak geliştirilmesi de son derece zordur. Sıvı hidrojen ve sıvı oksijen gibi kriyojenik itici gazları da kullanan bir "buz ok" olarak, Long March 5B roketinin üstlendiği görevin özelliği, çekirdek kademe yüksek itme gücüne sahip hidrojen-oksijen motoruna daha yüksek gereksinimler getiriyor.
"Sıfır pencere", roketin her saniye ateşlenmesini ve kalkmasını gerektiren sıfır fırlatma süresi aralığına sahip fırlatma penceresini ifade eder. İnsanlı uzay projelerinde buluşma ve yanaşma görevleri zaman içinde en ufak bir hata yapamaz, aksi takdirde gözden kaçabilir.
Long March 5B roketinin çekirdek aşamasında kullanılan hidrojen-oksijen motoru, yörüngeyi ayarlamak için daha fazla maliyete neden olmamak için fırlatma penceresini geciktirmeden ön soğutma ve diğer fırlatma öncesi çalışmalarının birbirine kenetlenmesini ve sorunsuz olmasını sağlamalıdır.
Aynı zamanda, Long March 5B roketi Long March 5 roketinden daha hafiftir, ancak kalkış itişi Long March 5 roketininki ile aynıdır. Aynı kuvvete sahip daha hafif şeyleri kaldırın ve hızlanma doğal olarak daha hızlı olacaktır. Güçlendirici ayrıldıktan sonra, roket ivmesi anlık olarak en düşük seviyesine ulaştı.
Beşinci roketin altıncı başkanı olan China Aerospace Science and Technology Corporation'ın baş tasarımcı yardımcısı Wang Weibin, motorun girişinin bir roller coaster'ın basıncıyla karşı karşıya olduğunu ve bunun da motorun kararlı ve güvenilir çalışmasına büyük zorluklar getirdiğini söyledi.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için, hidrojen-oksijen motoru geliştirme ekibi, bu zorlukları birer birer aşmak ve motorun güvenilirliğini ve kararlılığını daha da iyileştirmek için çok sayıda araştırma iyileştirmesi ve deneysel doğrulamadan geçti. Ek olarak, yer ekipmanı ve diğer sistemler tarafından benimsenen uzaktan çalıştırma yöntemi, motor ön soğutması gibi bağlantıların güvenli ve sorunsuz ilerlemesini de sağlar.
Cennet ve dünya arasında çok amaçlı bir "uzay otobüsü" olan dönüş kapsülü gelecekte yeniden kullanılabilir
Başarılı Long March 5B roketi, yeni nesil insanlı uzay aracı test gemisi, esnek şişirilebilir kargo dönüş kabini test kabini ve 10'dan fazla deneysel yük ile donatılmıştır. Çin İnsanlı Uzay Mühendisliği Ofisi müdür yardımcısı Ji Qiming'e göre, uçuş prosedürlerine uygun olarak, test kabini ve test gemisinin yörünge içi testleri tamamladıktan sonra sırasıyla 6 Mayıs ve 8 Mayıs tarihlerinde Dongfeng iniş alanına dönmesi planlanıyor.
Nihai montaj yeri
Esnek şişirilebilir kargo dönüş kabini test kabini, China Aerospace Science and Industry Corporation'ın İkinci Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilmiştir. Çin'in yeni uzay nakliye uçağı için bir test cihazıdır. Bu görev, şişirilebilir ve konuşlandırılabilir dönüş uçağı yörüngesinin temel teknolojisine odaklanacaktır. doğrulama.
Yeni nesil insanlı uzay aracı test gemisi, China Aerospace Science and Technology Corporation altında Çin Uzay Teknolojisi Akademisi (Beşinci Akademi) tarafından geliştirilen yeni nesil insanlı uzay aracının "test sürümü" dür. Uzay aracı yaklaşık 9 metre yüksekliğinde, vücudun en şişman kısmında yaklaşık 4,5 metre çapında ve 20 tonun üzerinde ağırlığa sahip. Uçuş testi görevi, yüksek hızlı yeniden giriş ve ısı koruması, kontrol ve grup paraşüt kurtarma için test gemisinin geri dönüşü ile ilgili temel teknolojileri doğrulayacaktır.
"Bu test gemisini gelecekte bazı önemli teknolojileri doğrulamak için kullanıyoruz. Örneğin, ısı koruma teknolojisine yeniden giriş. Shenzhou uzay aracı ile karşılaştırıldığında (bu sefer) test gemisini daha yüksek bir yörüngeye göndereceğiz ve Çin'in insanlı uzay projesinin baş tasarımcısı Zhou Jianping, "Isı koruma teknolojisini test etmek için daha yüksek bir hızda yeniden atmosfere giriyor."
