Chiński załogowy statek kosmiczny nowej generacji
Chiński załogowy statek kosmiczny nowej generacji
Reprezentacja statku kosmicznego na orbicie
| Organizacja | CMSA |
|---|---|
| Budowniczy | CASC |
| Rodzaj statku | Załogowy statek kosmiczny |
| Wyrzutnia | Długi 5 marca (test) |
| Uruchom bazę | Baza startowa Wenchang |
| Pierwszy lot | 5 maja 2020 r |
| Liczba lotów | 1 |
| Status | w rozwoju |
| Wysokość |
7,23 m (wersja o niskiej orbicie) 8,8 m (wersja księżycowa), |
|---|---|
| Średnica | 3,3 m |
| Masa całkowita |
14 t (wersja o niskiej orbicie) 21,6 t (wersja księżycowa) |
| Źródło energii | Panele słoneczne |
| Lądowanie | Na ziemi |
| Miejsce docelowe | niska orbita, orbita księżycowa |
|---|---|
| Załoga |
do 7 3 + 500kg ładunku na niską orbitę |
| Całkowity fracht | 4000 kg |
| Zwrot towaru | 2500 kg |
| Objętość pod ciśnieniem | 13 m³ |
| Delta-V | 2000 m / s |
| Autonomia | 21 dni w locie swobodnym, 2 lata na zacumowaniu |
Nowa generacja chińskich statków kosmicznych załogowych (z chińskim :新一代载人飞船; pinyin : XīnYīDài Zairen Fēichuán) jest statek kosmiczny wielokrotnego użytku opracowany i zbudowany przez Society of Aerospace Science and Technology of China w kraju programu przestrzeń . Ma służyć jako astronauta i transportowiec towarowy na przyszłą chińską modułową stację kosmiczną i misje na Księżyc.
Wykorzystuje architekturę podobną do statku kosmicznego Apollo ze stożkowym modułem sterującym zawierającym kokpit, w którym przebywa załoga oraz modułem serwisowym wyposażonym w napęd, dwoma panelami słonecznymi dostarczającymi energię i wszystkim innym, co nie jest potrzebne do powrotu Do ziemi. Ten ostatni jest uwalniany przed ponownym wejściem do atmosfery. Statek kosmiczny będzie istniał w dwóch wersjach, jednej 14- tonowej przeznaczonej na niską orbitę, która może pomieścić do 7 astronautów, i jednej o masie 21,6 t przeznaczonej na orbitę księżycową, która może pomieścić do 4 astronautów.
Pierwszy lot orbitalny odbył się w czerwiec 2016 pomniejszonego prototypu kapsuły powrotnej, podczas gdy lot statku w pełnych wymiarach, ale bez systemu podtrzymywania życia, odbył się w Maja 2020.
Historyczny
Rozwój tego nowego pojazdu został ogłoszony na 64.Międzynarodowym Kongresie Astronautycznym (w), który odbędzie się w Pekinie od 23 do27 września 2013.
Pierwszy lot testowy (25-26 czerwca 2016)
Skala 3/5 bezzałogowy prototyp kapsuły powrotnej jest uruchamiany podczas pierwszego lotu na Długiej 7 marca na25 czerwca 2016 ro 12:00 UTC. Maszyna ma 2,6 m średnicy i 2,3 m wysokości przy masie około 2800 kg . Misja koncentruje się na profilu ponownego wejścia do atmosfery, a także na działaniu osłony termicznej. Prototyp jest wyposażony w akumulatory, silniki orientacyjne, system nawigacji, osłonę termiczną, spadochron, a także system łączności i anteny zdolne do transmisji przez plazmę podczas ponownego wejścia w atmosferę, aby uniknąć zaciemnienia.
Jest to również pierwszy lot górnego stopnia Yuanzheng-1A (YZ-1A), dla którego jest to misja demonstracyjna. Zdolny do pracy przez 48 godzin , YZ-1A jest ulepszoną wersją YZ-1 z lepszymi zdolnościami nawigacyjnymi i manewrowymi, systemem kontroli temperatury i planowaniem orbity. Prototyp kapsuły pozostaje do niej przymocowany przez całą misję na orbicie, a YZ-1A zajmuje się manewrami. Po około 20 godzinach lotu i kilkunastu okrążeniach Ziemi, YZ-1A odpala swój silnik, aby umieścić prototypową kapsułę w suborbitalnej ścieżce powrotu, po czym ponownie manewruje, aby pozostać na orbicie i kontynuować lot. Lot demonstracyjny.
