Lanciatore spaziale lungo 5 marzo | |
Il secondo 5 marzo lungo il 26 giugno 2017. | |
Dati generali | |
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Paese d'origine | Cina |
Costruttore | Accademia cinese della tecnologia dei lanciatori |
Primo volo | 3 novembre 2016 |
Periodo di sviluppo | 2007-2015 |
Stato | In servizio |
Avvia (fallimenti) | 7 (1) |
Altezza | 53.66 m |
Diametro | 5 m |
Peso al decollo | 867 t |
Piani) | 2 |
Base (i) di lancio | Wenchang |
Versione descritta | CZ-5 |
Altre versioni | CZ-5B |
Carico utile | |
Orbita bassa | 25 t (CZ-5B) |
Orbita sincrona al sole | 15 t |
Trasferimento geostazionario (GTO) | 14 t (CZ-5) |
Dimensione del copricapo | 20,5 x 5,2 (diametro) M. |
Motorizzazione | |
Ergols |
Cherosene / LOX Idrogeno liquido / LOX |
Propulsori ausiliari | 4 x CZ-5-300: 2x YF-100 |
1 ° piano | CZ-5-500: 2x YF-77 |
2 e piano | CZ-5-HO: 2x YF-75D |
Missioni | |
Stazione spaziale, sonde spaziali | |
Il razzo Long March 5 ( LM-5 , CZ-5 o Chang Zheng 5 ; in cinese :长征 五号 ; pinyin : ) è un lanciatore pesante cinese in grado di posizionare un carico utile di 25 tonnellate in orbita bassa (nella versione CZ-5B) e 13 tonnellate in orbita di trasferimento geostazionario . Con il razzo leggero Long March 6 ei razzi di media potenza Long March 7 e 8 , il CZ-5 fa parte della nuova generazione di razzi cinesi sviluppati con l'obiettivo di completare ed eventualmente sostituire la famiglia dei lanciatori Long March 2 , 3 e 4 ereditato dagli inizi del programma spaziale cinese .
Il CZ-5 utilizza nuovi motori efficienti e brucia una miscela semi-criogenica di cherosene / ossigeno liquido , che consente alla Cina di avere un lanciatore pesante paragonabile a quelli di altre grandi potenze spaziali. Questo razzo deve svolgere un ruolo centrale nel programma spaziale del paese, consentendo in particolare l'assemblaggio della futura stazione spaziale cinese , ambiziose missioni di esplorazione del sistema solare e le versioni più pesanti dei suoi satelliti per le telecomunicazioni.
Il primo volo del lanciatore ha luogo il 3 novembre 2016ed è un successo. Il razzo è decollato dalla nuova base di lancio di Wenchang costruita appositamente per il suo utilizzo e situata sull'isola di Hainan nel sud-ovest della Cina. Il secondo colpo2 luglio 2017è un fallimento, vittima di un fallimento della prima tappa, che provoca un'interruzione dei voli di due anni. Il lanciatore riprende il servizio27 dicembre 2019con successo, la versione CZ-5B, ottimizzata per inviare carichi pesanti in orbita bassa, ha effettuato il suo primo volo5 maggio 2020.
All'inizio degli anni 2000, la Cina utilizzava ancora la sua prima generazione di lanciatori ( Long March 2 , 3 e 4 ) derivati dal missile balistico intercontinentale DF-5 . Scarsamente performanti rispetto ai lanciatori di altre nazioni spaziali, utilizzano propellenti UDMH / N 2 O 4 tossici e costosi che sono in procinto di essere banditi in tutto il mondo. Con i suoi lanciatori, la Cina può posizionare veicoli spaziali con una massa massima di circa 10 tonnellate in orbita bassa: manca un lanciatore pesante in grado di soddisfare le esigenze del suo programma spaziale in espansione. Ciò richiede ora posto in orbita geostazionaria per comunicazioni satelliti pesanti, lanciare missioni di esplorazione del sistema solare ambiziose ( esempio missione di ritorno rover lunare Marte) e assemblare componenti della stazione spaziale cinese la cui massa unitaria si avvicina a 20 tonnellate. Per rispondere a queste esigenze, il governo cinese ha annunciato lo sviluppo di una nuova famiglia di lanciatori denominata Longue Marche 5 e comprendente in particolare un lanciatore pesanteFebbraio 2001 con l'obiettivo di un primo lancio nel 2008. Tuttavia, le risorse finanziarie corrispondenti non sono state liberate fino al 2007.
