Largo 9 de marzo

Long March 9 , LM-9 para abreviar ( chino 長征 九號 / 长征 九号, Pinyin Chángzhēng Jiǔháo , CZ-9 para abreviar ), es una familia de vehículos de lanzamiento superpesados de la República Popular de China que está siendo desarrollado por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China . La versión básica del cohete servirá principalmente para transportar hasta 50 t de componentes pesados ​​para la base lunar tripulada al espacio a partir de 2030 , pero también se utilizará para la misión de recuperación de muestras a Marte y la exploración del sistema solar exterior . Debido a su gran diámetro, el cohete no se puede transportar por ferrocarril y debe partir del cosmódromo de Wenchang en la isla de Hainan .

historia

En relación con el programa lunar de la República Popular de China , que comenzó el 24 de enero de 2004, la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC), de propiedad estatal, el principal contratista de la industria espacial china , comenzó a preparar los primeros conceptos y estudios de viabilidad para un vehículo de lanzamiento superpesado a partir de 2010. En los siguientes cinco años, tres variantes, cada una con un peso de despegue de entre 3000 y 4000 toneladas, surgieron de las inicialmente varias docenas de borradores:

• Un cohete de tres etapas de 10 m de diámetro y cuatro propulsores, cada uno de 3,35 m de diámetro. La primera etapa debe tener cuatro motores que funcionen con oxígeno líquido y queroseno de cohete , cada uno con un empuje de 4800 kN, cada uno de los propulsores tiene uno de esos motores. La segunda etapa debe tener dos propulsores que trabajen con oxígeno líquido e hidrógeno líquido , cada uno con 2000 kN de empuje, la tercera etapa dos propulsores de oxígeno / hidrógeno con 720 kN de empuje cada uno. El cohete habría tenido 100 m de largo y podría haber transportado 100 t en órbita terrestre baja y 35 t en órbita de transferencia a la luna.
• Un cohete de dos etapas con un diámetro de 9 my cuatro impulsores de combustible sólido, cada uno de 3,5 m de diámetro. Los propulsores debían dividirse en cinco secciones dispuestas sucesivamente, cuyo llenado de combustible se quemaba una tras otra y debería generar un empuje del orden de magnitud de unos 10.000 kN. La primera etapa de este cohete de 101 m de largo habría estado equipada con cinco motores de oxígeno / hidrógeno, cada uno con un empuje de 2000 kN, la segunda etapa con un motor de oxígeno / hidrógeno de 2000 kN.
• Un cohete de dos etapas de 9 m de diámetro y cuatro propulsores de combustible líquido, cada uno de 3,35 m de diámetro. La primera etapa de este cohete de 98 m de largo debería tener cuatro motores de oxígeno / queroseno con 6500 kN de empuje cada uno, cada uno de los propulsores tiene uno de esos motores. La segunda etapa debe tener dos motores de oxígeno / hidrógeno con un empuje de 2000 kN cada uno.

En la comparación de las variantes de dos etapas con impulsores de combustible sólido y líquido, la versión de estado sólido no pudo prevalecer. Una vez que se enciende un motor de combustible sólido, ya no es controlable: funciona hasta que se agota el combustible. En ese entonces, China no tenía experiencia con propulsores de combustible sólido de montaje lateral; Construirlos en el tamaño requerido para el CZ-9 de modo que los cuatro alcancen el final de su tiempo de combustión exactamente al mismo tiempo es difícil y habría impuesto grandes exigencias al control de posición de la etapa central.

Otro problema fue el empuje de despegue y, por lo tanto, la carga útil máxima posible. La versión originalmente prevista del cohete de tres etapas solo tenía un empuje de lanzamiento de 38.400 kN y, por lo tanto, podía llevar 35 t en su camino hacia la luna. El estacionamiento de una tripulación permanente en la luna planeado para el programa lunar del Tercer Gran Paso de la República Popular de China, sin embargo, requirió el transporte de módulos residenciales, etc. del orden de 50 t (a modo de comparación: los módulos del espacio chino estación pesa casi 25 t). Esto no fue factible ni siquiera con la más potente de las variantes originales, el cohete de dos etapas con propulsores de combustible líquido, que tenía un empuje inicial de 52.000 kN. Por ello, en 2015, cuando comenzó la fase de elaboración en profundidad, se eligió una cuarta variante:

• Un cohete de tres etapas que pesa más de 4.000 toneladas, 9,5 m de diámetro y cuatro propulsores de combustible líquido, cada uno de 5 m de diámetro. La primera etapa consistía en tener cuatro motores trabajando con oxígeno líquido y queroseno de cohete, cada uno con 4800 kN de empuje, los propulsores cada uno con dos de estos motores, lo que resultó en un empuje total de despegue de 57.600 kN al nivel del mar. La segunda etapa debe tener dos propulsores que trabajen con oxígeno líquido e hidrógeno líquido, cada uno con un empuje de vacío de 2200 kN, la tercera etapa cuatro propulsores de oxígeno / hidrógeno con un empuje de vacío de 250 kN cada uno. El cohete habría tenido 93 m de largo y podría haber transportado las 50 t requeridas a una órbita de transferencia a la luna.

Cuando en 2016, con el comienzo del decimotercer plan quinquenal , la Academia China de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento y la Academia de Tecnología de Motores de Cohetes Líquidos , ambas divisiones comerciales de CASC, comenzaron oficialmente a desarrollar tecnologías clave para el proyecto, se adoptó esta variante. . Solo la longitud total del cohete, incluido el carenado de carga útil, aumentó de 93 ma 103 m, mientras que todos los demás parámetros del cohete (diámetro, peso de despegue, empuje de despegue, carga útil máxima) permanecieron iguales. Después de un buen avance en la fabricación de anillos intermedios con un diámetro de 9,5 m para la estructura portante del cohete, segmentos para tanques del mismo tamaño y para los motores, el Consejo de Estado de la República Popular China finalmente decidió en principios de 2021 para construir el cohete. El proyecto ha sido financiado con cargo al Fondo de Grandes Proyectos Científicos y Técnicos Nacionales desde 2016 . Al 31 de diciembre de 2020, se habían gastado 1.500 millones de yuanes (alrededor de 1.500 millones de euros en poder adquisitivo). Los costos totales de desarrollo para poner en servicio la versión básica del cohete se estimaron en 100 mil millones de yuanes a principios de 2021.

En julio de 2021 se completó un fondo de tanque con un diámetro de 9,5 my un prototipo del motor YF-90 para la segunda etapa.

Especificaciones técnicas

Desarrollo futuro

Aunque la versión básica del cohete también puede transportar una carga útil de 140 a 150 t en órbita terrestre baja, está destinada principalmente para su uso en el contexto del programa lunar. Se desarrollarán versiones más pequeñas del cohete para el transporte de cargas medio-pesadas en órbitas terrestres a partir de 2030: el Changzheng 9A con solo dos propulsores y una carga útil de 100 t en órbita terrestre baja, así como el Changzheng 9B sin propulsor. , pero con cinco motores YF -130 en la primera etapa y con una carga útil de 50 t en órbita terrestre baja. Ambas variantes también pueden transportar cargas útiles en órbitas de transferencia a la luna y Marte: el CZ-9A (masa de despegue 2661 t, empuje de despegue 39.150 kN) 35 t a la luna y 28 t a Marte, el CZ-9B ( masa de despegue 1964 t, empuje de despegue 24 470 kN) 20 t hacia la Luna y 12 t hacia Marte.

En la fase de planificación del proyecto, se tomó una decisión consciente contra la reutilización del cohete, entre otras cosas para simplificar el diseño del motor (con un cohete de un solo uso, los motores solo tienen que funcionar durante unos minutos) y para reducir el desarrollo. costos. Sin embargo, a partir de 2030, el plan es trabajar hacia una reutilización parcial del cohete en una segunda fase de desarrollo con nuevos motores YF-135. Con alrededor de 3670 kN, el YF-135 tiene un empuje menor que el YF-130, pero 16 de estos motores se usarán en la primera etapa y luego aterrizarán verticalmente, como la primera etapa del Changzheng 8R . A diferencia de ese cohete, el Changzheng 9, que es parcialmente reutilizable, no tiene impulsores. La segunda etapa es trabajar con cuatro motores de oxígeno / hidrógeno, cada uno con un empuje de 1200 kN, la tercera etapa con uno de esos motores. El diámetro de la primera y la segunda etapa debe ser de 10,6 m, el de la tercera etapa de 7,5 my el del carenado de carga útil de 9 m.150 t está destinado como carga útil para una órbita terrestre baja y 53 t para una órbita de transferencia. a la Luna. Se dice que la masa de lanzamiento del cohete parcialmente reutilizable es ligeramente menor que la versión básica a 4122 t, el empuje de lanzamiento un poco más alto a 58,730 kN. La longitud total del cohete es de 108 m, 5 m más que la versión básica.