Podczas ponownego wejścia do atmosfery prototyp zbiera dużą ilość danych za pośrednictwem czujników temperatury, ciśnienia i przepływu ciepła, aby przeanalizować działanie osłony termicznej. Następnie kapsuła wypuszcza naddźwiękowy spadochron stabilizujący, a następnie spadochron hamujący, który spowalnia go, aby umożliwić otwarcie spadochronu głównego. Prototyp ląduje na pustyni Badain Jaran dalej26 czerwcao 07:41 UTC po locie trwającym 19 h 41 min . Silne wiatry przeciągają kapsułę na odległość, ale CMSA deklaruje, że lądowanie zakończyło się pełnym sukcesem.
Drugi lot testowy (5-8 maja 2020)
Pełnowymiarowy bezzałogowy prototyp statku kosmicznego jest głównym ładunkiem podczas pierwszego lotu Long March 5B , zoptymalizowanej wersji dla niskich orbit i dużych modułów, wystrzelonej na5 maja 2020 ro 10:00 UTC. Cele misji są dość podobne do EFT-1 lotu z NASA Orion pojazdu : Aby przetestować szybkich reentry atmosferycznego i lądowania kapsuły. Prototyp chińskiego statku kosmicznego nowej generacji ma 8,8 m długości i 3,3 m średnicy oraz masę 21,6 t . Jest załadowany około 10 tonami paliwa, aby umożliwić wykonanie ważnych manewrów orbitalnych, a także przetestowanie pełnych możliwości wyrzutni. Znajdujący się na orbicie statek kosmiczny rozmieszcza panele słoneczne i antenę telekomunikacyjną w celu odbierania i przesyłania danych za pomocą naziemnych kontrolerów.
Wkrótce po wejściu na orbitę statek kosmiczny rozmieszcza drugi pojazd przymocowany z tyłu modułu serwisowego o nazwie „kapsuła testowa elastycznej nadmuchiwanej kapsuły powrotnej ładunku” (chiński: 柔性 充气 式 货物 返回 舱 试验 舱) i wyposażona w nadmuchiwaną osłonę termiczną 3 m średnicy po rozłożeniu. Prototyp ma wylądować 19 godzin po starcie w Mongolii Wewnętrznej, ale jego powrót do atmosfery jest nienormalny i zaginął. Jest badany w celu umożliwienia zwrotu ładunku z przyszłej chińskiej stacji kosmicznej .
Prototyp załogowego statku kosmicznego wykonuje 7 manewrów własnym napędem, aby stopniowo ustawić się na eliptycznej orbicie o apogeum około 8 000 km i nachyleniu 41 stopni. Podczas lotu trwającego 2 dni i 19 godzin pojazd okrąża Ziemię 31 razy. Rozpoczyna swój powrót na Ziemię dnia8 majao 4:22 rano czasu UTC na ścieżce suborbitalnej, a następnie udostępniono swój moduł serwisowy o 5:33 rano czasu UTC. Kapsuła osiąga prędkość ponad 9 km / s podczas ponownego wejścia do atmosfery, symulując trajektorię powrotu z orbity księżycowej. Następnie zwalnia swoje opadanie za pomocą dwóch spadochronów hamujących, a następnie trzech spadochronów głównych. Kapsuła uwalnia swoją osłonę termiczną, a następnie pochłania ostateczne uderzenie w ziemię za pomocą sześciu poduszek powietrznych. Lądowanie odbywa się o godzinie 5:49 UTC w Mongolii Wewnętrznej na pustyni Dongfeng.
Prototyp przeprowadza ponad 10 eksperymentów naukowych i technicznych, w tym kilka odmian nasion, w celu przetestowania ich narażenia na promieniowanie z pasów Van Allena . Na pokładzie jest również demonstracja drukarki 3D z kompozytu wzmocnionego włóknem, która drukuje logo CASC i strukturę plastra miodu, podobną do tej ze statku. Na pokładzie znajduje się również system Ethernet , który przesyła obrazy w wysokiej rozdzielczości i testuje synchronizację wewnętrznego zegara z ziemią. Ładunki i eksperymenty są pobierane z kapsuły29 majapodczas ceremonii, która odbyła się w Pekinie i została przekazana naukowcom, a także flaga Pakistanu i inna flaga Argentyny, które są zwracane ich ambasadorowi podczas wydarzenia.