Ek olarak, "Shenzhou uzay aracında 1.200 metrekarelik yavaşlama paraşütü var. Bu test gemisinde bu büyüklükte üç şemsiye olacak. Bu üç şemsiyenin güvenilir ve güvenli bir şekilde nasıl açılacağı da bu sefer doğrulanacak grup şemsiye kurtarma teknolojisidir."
Test sitesi
1992'de insanlı uzay projesinin lansmanından bu yana Çin, Shenzhou uzay aracı, uzay laboratuvarı ve kargo uzay aracı tarafından desteklenen çeşitli uzay araçları oluşturarak, uzay istasyonu inşaatının resmi lansmanının temelini attı.
Yeni nesil insanlı uzay aracı, dünya ile dünya arasında tamamen yükseltilmiş bir ulaşım aracıdır.Birçok amaç için kullanılabilir.Çin uzay istasyonunun inşasını desteklemek için düşük Dünya yörüngesinde kullanılabilir ve ayrıca insanlı aya iniş ve diğer daha uzak ve derin uzay keşif görevlerini yerine getirebilir. Güçlü "insan + kargo taşıma" yeteneği ile.
Shenzhou uzay aracı, astronotlar için özel "uzay aracı" ile karşılaştırılırsa, yeni nesil insanlı uzay aracı "uzay otobüsü" olacaktır.Gelecekte, Shenzhou uzay aracı tarafından taşınan alçak yörünge görevlerini yerine getirirken bir seferde 6-7 astronot taşıyabilir. Kapasitenin iki katı.
Ayrıca görev ihtiyaçlarına göre bir "uzay otobüsü" nden "uzay kamyonuna" dönüşebilir, uzay istasyonuna büyük miktarda malzeme nakledebilir veya uzay istasyonunda havacılık mühendisleri tarafından yapılan test örneklerini geri getirebilir.
Titreşim testi
Çin Uzay Teknolojisi Akademisi, yeni nesil insanlı uzay aracının çok yönlü olmasına izin vermek için, modüler tasarıma dayalı yeni nesil insanlı uzay aracı genel tasarım şeması önerdi ve bir "dönüş kabini + servis kabini" oluşturmak için uçuş işlevi gereksinimleriyle "benzer öğeleri birleştirdi" Yeni iki kabinli konfigürasyon.
Yeni konfigürasyon, güç, tahrik, yakıt kaynakları ve diğer alt sistemleri, farklı görevler nedeniyle farklı performans göstergeleriyle servis kabinine entegre ederek, farklı servis kabini modülleri ile birleşik bir dönüş kabini gerçekleştirerek, çok görevli gereksinimleri karşılar ve geliştirme döngüsünü büyük ölçüde kısaltır. , Toplu modda geliştirme maliyetlerini de düşürebilir.
Geri dönüş modülü, tüm geminin komuta merkezi ve astronotların yaşadığı ve yaşadığı yerdir. Shenzhou uzay aracının çan şeklindeki dönüş kapsülü ile karşılaştırıldığında, yeni nesil insanlı uzay aracının dönüş kapsülü, tersine çevrilmiş koni şeklinde kör bir aerodinamik şekle sahip tasarıma sahiptir. Direnç yavaşlar, daha yumuşak ve doğru iniş yapar.
Yeni nesil insanlı uzay aracının dönüş kapsülü yeniden kullanılabilir olacak şekilde tasarlanmıştır. Yıldız sensörleri ve bilgisayarlar gibi yüksek değerli ekipmanlar optimize edilmiş ve geri dönüş kabini dönüşlerinden sonra geri dönüştürülebilmeleri için servis kabininden dönüş kabinine takılmak üzere tasarlanmıştır. Dönüş kabini, Çin tarafından bağımsız olarak geliştirilen yeni hafif, ısıya dayanıklı bir yapı ile kaplanmıştır.Görev gerçekleştirildikten sonra, sadece hafif ısıya dayanıklı yapının değiştirilmesi gerekir ve insanlı uzay uçuş görevi, sıkı denetim ve testlerden sonra tekrar gerçekleştirilebilir.
Uzay istasyonunun yapımını 2022 civarında bir common rail uçuş optik kabini ile tamamlayın
21 Eylül 1992'de, CPC Merkez Komitesi Siyasi Büro Daimi Komitesi, Çin'in insanlı uzay projesinin "üç aşamalı" kalkınma stratejisine göre uygulanmasını onayladı.
İlk adım, insanlı bir uzay aracı fırlatmak, bir ön destekleyici pilot insanlı uzay aracı projesi inşa etmek ve uzay uygulama deneyleri yapmak; ikinci adım, astronot araç dışı aktivite teknolojisi, uzay aracı buluşma ve yanaşma teknolojisinde atılımlar yapmak, uzay laboratuvarını başlatmak ve çözmek. Uzay uygulamalarının belirli bir ölçeği ve kısa vadeli bakımı vardır; üçüncü adım, uzay uygulamalarının büyük ölçekli, uzun vadeli bakımını çözmek için bir uzay istasyonu inşa etmektir.