En una tercera fase de desarrollo, el propio peso del cohete se reducirá con nuevos materiales (actualmente se utilizan aleaciones de aluminio para los tanques y la estructura de carga) con el fin de aumentar la carga útil máxima posible para una órbita terrestre baja a 200 t . Esto está destinado a cumplir con los requisitos para la construcción del sistema de transporte espacial para la exploración tripulada de Marte y la planta de energía solar orbital , esta última en una órbita geoestacionaria .

Comparación con otros misiles de servicio pesado

Los vehículos de lanzamiento más potentes actualmente disponibles o en desarrollo para el transporte en órbita terrestre baja (LEO) son:

cohete	Fabricante	etapas	Refuerzo lateral	carga útil máx. (LEO)	carga útil máx. ( GTO )	reutilizable	misiones interplanetarias	misiones tripuladas	Primer vuelo
CZ-9	República Popular China CALT	3	Cuarto	140 toneladas	66 t	no	planificado	No estaba planeado	aprox.2030
Bloque SLS 1B	Estados Unidos Boeing	2	2	105 toneladas	no especificado	no	planificado	planificado	2025 (planificado)
Nave estelar	Estados Unidos SpaceX	2	-	> 100 t 1	21 t (> 100 t 2 )	Completamente	planificado	planificado	2021 (planificado)
Bloque SLS 1	Estados Unidos Boeing	2	2	95 t	no especificado	no	planificado	planificado	2021 (planificado)
Halcón pesado	Estados Unidos SpaceX	2	2	64 toneladas	27 t	Primera etapa, refuerzo lateral, carenado de carga útil	sí	No estaba planeado	2018
New Glenn	Estados Unidos Origen azul	2	-	45 t 1	13 t 1	Primera etapa	posible	planificado	2022 (planificado)
Angara A5V	Rusia Khrunichev	3	Cuarto	37,5 toneladas	12 t	no	planificado	planificado	2027 (planeado)
Delta IV pesado	Estados Unidos ULA	2	2	29 t	14 t	no	sí	no	2004
Vulcano	Estados Unidos ULA	2	Sexto	27 t	13,6 toneladas	no	planificado	planificado	2022 (planificado)
CZ-5	República Popular China CASC	2-3	Cuarto	25 t	14 t	no	sí	No estaba planeado	2016

Evidencia individual

1. ↑ ^{a b c d e f} 巅峰 高地:长征 九号 重型 火箭 新 节点 ： 两 型 发动机 整机 装配 完成 完成 ， 梦想 照 进 现实. En: zhuanlan.zhihu.com. 6 de marzo de 2021, consultado el 9 de marzo de 2021 (chino). 
2. ↑ ^{a b} 这个 火箭 的 箱底 圆环 好 大大 大大 …… 啊！ En: spaceflightfans.cn. 2 de agosto de 2021, consultado el 2 de agosto de 2021 (chino). 
3. ↑ Zhao Lei: Mighty Long March 9, cohete portador que debutará en 2030. En: chinadailyhk.com. 26 de noviembre de 2020, consultado el 10 de marzo de 2021 . 
4. ↑ 世界 上 最大 的 火箭 贮箱 瓜 瓣 在 火箭 院 诞生！ 直径 10 米 级 ， 强度 提升 10% ， 成形 精度 达 毫米 级. En: calt.com. 2 de julio de 2018, consultado el 2 de agosto de 2021 (chino). 
5. ↑ Andrew Jones: China revela detalles de los cohetes Long March 9 de carga súper pesada y los cohetes Long March 8 reutilizables. En: spacenews.com. 5 de julio de 2018, consultado el 10 de marzo de 2021 . 
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8. ↑ 重型 运载火箭 220 吨级 发动机 完成 首 台 工程 样机 生产. En: spaceflightfans.cn. 28 de julio de 2021, consultado el 2 de agosto de 2021 (chino).  Incluye una foto del motor con ingenieros para comparar el tamaño.
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10. ↑ ^{a b} 长征 九号 方案 大 改 ， 拜 入 多 发 并联 神教. En: spaceflightfans.cn. 25 de junio de 2021, consultado el 25 de junio de 2021 (chino). 
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