Charakterystyka techniczna
Architektura
Nowa generacja chińskich załogowego statku kosmicznego porzucić dziedzictwa statku kosmicznego Shenzhou , który sam pochodzi z Sojuza na architekturze podobny do modułu dowodzenia Apollo i statku kosmicznego Orion z NASA . Składa się z modułu powrotnego (w języku chińskim: 返回 舱) o kształcie stożkowym, w którym przebywają astronauci, oraz z cylindrycznego modułu serwisowego (w języku chińskim: 服务 舱) zawierającego wszystkie funkcje, które nie są konieczne do powrotu na Ziemię, w tym główny napęd. System naprowadzania, nawigacji i kontroli został zaprojektowany jako wysoce zautomatyzowany i zdolny do manewrowania statkiem niezależnie od kontroli naziemnej. Statek ma port dokujący i właz podobny do systemu dokowania NASA, chroniony wyjmowanym stożkiem, a zasilanie zapewniają dwa panele słoneczne . Jest w stanie swobodnie latać przez 21 dni z załogą i 2 lata zacumowane do stacji kosmicznej lub pojazdu międzyplanetarnego. Jego Delta-V szacowana jest na 2000 m / sw wersji księżycowej.
| Charakterystyka | Nowy załogowy statek kosmiczny (konfiguracja księżycowa) |
Orion | Shenzhou |
|---|---|---|---|
| Długość | 8,8 m | 7 m | 8,65 m |
| Średnica | 3,3 m | 5,02 m | 2,8 m |
| Masa całkowita ( propelenty ) | 21,6 t (11,6 t) | 21,25 t (7,9 t) | 7,8 t (1,1 t) |
| Delta-V | 2000 m / s | 1350 m / s | 380 m / s |
| Źródło energii | Panele słoneczne | Panele słoneczne | Panele słoneczne |
| Czas trwania misji | 21 dni | 21 dni | 15 dni |
| Wielkość załogi | 4 | 4 | 3 |
| Tryb lądowania | spadochrony i poduszki powietrzne | spadochrony |
spadochrony i silniki rakietowe dla prędkości resztkowej |
| Strefa lądowania | Ziemia | morze | Ziemia |
Moduł informacji zwrotnej
GenerałModuł powrotny ma inny stożkowy kształt niż dzwon Shenzhou . Przy masie około 5,6 ti średnicy 3,3 m przy wysokości 3 m kapsuła wyposażona jest w ablacyjną osłonę cieplną, która pozwala jej wytrzymać ponowne wejście do atmosfery na sekundę. Prędkość kosmiczna , czyli powrót z księżyca orbita. Kapsuła może pomieścić od 2 do 6 astronautów na misję na niskiej orbicie lub 3 astronautów i 500 kg ładunku na przyszłą chińską stację kosmiczną . Na jego końcu znajduje się mechanizm cumowniczy i właz podobny do systemu dokowania NASA , wokół którego znajdują się czujniki i małe silniki odrzutowe. Całość chroni zdejmowana tarcza, podobna do tej z SpaceX's Crew Dragon . Kapsuła ma objętość wewnętrzną dwukrotnie większą niż w Shenzhou, którą można podzielić na część do pracy, jadalnię, strefę rozrywki i zaplecze sanitarne. Kapsuła zwrotna jest zaprojektowana do ponownego użycia nawet 10 razy, aby obniżyć koszty.
System lądowaniaPonowne wejście wykorzystuje technikę „ przyspieszonego szybowania (in) ”, to znaczy kapsuła odbiła się od atmosfery przy ponownym wejściu, aby bardziej stopniowo tracić prędkość, również zastosowano technikę z modułem dowodzenia Apollo i Chang'e 5 misja T1 . Podczas lądowania kapsuła jest spowalniana przez dwa spadochrony hamujące, a następnie 3 spadochrony główne. Następnie zostaje zwolniona osłona termiczna, umożliwiając nadmuchanie 6 poduszek powietrznych znajdujących się poniżej, aby złagodzić ostateczne uderzenie w ziemię. W razie potrzeby kapsuła może również wylądować na morzu, a jej zewnętrzny kadłub jest przeznaczony do demontażu i wymiany między lotami i nie jest wbudowany w konstrukcję, jak w Shenzhou. Miejsce lądowania znajduje się w Mongolii Wewnętrznej , niedaleko Centrum Kosmicznego Jiuquan .