Inizia la costruzione di un impianto per la produzione di questa nuova famiglia di lanciatori ottobre 2007. Il sito selezionato si trova non lontano dalle strutture portuali della città costiera di Tianjin per facilitare il trasporto dei componenti dei lanciatori alla base di lancio di Wenchang nell'isola di Hainan la cui costruzione viene avviata parallelamente. Tale installazione consente di utilizzare la via mare per il trasporto di solai di 5,2 metri di diametro, la cui dimensione è incompatibile con quella autorizzata dalla ferrovia. A tale scopo sono state costruite due navi da trasporto con una cilindrata totale di 9.080 tonnellate ciascuna, Yuan Wang-22 e Yuan Wang-23 .
Il nuovo impianto, che dovrebbe costare 650 milioni di dollari , ha un'area totale di 500.000 m 2 . La prima tranche è stata completata nel 2009.
La costruzione della base di lancio di Wenchang, iniziata nel 2009, è stata completata nel 2014. La base comprende due piattaforme di lancio: una per il lanciatore Long March 5 e l'altra per il lanciatore medio Long March 7 . Quest'ultimo ha inaugurato le strutture con un primo volo di successo avvenuto il25 giugno 2016.
Lo sviluppo dei motori per il nuovo lanciatore è iniziato nel 2001 e le prove al banco avviate nel 2005 sono state completate a metà 2007. Il primo lancio ripetutamente posticipato del CZ-5 è finalmente fissato in anticiponovembre 2016. Un modello del lanciatore Long March 5 arriva alla base insettembre 2015per sviluppare le strutture di lancio. A fine agosto 2016, il primo lanciatore pronto per il volo è stato spedito via mare dallo stabilimento di Tanjin. Il volo inaugurale ha luogo3 novembre 2016.
Quando il progetto del lanciatore Long March 5 viene lanciato, deve essere sviluppato in diverse versioni con una capacità di carico che va da 10 tonnellate a 25 tonnellate in orbita bassa e tra 6 tonnellate e 14 tonnellate in orbita di trasferimento geostazionario . Tutte le versioni condividono molti componenti comuni come motori o stadi. Pur mantenendo il principio dei componenti comuni, le diverse versioni di lanciatori di questa famiglia hanno successivamente ricevuto diverse designazioni e il Long March 5 ora designa solo la versione pesante di questa seconda generazione di lanciatori Long March. Gli altri membri di questa famiglia sono i lanciatori Long March 6 (lanciatore leggero) e Long March 7 (lanciatore medio).
Componente | Origine | Camminata lunga 5 | Camminata lunga 6 | 7 marzo lungo |
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Carico utile in orbita basso : | 25 tonnellate (CZ-5B) | 1,5 tonnellate | 13,5 tonnellate | |
Motore YF-100 | Nuovo | Propulsori ausiliari | 1 ° piano | - Eliche in più - 1 ° piano |
Motore YF-115 | Nuovo | - | 2 e piano | piano superiore |
Motore YF-75 | 3 marzo lungo | 2 e piano | - | - |
Il lanciatore pesante Long March 5 è disponibile in due versioni. La versione base (CZ-5) ha due stadi centrali e quattro propulsori booster; sarà utilizzato per servire l'orbita sincrona al sole e le orbite alte. La versione CZ-5B si distingue per l'assenza di un secondo stadio: viene utilizzata per posizionare carichi utili pesanti fino a 23 tonnellate in orbita bassa. Il razzo è progettato per un tasso di affidabilità del 98% (gli attuali razzi cinesi hanno un tasso di affidabilità del 91%)
Carico utile | ||||
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Launcher | Massa | Altezza |
Orbita bassa |
GTO Orbit |
Camminata lunga 5 | 867 t | 57 m | 25 t (CZ-5B) | 14 t |
Ariane 5 ECA | 777 t | 53 m | 21 t | 10.5 t |
Atlas V 551 | 587 t | 62 m | 18,5 t | 8.7 t |
Delta IV Heavy | 733 t | 71 m | 29 t | 14,2 t |
Falcon 9 FT | 549 t | 70 m | 23 t | 8,3 t |
Proton -M / Briz-M | 713 t | 58,2 m | 22 t | 6 t |
Angara A-5 / Briz-M | 773 t | 55,4 m | 24,5 t | 5.4 t |
H-IIB | 531 t | 56,6 m | 19 t | 8 t |
La versione base CZ-5 comprende 2 stadi centrali con un diametro di 5,2 metri e 4 propulsori booster mentre la versione CZ-5B si distingue per l'assenza di un secondo stadio. Infine, la versione base può ricevere una terza fase. La versione base ha un'altezza di 57 metri per una massa di 867 tonnellate. Il CZ-5B è alto 53,7 metri per una massa di 837 tonnellate.
