Чжуцюэ-2

Изображение ракеты-носителя Чжуцюэ-2

Чжуцюэ-2 (кит. упр. 朱雀二号, пиньинь Zhūquè èr hào, буквально: «Красная птица-2», также англ. ZQ-2) - ракета-носитель среднего класса, разработанная китайской научно-технической компанией «Ланьцзянь» (торговая марка Landspace). Чжуцюэ-2 имеет две ступени, оснащенные жидкостными ракетными двигателями на криогенной топливной паре метан-жидкий кислород и является первым достигшим орбиты носителем, использующим в качестве горючего сжиженный метан. Носитель предназначен для вывода полезной нагрузки массой до 6 тонн на низкую околоземную орбиту или до 4 тонн на солнечно-синхронную орбиту.

История

В апреле 2018 года китайская научно-техническая компания «Ланьцзянь» (дословно — «Синяя молния», кит. трад. 北京蓝箭空间科技有限公司, англ.  Beijing Blue Arrow Space Technology Co. Ltd., торговая марка Landspace) объявила о начале разработки ракеты-носителя «Чжуцюэ-2», использующего топливную пару метан-жидкий кислород. До этого компанией был создан твёрдотопливный носитель «Чжуцюэ-1», названный в честь Красной птицы - мифологического покровителя юга. 27 октября 2018 года с космодрома Цзюцюань состоялся запуск этого носителя, закончившийся неудачей. Компания «Ланьцзянь» отказалсь от конкуренции с другими китайскими компаниями, создающими твёрдотопливные носители и от дальнейшего совершенствования «Чжуцюэ-1» и сосредоточилась на разработки жидкостной «Чжуцюэ-2».

Первый запуск носителя «Чжуцюэ-2» состоялся со специально построенной стартовой площадки космодрома Цзюцюань 14 декабря 2022 года. Маршевые двигатели первой и второй ступеней отработали штатно, но рулевой двигатель второй ступени, который должен был завершить процесс разгона до орбитальной скорости, отключился преждевременно. В результате вторая ступень вместе с полезной нагрузкой не смогла выйти на орбиту, вернулась в атмосферу Земли и там сгорела.

Второй запуск «Чжуцюэ-2», осуществленный 12 июля 2023 года, завершился выведением на орбиту имитатора полезной нагрузки и стал первым в истории успешным запуском ракеты-носителя, использующего в качестве горючего метан. Первый вывод реальной полезной нагрузки носителем «Чжуцюэ-2» состоялся в его третьем пуске в декабре 2023 года, когда было запущено три космических аппарата, предназначенных для дистанционного зондирования Земли и испытаний ионных двигателей.

27 ноября 2024 года впервые запущена усовершенствованная версия носителя «Чжуцюэ-2», способная выводить на орбиту бо́льшую полезную нагрузку и обозначаемая как Чжуцюэ-2E или ZQ-2E. На орбиту были успешно выведены два экспериментальных спутника.

Конструкция

Конструкция «Чжуцюэ-2» в целом аналогична носителям Чанчжэн-2 модификаций C и D. Общая длина носителя составляет 49.5 метра у базовой модели (в усовершенствованном варианте предполагается её увеличение до 55 метров), обе ступени и головной обтекатель имеют диаметр 3,35 метра. Стартовая масса носителя 220 тонн без учёта полезной нагрузки (в усовершенствованном варианте её предполагается довести до 264 тонн). Основным отличием «Чжуцюэ-2» от «Чанчжэн-2», двигатели которых работают на высококипящем топливе НДМГ+АТ, является использование топливной пары «сжиженный метан+жидкий кислород», под которую компанией «Ланьцзянь» были разработаны собственные двигатели. В первоначальном варианте возможности по выведению полезной нагрузки также были аналогичны семейству Чанчжэн-2 — до 4000 кг на НОО и до 1800 кг на ССО. В усовершенствованой версии (ZQ-2E, Чжуцюэ-2E), отличающейся изменённой конструкцией и двигателями первой и второй ступени, заявлено увеличение выводимой полезной нагрузки до 6000 кг на НОО и 4000 кг на ССО. В первом запуске усовершенствованного варианта, состояшемся 27 ноября 2024 года, модификация была проведена не полностью (использовались та же первая ступень, что и в базовом варианте, но с несколько форсированными двигателями), в итоге заявленная масса на ССО составила 3500 кг.

Первая ступень

Первая ступень «Чжуцюэ-2» оснащена четырьмя двигателями TQ-12 (кит. трад. 天鹊-12, пиньинь Tiānquè-12, буквально: «Небесная сорока-12») открытого цикла, имеющими тягу 67 тонн и удельный импульс 284.5 секунд на уровне моря. Четыре двигателя первой ступени, объединённые в двигательную установку, называемую TQ-13, установлены на качающихся подвесах, позволяющих им отклоняться на ±8° в двух плоскостях и управлять таким образом полётом ракеты на этапе работы первой ступени. На усовершенстованном варианте носителя предполагается устанавливать двигатели TQ-12A с увеличенной на 9 % тягой, а саму ступень удлинить, увеличив ёмкость топливных баков. В первом полете усовершенствованного носителя эти доработки произведены не были, было осуществлено только форсирование двигателей первой ступени на 5 %.

Вторая ступень

В базовом варианте второй ступени «Чжуцюэ-2» на ней был установлен один двигатель TQ-12, аналогичный используемым на первой ступени, но в варианте для работы в вакууме, с тягой 80 тонн и удельным импульсом 337 секунд, а также дополнительный рулевой двигатель TQ-11 с четырьмя соплами, имеющий тягу 8.2 тонны и удельный импульс 333 сек. Окончательное выведение полезной нагрузки на орбиту осуществляется только рулевым двигателем, после окончания работы основного двигателя второй ступени. На усовершенствованном варианте конструкция второй ступени была изменена — применены топливные баки горючего и окислителя с совмещенным днищем, что уменьшило её длину и массу, а вместо сложной двигательной установки из раздельного маршевого и рулевого двигателей применён единый двигатель TQ-15, допускающий трёхкратное включение, что позволяет реализовывать различные схемы выведения на околоземные орбиты. Тяга TQ-15 — 85.2 тонны с возможностью её регулирования в пределах 55-110 %, удельный импульс увеличен на 13 секунд по сравнению с TQ-12. Для управления полётом второй ступени по тангажу и рысканию используется качание двигателя по двум осям в пределах ±4°, а для управления по крену и точного задания оконечной скорости — дополнительная двигательная установка YQ-10 на гидразине.