Китайская компания LandSpace выиграла гонку по запуску на орбиту ракеты, работающей на метановом топливе.
В среду в 5 утра по Киеву ракета-носитель Zhuque-2 стартовала с космодрома Цзюцюань в пустыне Гоби на северо-западе Китая. LandSpace отчиталась об успешном запуске, а общедоступные данные военного отслеживания США подтвердили, что ракета достигла орбиты на средней высоте около 450 км.
«Миссия полета завершена согласно процедуре, и запуск прошел полностью успешно. Zhuque-2 является первой в мире ракетой на жидком кислороде и метане, успешно вышедшей на орбиту, и это также первая ракета-носитель в отечественной гражданской и коммерческой авиации, успешно вышедшая на орбиту, работая с жидкостным двигателем собственной разработки», — сообщили в LandSpace.
Zhuque-2 имеет относительно небольшие размеры по сравнению с другими ракетами на метановом топливе, которые разрабатываются в США – в своем нынешнем виде она достигает 49,5 метров в высоту и может доставить на орбиту до 1,5 тонны груза.
- В апреле SpaceX осуществила тестовый запуск своей 120-метровой системы (Super Heavy+Starship), но она так и не достигла космоса. Грузоподъемность многоразовой ракеты в 100 раз больше, чем подобные возможности Zhuque-2.
- Relativity Space запустила свою меньшую напечатанную на 3D-принтере ракету Terran 1 из Флориды в марте, но двигатель верхней ступени заработал через несколько минут после взлета, не давая аппарату выйти на орбиту. Relativity отказалась от дизайна Terran 1, сосредоточившись на гораздо большей Terran R.
- Ракета Vulcan от United Launch Alliance, ракета-носитель Neuton от Rocket Lab и New Glenn от Blue Origin, частично или полностью работающие на метане, также находятся на разных стадиях разработки.
Почему метан?
До сих пор большинство ракет-носителей на жидком топливе использовали в качестве топлива керосин, водород или гидразин. Последний слишком токсичен и его в большинстве своем эксплуатируют для семейства китайских ракет Long March, а водород, хоть и обеспечивает наилучшую топливную эффективность среди любого обычного ракетного топлива, но с ним трудно работать (его нужно хранить при температуре минус 253℃ и он подвержен утечкам из-за крошечного размера молекул).
Высокоочищенная форма керосина РП-1 (Ракетное топливо-1) – самое распространенное жидкое топливо для ракет, которое хранится при температуре, близкой к комнатной, может использоваться для мощных двигателей и представляет низкую опасность для взрыва.
Однако известно, что керосиновое топливо, которое используется для питания многоразовых ускорителей Falcon 9 от SpaceX, образует больше сажи внутри ракетных двигателей – и это одна из причин, почему компания перешла на использование метана для своей ракеты следующего поколения Starship.
Есть еще одно преимущество метана, которое вряд ли реализуют в ближайшие годы. В будущем исследователи могли бы использовать природные ресурсы Марса для производства такого топлива.
Триумф LandSpace
Первый запуск Zhuque-2 состоялся еще в декабре, но тогда двигатель второй ступени ракеты преждевременно выключился и в результате аппарат не достиг скорости, необходимой для выхода на стабильную орбиту вокруг Земли.
Вторая попытка была успешной, а к концу года LandSpace планирует запустить третью ракету Zhuque-2 для другой миссии, потенциально – с полезной нагрузкой на борту.
Первая ступень ракеты Zhuque-2 оснащена четырьмя двигателями TQ-12, потребляющими метан и жидкий кислород, чтобы создать тягу 270 тонн во время старта. Вторая ступень имеет один главный двигатель TQ-12 и двигатель нижней тяги. Двигатель TQ-12 базируется на цикле газогенератора, а не на сложном поэтапном цикле сгорания, что имеет решающее значение для разработки более мощных и эффективных двигателей на метановом топливе, таких как Raptor от SpaceX для ракеты Starship/Super Heavy или BE-4 от Blue Origin для РН Vulcan и New Glenn.
Космические реформы в Китае
Реформы в Китае, введенные еще в конце 2014 года, привлекли частные компании к работе, хотя исторически в космических программах принимали участие государственные организации.
LandSpace была основана в 2015 году и привлекла более $300 млн от компаний венчурного капитала и инвестиционных фондов при поддержке правительства Китая.
Еще одна квазикоммерческая китайская ракетная компания – Space Pioneer – стала первым частным китайским оператором, вышедшим на орбиту с ракетой на жидком топливе в апреле. В отличие от LandSpace, полагающейся на двигатели собственной разработки, ракета Tianlong 2 от Space Pioneer использует керосиновые двигатели, предоставленные дочерней компанией Китайской аэрокосмической научно-технической корпорации (главного государственного подрядчика, контролирующего космическую программу Китая).
Большая ракета Space Pioneer — Tianlong 3 — должна дебютировать в 2024 году с грузоподъемностью, подобной Falcon 9 от SpaceX. Tianlong 3 разработана таким образом, чтобы впоследствии использовать многоразовую первую степень.
Источник: Ars Technica