Инновации 20 декабря 2022

КНР штурмует космос на метане

Запуск первой китайской коммерческой ракеты на метановом топливе закончился неудачно, но специалисты считают, что именно за этим недорогим и достаточно экологичным видом топлива будущее и частный бизнес Поднебесной сделал серьезную заявку в метановой космической гонке
КНР штурмует космос на метане
Хотя Zhuque-2 и не достигла поставленных целей, запуск 14 декабря все равно делает ее первой в мире ракетой, совершившей орбитальную попытку с использованием метана в качестве ракетного топлива
Landspace

Прошедшая неделя оказалась весьма богатой на различные космические информационные поводы. В воскресенье 11 декабря успешно завершился первый этап большой лунной программы американской NASA Artemis — испытательный беспилотный полет корабля-капсулы Orion на сверхтяжелой ракете-носителе Space Launch System (SLS). Orion и SLS — ключевые элементы долгосрочной программы Artemis, важнейшим промежуточным этапом которой в рамках миссии Artemis III должна стать высадка астронавтов на Луну в районе ее южного полюса, предварительно запланированная на 2025 год.

Два других заметных события из космической новостной ленты, к сожалению, следует отнести к категории «чрезвычайных происшествий».

Одно из них — неприятная история с утечкой из системы охлаждения пилотируемого корабля «Союз МС-22», произошедшей 15 декабря (в качестве возможной причины разгерметизации пока рассматривается версия о попадании микрометеорита).

А второе, на котором мы остановимся подробнее, — неудачный запуск днем ранее, 14 декабря, китайской ракеты-носителя Zhuque-2, который анонсировался как первый в мире орбитальный запуск ракеты, работающей на метановом топливе (точнее, на топливной смеси метан — жидкий кислород, металокс, иногда также используется вариант «метокс»), и первый в Китае запуск коммерческой ракеты на жидком топливе.


Прерванный полет «Красной птицы»

Zhuque-2 («Чжу-Цюэ», «Красная птица» — один из четырех китайских знаков зодиака, представляющий элемент огня), — инновационный продукт базирующейся в Пекине частной пусковой компании Landspace Technology Corp.

Несмотря на большие надежды, возлагавшиеся на эту историческую миссию, Zhuque-2, стартовавшая с недавно построенного комплекса национального Центра запуска спутников Цзюцюан в пустыне Гоби, так и не смогла выйти на запланированную околоземную орбиту и потеряла свою полезную нагрузку — 14 коммерческих спутников.

Landspace вскоре опубликовала коммюнике, в котором признала, что у второй ступени Zhuque-2 «произошел аномальный сбой», что и привело к преждевременному прекращению дальнейшего полета ракеты.

В попытке запуска в среду использовалась одноразовая ракета, но Landspace также работает над тем, чтобы сделать Zhuque-2 многоразовой, и в последние месяцы испытала перезапускаемую версию 80-тонного двигателя TQ-12, которым оснащена первая ступень Zhuque-2.

magnifier.png Если бы Landspace все-таки удалось вывести свою ракету на орбиту, она смогла бы оказаться на шаг впереди Илона Маска и его SpaceX в плане практической реализации важнейшей технологической задачи

Долгосрочная программа LandSpace по созданию серии новых ракет-носителей Zhuque-2 (высота текущей версии Zhuque-2 составляет 49,5 м, диаметр — 3,35 м, масса при взлете — около 219 тонн) прежде всего ориентирована на то, чтобы удовлетворить растущие потребности Китая в ракетах-носителях средней грузоподъемности, предназначенных для выведения спутников на солнечно-синхронную орбиту (SSO). SSO, как правило, используется для оптических спутников и в настоящее время обслуживается старыми ракетами Chang Zheng, которые должны быть постепенно выведены из эксплуатации в ближайшие годы.

И несмотря на неудачный запуск 14 декабря, саму попытку первого орбитального испытательного полета оснащенной перспективным видом топлива ракеты Zhuque-2, безусловно, следует рассматривать как очередной важный этап в поступательном развитии китайской космической индустрии и его частной коммерческой составляющей.

В частности, в комментарии, опубликованном на сайте NASA, констатируется, что хотя Zhuque-2 и не достигла поставленных целей, запуск 14 декабря все равно делает ее первой в мире ракетой, совершившей орбитальную попытку с использованием метана в качестве ракетного топлива.

Причем, если бы Landspace все-таки удалось вывести свою ракету на орбиту, она смогла бы на шаг обойти Илона Маска и его SpaceX в плане практической реализации важнейшей технологической задачи.


ДВИГ МЕТАЛОКС.jpg
Испытание ракетного двигателя на металоксовом топливе
NASA

Волшебная смесь

Вплоть до настоящего времени в ракетных двигателях различных конструкций, используемых для запуска космических аппаратов, самым популярным и дешевым видом топлива (прежде всего для двигателей первых ступеней ракет) остается керолокс (kerolox) — смесь керосина и жидкого кислорода.

Однако, по мнению многих специалистов, в будущих ракетных двигателях наиболее экономически эффективным и распространенным криогенным топливом станет смесь жидкого метана и жидкого кислорода — металокс.

Металокс — очень дешевое топливо, и оно считается более чистым и безопасным, чем керосин, жидкий водород и прочие используемые сейчас виды ракетного топлива. Долгосрочную ставку на это топливо сегодня делают практически все серьезные игроки глобальной космической индустрии. Прежде всего в этом длинном списке, безусловно, следует выделить SpaceX Илона Маска, новейший космический корабль которой Starship — это изюминка программы Artemis (в планах SpaceX пока значится создание трех разновидностей Starship — лунного посадочного модуля, промежуточной заправочной станции для околоземной орбиты и танкерной версии, призванной обеспечить ее топливом). Ракетные двигатели нового поколения Raptor компании SpaceX, которые будут установлены на кораблях Starship, согласно планам Маска и Ко, должны работать на металоксном топливе.