Moduł serwisowy
Moduł serwisowy o cylindrycznym kształcie ma 5,8 m długości (w konfiguracji księżycowej) i 3 m średnicy i ma dwa panele słoneczne dostarczające energię elektryczną zmagazynowaną w bateriach, a także antenę o dużym zysku, rozmieszczoną raz na orbicie. Zawiera zbiorniki tlenu i wodoru do produkcji energii poprzez ogniwa paliwowe , a także umożliwia produkcję tlenu i wody na potrzeby załogi. Moduł serwisowy zawiera również systemy naprowadzania i czujniki, system kontroli temperatury, a także zbiorniki paliwa do RCS . Napęd główny zapewniają 4 dysze. Został wydany przed rozpoczęciem roku szkolnego i został skonsumowany w atmosferze.
Uwagi i odniesienia
- (en-US) Andrew Jones, „ Chińska misja statku kosmicznego nowej generacji trwająca pomimo koronawirusa, awaria z długiego marca 7A ”, na SpaceNews.com ,23 marca 2020 r(dostęp 8 maja 2020 )
- Philippe Coué " Zbiornik Chinese New Generation ", kosmiczna & Exploration ,Styczeń-luty 2019, s. 68 ( ISSN 2114-1320 )
- (en-US) „ Chiny debiutują rakietą z dnia 7 marca z nowego centrum wystrzeliwania satelitów Wenchang - Spaceflight101 ” (dostęp 9 maja 2020 r. )
- (en-US) „ Chiny lądują statek kosmiczny załogi prototypowej po inauguracyjnym wystrzeleniu 7 marca - Spaceflight101 ” (dostęp 9 maja 2020 )
- (en-US) Stephen Clark , „ Experimental Chinese cargo return capsule delfunctions during re-entry - Spaceflight Now ” (dostęp 9 maja 2020 )
- (en-US) Stephen Clark , „ Chiński statek kosmiczny załogi nowej generacji ląduje po bezzałogowym locie testowym - Spaceflight Now ” (dostęp 9 maja 2020 )
- (en-US) Andrew Jones, „ Nowe chińskie znaki lądowania statków kosmicznych wkraczają w przyszłe misje księżycowe z załogą ”, na SpaceNews.com ,8 maja 2020 r(dostęp 9 maja 2020 )
- „ 北京 飞 控 中心 操控 新一代 载人 飞船 试验 船 返回 侧记 - 新华网 ” , na www.xinhuanet.com (dostęp 9 maja 2020 )
- (en-US) Stephen Clark , „ Pierwsza chińska rakieta z długiego marca 5B startuje podczas lotu testowego kapsuły załogi - Spaceflight Now ” (dostęp 9 maja 2020 )
- (in) " 新一代 载人 飞船 试验 船 返回 舱 开舱 仪式 在 京 举行_ 搭载 " na www.sohu.com (dostęp: 29 maja 2020 )
- (en-US) Jonathan McDowell , „ Jonathan's Space Report - Latest Issue ” , na planet4589.org (dostęp 26 maja 2020 )
- " 我国 新一代 载人 飞船 试验 船 返回 舱 成功 着陆 如何 迎接 它 回家？ _ 新闻 _ 央视 网 (cctv.com) " , na m.news.cctv.com (dostęp 15 maja 2020 r. )
- " 我国 新一代 载人 飞船 试验 船 三大 关键词 - 新华网 " , na www.xinhuanet.com (dostęp 9 maja 2020 )
- 武器 正 能量, „ 我国“ 新一代 ”载人 飞船 取得 突破性 进展 ， 一次 可 搭载 6-7 名 宇航员 | 载人 飞船 | 新一代 | 宇航员 _ 新浪 网 ” , na k.sina.com. cn ,2 marca 2020 r(dostęp 15 maja 2020 )
- Eric Bottlaender, „ [China] Ambition Again ” , w Spatio-Notes ,9 maja 2020 r(dostęp 10 maja 2020 )
- (en-US) Rui C. Barbosa, „ Nowa chińska kapsuła załogi kończy lot testowy, wraca na Ziemię ” , na NASASpaceFlight.com ,8 maja 2020 r(dostęp 10 maja 2020 )