Il primo stadio CZ-5-500 è alto 33,2 metri e ha un diametro di 5 metri per una massa a vuoto di 20 tonnellate. La struttura è in lega di alluminio. Il palco trasporta 175 tonnellate di propellenti ed è azionato da due motori YF-77 sviluppati per questa generazione di lanciatori che forniscono una spinta unitaria di 510 kilonewton a terra (700 kN nel vuoto) bruciando una miscela di idrogeno liquido / ossigeno liquido. . Questi motori a turbopompa sono a combustione in fasi e ciclo aperto. La pressione nella camera di combustione è di 102 bar. I motori hanno un impulso specifico di 310 secondi al suolo e 426 secondi nel vuoto. I serbatoi che hanno fondi separati sono pressurizzati dai gas prodotti dai motori. La durata della combustione dello stadio è di circa 520 secondi.
La prima fase è assistita durante il decollo da quattro propulsori booster CZ-5-300 che forniscono la maggior parte della spinta. I quattro propulsori booster hanno un diametro di 3,35 metri e sono lunghi 27,6 metri. La loro massa a vuoto è di 14 tonnellate e la struttura è in lega di alluminio. I serbatoi hanno fondi separati. Sono azionati da due motori a razzo orientabili YF-100 con una spinta unitaria di 122 tonnellate (circa 1180 kN ) a terra (1340 kN nel vuoto) che bruciano una miscela di cherosene e ossigeno liquido . Questo motore, il cui sviluppo è iniziato nel 2010, si basa sul motore russo di design molto avanzato (combustione a fasi ) RD-120 , esemplari del quale sono stati acquistati dalla Cina negli anni 90. La pressione nella camera di combustione è di 180 bar. Il motore ha un impulso specifico al suolo di 300 secondi e un vuoto di 335 secondi. La spinta può essere modulata dal 65 al 100%. La durata della combustione è di circa 170 secondi. I motori possono essere orientati lungo due assi per cambiare l'asse di spinta. I propellenti sono pressurizzati dall'elio.
Il secondo stadio CZ-5-HO è alto 11,5 metri con un diametro di 5 metri. Realizzato in lega di alluminio, la sua struttura con i motori ha una massa a vuoto di 3,6 tonnellate e il palco trasporta 26,5 tonnellate di propellenti. Utilizza una versione migliorata del motore YF-75 (YF-75D) utilizzato sui lanciatori esistenti con una spinta totale di 176,52 kN . L'impulso specifico è di 442 secondi. I motori possono essere riavviati più volte. Il rapporto di sezione degli ugelli è 80. Il tempo di combustione totale è di 650 secondi. I motori sono montati su un martinetto per l'orientamento del palco. Durante le fasi non motrici, il palco utilizza piccoli motori ausiliari per mantenere il suo orientamento. I serbatoi sono pressurizzati dall'elio.
Per posizionare la navicella in un'orbita alta, il modello base sarà in grado di utilizzare un terzo stadio, che può essere riacceso almeno una volta, derivato dallo stadio Yuanzheng-1 (YZ-1) utilizzato dal razzo Long March 3 da allora 2015. Lo stadio Yuanzheng-2 (YZ-2) utilizza una coppia di motori a razzo YF-50D che bruciano una miscela ipergolica di UDMH e perossido di azoto . Ogni motore ha una spinta di 6,5 kN e un impulso di vuoto specifico di 315,5 secondi.
Possono essere utilizzati due tappi . La versione corta del lanciatore CZ-5B utilizza una versione estesa di 20,5 metri e un diametro interno di 4,5 metri (diametro esterno 5,2 metri) che può essere utilizzata ad esempio per lanciare i moduli della stazione spaziale cinese . La versione del copricapo utilizzata dal modello base è lunga 12,27 metri.