Отметим также, что именно Starship (а вовсе не китайский Zhuque-2) рассматривался всеми в качестве безусловного фаворита в этой новой ракетно-топливной гонке. Однако из-за различных технических проблем его тестовый запуск неоднократно откладывался (в частности, еще совсем недавно ходили слухи о том, что он состоится в декабре этого года) и, согласно не подтвержденной пока официальными представителями SpaceX информации, первый орбитальный полет Starship может состояться уже в первом квартале 2023-го.

magnifier.png Металокс — очень дешевое топливо, и оно также считается более чистым и безопасным, чем керосин, жидкий водород, и прочие используемые в настоящее время виды ракетного топлива

Среди прочих заявленных участников намечающегося «металоксового бума» — ракета-носитель (РН) тяжелого класса Vulcan, разрабатываемая с 2014 года United Launch Alliance (ULA, СП Boeing и Lockheed Martin) для замены РН «Атлас-5» и семейства «Дельта», первый тестовый полет которой пока также анонсирован на начало 2023-гог. Следом — тяжелая двуступенчатая орбитальная РН New Glenn, которая разрабатывается компанией Blue Origin, курируемой Джеффом Безосом (в двигателях ее первой ступени также предполагается использовать смесь метан — кислород), многоразовая ракета среднего класса Neutron, разрабатываемая компанией с новозеландскими корнями Rocket Lab, и двухступенчатая РН легкого класса Terran 1 от компании Relativity Space (еще в начале этого года руководство компании анонсировало тестовый запуск Terran 1 в декабре 2022 года.).

В Поднебесной, помимо несостоявшегося первопроходца Landspace, схожие топливные амбиции проявляет как минимум еще одна перспективная частная компания iSpace (о ней ниже), а также государственные аэрокосмические корпорации, в частности CASC и CASIC. Так, разработчики главного китайского космического подрядчика CASC относительно недавно представили концепции многоразовых металоксовых ракет-носителей и модернизированной версии основной РН Long March 9, работающей на метане.

И наконец, можно упомянуть и о долгосрочном проекте Европейского космического агентства (ESA) Prometheus, запущенном в 2017 году с целью создания многоразового ракетного двигателя на металоксовом топливе для возможного последующего использования на демонстраторе многоразовой ракеты Themis и Ariane Next, преемнике Ariane 6.


Китайская «новая космическая волна»

Частные китайские космические компании, формально причисляемые западными СМИ к категории NewSpace-стартапов, стали быстро расти вскоре после провозглашенного властями КНР в конце 2014 года смягчения политики госрегулирования аэрокосмической отрасли, открывшего сектор коммерческого запуска малых спутников для частного капитала.

Landspace — одна из самых ранних и наиболее обильно финансируемых различными инвесторами китайских частных компаний, занимающихся коммерческими запусками. Первый запуск состоялся еще четыре года назад, в октябре 2018-го, — с того же полигона Цзюцюань в пустыне Гоби. Но и куда более компактная и простая твердотопливная ракета Zhuque-1 тоже тогда не смогла выйти на запланированную орбиту, после чего руководство компании заявило о намерении в дальнейшем перейти на жидкий метан в качестве топлива.

magnifier.png Landspace — одна из самых ранних и наиболее обильно финансируемых различными инвесторами китайских частных компаний, занимающихся коммерческими запусками. Первый запуск компании состоялся еще четыре года назад

Еще в сентябре 2020 года Landspace в рамках инвестиционного раунда серии С+, предназначавшегося непосредственно для поддержки дальнейшего финансирования разработки серии «металоксных» ракет-носителей Zhuque-2, привлекла 175 млн долларов от консорциума крупных зарубежных инвесторов (Sequoia Capital China, Cornerstone Capital и др.).

А всего за две недели до этого практически аналогичную сумму (173 млн долларов) удалось привлечь по итогам раунда В другой китайской частной компании — iSpace, — считающейся основным конкурентом Landspace в сегменте коммерческих космических запусков и тоже делающей ставку на разработку многоразовых ракет-носителей (Hyperbola), в двигателях которых планируется использовать металоксовое топливо. Причем именно iSpace (ее полное название — Beijing Interstellar Glory Space Technology Ltd.) формально стала первой частной китайской компанией, успешно осуществившей запуск спутника на околоземную орбиту годом ранее, в июле 2019-го.

И, как полагают многие аналитики космической индустрии, если Landspace так и не удастся в ближайшее время провести оперативную работу над ошибками, ее главный конкурент iSpace может перехватить лидерство в этом «топливном междусобойчике».

Кроме того, в числе перспективных космических стартапов Поднебесной, основатели которых, за редкими исключениями, — выходцы из так называемой национальной команды (national team) государственной аэрокосмической индустрии КНР, многие эксперты называют компании OneSpace, Linkspace, Deep Blue Aerospace и Galactic Energy, и последняя ранее тоже заявляла о намерениях переключиться с от небольших твердотопливных ракет на более крупные жидкостные носители.

Темы: Инновации

Еще по теме:
27.03.2024
Американский стартап Boom Supersonic провел первый успешный тестовый полет своего экспериментального демонстратора XB-1....
13.03.2024
Ученые Томского политехнического университета создали установку для дезактивации радиационно загрязненного бетона
05.03.2024
Уральские ученые разработали портативную платформу для экспресс-диагностики вирусных и бактериальных заболеваний. Платфо...
01.03.2024
Американская корпорация Apple решила свернуть долгосрочный секретный проект по самостоятельной разработке электромобилей...
Наверх