20 yıldan fazla bağımsız gelişim ve sürekli mücadelenin ardından Çin, art arda 16 büyük uçuş görevi düzenledi ve uyguladı, toplam 14 uzay uçuşu ve 11 astronotun güvenli bir şekilde geri dönüşünü sağladı ve birinci ve ikinci adımların planlanan tüm görevlerini başarıyla tamamladı.
Long March 5B taşıyıcı roketinin ilk uçuş görevinin tam başarısı, insanlı uzay projesinin "üçüncü aşama" geliştirme stratejisinin uygulanması için "harika bir başlangıç" ı başlattı ve uzay istasyonunun yörünge inşaat aşamasının başlangıcını açtı ve sonraki uzay istasyonunun temel modülü oldu. Deneysel kabinin lansmanı sağlam bir temel oluşturuyor.
Ji Qiming, Çin'in uzay istasyonunun 2022 civarında tamamlanacağını ve toplamda 12 görevin planlandığını duyurdu. Bu görevin ardından, uzay istasyonunun yörüngede montajını ve temel konfigürasyonunu gerçekleştirmek için Tianhe çekirdek modülü, Wentian deneysel modülü ve Mengtian deneysel modülü arka arkaya fırlatılacak ve bu süre boyunca, 4 Shenzhou insanlı uzay aracı ve 4 Tianzhou kargo gemisi fırlatılacak. Uzay aracı, astronot mürettebat rotasyonu ve kargo ikmali.
Çin Uzay İstasyonu'nun inşası, 1998'de Uluslararası Uzay İstasyonu'nun ilk modülünün fırlatılmasından 20 yıldan fazla bir süre geride kaldı. Bununla birlikte, Zhou Jianping, Çin Uzay İstasyonu'nun çağdaş teknolojik başarıları geliştirmek ve inşa etmek için kullandığına inanıyor.İnşaat süresi Uluslararası Uzay İstasyonundan daha geç olsa da, teknolojik ilerlemenin uzay gelişimi üzerindeki etkisini tam olarak düşünüyor.
Çin, enerji teknolojisi, yenilenebilir yaşam destek teknolojisi, uzay keşif teknolojisi ve bilimsel araştırma ekipmanlarında 20 yılı aşkın bilimsel ve teknolojik gelişme ve teknolojik ilerlemenin başarılarını kullandı. Bu nedenle, Çin Uzay İstasyonu daha yüksek teknolojik ve bilimsel bir başlangıç noktasında duracak.
Örneğin, gelecekteki Çin uzay istasyonu ortak yörünge uçuşu için optik bir kabine sahip olacak. "Bu optik kabin aslında bir araştırma teleskopudur. Çözünürlüğü, tanınmış Hubble teleskopununkine eşdeğerdir, ancak görüş alanı Hubble Teleskobundan 300 kat daha büyük ve çok çeşitli gök cisimlerinin araştırmasını 10 yıl içinde tamamlayabilir. "Zhou Jianping dedi.
Bu aşamada, Çin'in uzay istasyonunun çekirdek modülü, prototip ürünün son montajını tamamladı ve Wentian deneysel modülü ve Mengtian deneysel modülü ön örnek geliştirme sürecinden geçiyor; uzay bilimi uygulama yükü yavaş yavaş prototip geliştirmeye aktarıldı ve uzay istasyonu inşaat aşaması dört görev gerçekleştirdi. Astronot mürettebatı seçildi ve görev eğitimi devam ediyor. Ek olarak, Çin'in üçüncü parti astronotlarının seçimi de bu yıl Temmuz ayı civarında tamamlanacak.
Long March 5B roketi, uzay istasyonunun temel modülünü ve deneysel modülünü fırlatma gibi önemli bir görevi üstlenecek. Long March 5B roketinin ilk uçuş görevinin teknik planın doğrulamasını tamamlamasının ardından, Long March 5B Yao-2'den Yao-4'e görevleri, üç uzay istasyonunun fırlatma görevlerini art arda tamamlayacak.
Aynı zamanda, bu yılki Long March 5 serisi taşıyıcı roket "ailesi" nin büyük bir misyonu var ve üç fırlatma görevi gerçekleştirecek. Long March 5B roketinin ilk uçuşunun ardından Long March 5 Yaosi roketi, yılın ikinci yarısında Çin'in ilk Mars sondasını fırlatacak. Yıl sonundan önce, Long March 5 roketi de beşinci fırlatmasını başlatacak ve Chang'e 5 ay sondasını aya gönderecek ve ay yüzeyinde örneklemenin geri dönüşünü gerçekleştirecek.
Kaynak: The Paper