Versione | CZ-5 | CZ-5B | ||||
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Caratteristiche principali | ||||||
Piani | 2.5 | 1.5 | ||||
Altezza | 57 m | 53,7 m | ||||
Diametro | 5,2 m | |||||
Messa al lancio | 867 t | 837 t | ||||
Spinta | 10524 kN | |||||
Carico utile |
Orbita sincrona solare : 15 t orbita di trasferimento geostazionario : 13 t |
orbita bassa : 23 t | ||||
Cap | ||||||
Altezza | 12,3 m / 20,5 m | |||||
Diametro | 5,2 m | |||||
Massa | ? | |||||
Propulsori ausiliari | ||||||
Designazione | CZ-5-300 | |||||
Numero | 4 | |||||
Altezza | 27,6 m | |||||
Diametro | 3,35 m | |||||
Massa totale (compresi i propellenti ) | K-3-1: 616 t (560 t propellenti) |
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Propulsione | 2 x YF-100 per propulsore (spinta totale 4821 kN) |
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Ergols | Cherosene e ossigeno liquido | |||||
Tempo ardente | 170 s | |||||
1 ° piano | ||||||
Designazione | H-5-1 | |||||
Altezza | 31 m | |||||
Diametro | 5 m | |||||
Massa di lancio (compresi i propellenti) | 173 t (158,6 t propellenti) | |||||
Propulsione | YF-77 x 2 (spinta totale: 1373 kN) | |||||
Ergols | Idrogeno e ossigeno liquido | |||||
Tempo ardente | 485 s | |||||
2 e piano | ||||||
Designazione | H-5-2 | - | ||||
Altezza | 10 m | - | ||||
Diametro | 5 m | - | ||||
Massa di lancio (compresi i propellenti) | 29,5 t (27,5 t propellenti) | - | ||||
Propulsione | YF-75D (spinta 196 kN) | - | ||||
Ergols | Idrogeno e ossigeno liquido | - | ||||
Tempo ardente | 600 s | - |
L'unico complesso di lancio per il lanciatore Long March 5 è presso la base di Wenchang inaugurata nel 2014 e situata sull'isola di Hainan , nel sud-ovest della Cina. I componenti del razzo vengono trasportati dal loro sito di produzione in grandi container da un mercantile che li scarica nel piccolo porto di Qinglan situato a Sanya a poche decine di chilometri dalla base. I vari elementi del lanciatore così come il carico utile sono assemblati nell'edificio "501" in posizione verticale utilizzando una gru situata in questo edificio. L'edificio alto 99,4 metri ha 15 piani di cui uno nel seminterrato per consentire alle squadre di lavorare sul lanciatore. Il razzo è posizionato su una piattaforma mobile che viaggia su due binari ferroviari a 20 metri di distanza. La piattaforma ha un albero ombelicale che include 6 bracci di alimentazione, propellenti, ecc. situato a diverse altezze. Una volta completato l'assemblaggio, la piattaforma trasporta il lanciatore in 2-3 ore alla piattaforma di lancio 101 situata a 2,8 km dall'edificio di assemblaggio.
Il volo inaugurale del lanciatore Long March 5 ha avuto luogo 3 novembre 2016 : il lanciatore decolla alle 12:43 UT e la fase propulsiva procede in maniera nominale. Il lancio viene effettuato dalla rampa di lancio della rampa di lancio di Wenchang per il lanciatore costruito nella base dell'isola di Hainan , nel sud-ovest della Cina. Dopo i razzi Long March 6 (lanciatore a propulsione liquida leggera), Long March 11 (lanciatore a propellente solido leggero) e Long March 11 (lanciatore medio) è il quarto lanciatore cinese a compiere il suo primo volo in un periodo di 14 mesi. Questa prima missione del lanciatore pesante ha lo scopo di testarne il funzionamento. Utilizza la versione con cappuccio a due stadi dello stadio superiore YZ-2 e trasporta il satellite sperimentale Shijian-17 YZ-2. Il set formato dal palco superiore e dallo Shijian-17 ha una massa stimata di circa 13 tonnellate.
Per il suo secondo volo in corso 2 luglio 2017, il lanciatore Long March 5 posizionerà un satellite sperimentale per telecomunicazioni da 7,5 tonnellate nell'orbita geostazionaria Shijian-18 . Questa è la prima volta che utilizza la piattaforma DFH-5 , che utilizza le tecniche più avanzate ed è il più grande satellite lanciato dalla Cina. A 5 minuti e 47 secondi dal decollo, il video trasmesso dal razzo mostra la comparsa di un getto di gas bianco che sembra derivare da una breccia nel gruppo propulsore del primo stadio. Lo spegnimento programmato dopo 465 secondi di volo è avvenuto 105 secondi dopo, sembrando indicare che il sistema di pilotaggio del lanciatore ha tentato di compensare la spinta insufficiente . La seconda fase prende il sopravvento ma si spegne dopo soli 3 minuti e 15 secondi, un tempo molto più breve di quanto programmato. Non appena il primo stadio si spegne, il lanciatore, la cui velocità è insufficiente, perde quota. Il satellite non riesce ad entrare in orbita. La perdita, secondo alcune fonti, è stimata in 1,8 miliardi di yuan (232 milioni di euro) e ritarderà le programmate missioni lunari. Il guasto è attribuito al guasto strutturale di una turbopompa di un motore YF-77 del primo stadio. L'immobilizzazione del lanciatore ha importanti conseguenze sul programma dell'ambizioso programma di esplorazione lunare del Paese.
Dopo una lunga pausa di oltre due anni, il lanciatore ha effettuato con successo un terzo volo 27 dicembre 2019ponendo il satellite per telecomunicazioni Shijan-20 in orbita geostazionaria. Ciò inaugura una nuova piattaforma DFH-5 con un throughput in banda Ka di 70 gigabit di dati al secondo e con un downlink laser a infrarossi fino a 4,8 gigabit / secondo.
Il primo volo della versione 5B è avvenuto il 5 maggio 2020 alle 10:00 UTC, con CASC che ha confermato il lancio riuscito 20 minuti dopo il decollo. Questa versione senza secondo stadio è in grado di collocare più di 22 tonnellate in orbita bassa e ha una carenatura di 20,5 m di lunghezza e 5,2 m di diametro. Il carico utile viene posto in orbita 488 secondi dopo il decollo. È un prototipo della navicella spaziale cinese di nuova generazione con equipaggio , lunga 8,8 me massa di 21,6 tonnellate. La sonda esegue sette manovre di innalzamento dell'orbita utilizzando la propria propulsione, raggiungendo un picco di circa 8.000 km , per testare un rientro ad alta velocità simile a un ritorno dall'orbita lunare. Accende la sua propulsione un'ultima volta8 maggioalle 5 h 21 UTC per deorbitare. Il modulo equipaggio e il modulo servizio si separano alle 5 h 33 UTC. La velocità durante il rientro atmosferico supera i 9 km / s . La capsula rallenta la sua discesa con tre paracadute, attutendo l'impatto finale con il suolo utilizzando gli airbag alle 5 h 49 UTC nel deserto della Mongolia interna Dongfeng, terminando la missione 67 ore della nave.
Durante il lancio, il Long March 5B inserisce anche il suo palco centrale in un'orbita ellittica di 151 per 317 km con un'inclinazione di 41 gradi. Il palco vuoto ha quindi una massa di circa 20 tonnellate, per una lunghezza di 31,7 me un diametro di 5 m . Il11 maggio 2020alle 15 h 33 UTC, il palco entra nell'atmosfera sopra l' Oceano Atlantico , senza provocare danni. Quindici minuti prima, stava volando sopra New York City a soli 170 km sul livello del mare. È stato quindi evitato un potenziale incidente. È il più grande oggetto per fare un rientro incontrollato dalla disintegrazione della stazione spaziale sovietica Salyut 7 nel 1991 .
Risultato | Volo n ° | Data di lancio (UTC) | Base di lancio | Modello | Payload (s) | Orbita | Osservazioni | ||
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✓ | Y1 | 3 novembre 2016 | Wenchang , ZL-101 | 5 | Shijian 17, satellite per telecomunicazioni | GEO | |||
✕ | Y2 | 2 luglio 2017 | Wenchang , ZL-101 | 5 | Shijian 18, satellite per telecomunicazioni | GTO | Guasto : guasto tecnico di uno dei motori a razzo sul primo stadio del lanciatore. | ||
✓ | Y3 | 27 dicembre 2019 | Wenchang , ZL-101 | 5 | Shijian 20, satellite per telecomunicazioni | GTO | |||
✓ | 5B-Y1 | 5 maggio 2020 | Wenchang , ZL-101 | 5B | Astronave con equipaggio di nuova generazione | LEO | Primo volo del CZ-5B | ||
✓ | Y4 | 23 luglio 2020 | Wenchang , ZL-101 | 5 | Tianwen-1 , sonda marziana, lander, orbiter e rover | TMI | |||
✓ | Y5 | 23 novembre 2020 | Wenchang , ZL-101 | 5 | Chang'e 5 , sonda di ritorno del campione lunare | TLI | |||
✓ | 5B-Y2 | 29 aprile 2021 | Wenchang , ZL-101 | 5B | Tianhe , modulo centrale della Stazione Spaziale Cinese | LEO |
Numero di volo | Datato | Versione | Sito di lancio | Carico utile | Orbita | Risultato |
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5B-Y3 | 2021 | 5B | Wenchang , ZL-101 | Wentian , modulo sperimentale della futura stazione spaziale cinese | LEO | Pianificato |
5B-Y4 | 2022 | 5B | Wenchang , ZL-101 | Mengtian , modulo sperimentale della futura stazione spaziale cinese | LEO | Pianificato |
Y6 | 2024 | 5 | Wenchang , ZL-101 | Chang'e 6 , sonda di ritorno del campione lunare | TLI | Pianificato |
Y7 | 2024 | 5B | Wenchang , ZL-101 | Xuntian , telescopio spaziale | LEO | Pianificato |