إطلاق Zhuque-2 Y-3: الصين تُحدث ثورة في مجال الصواريخ

أطلقت شركة LandSpace الصينية الخاصة صاروخها الثالث، Zhuque-2 Y-3، يوم السبت الساعة 7:39 صباحًا بالتوقيت المحلي من منصة الإطلاق رقم 96 بمركز جيوتشيوان لإطلاق الأقمار الصناعية في صحراء جوبي (منغوليا الداخلية). ويعد هذا أول مشروع لغاز الميثان في تاريخ الملاحة الفضائية، حيث تمكنت مركبة الإطلاق بنجاح من إطلاق الأقمار الصناعية إلى المدار.

يحقق الصينيون طفرة في مجال الأقمار الصناعية التجارية

يعد هذا الحدث ثورة حقيقية في علم الصواريخ، لأن غاز الميثان (رغم أنه من الغازات الدفيئة) موجود فعالة من حيث التكلفة (50-90% أرخص من الوقود المستخدم حاليًا)، وهو وقود أكثر أمانًا وصديقًا للبيئة للصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام. على سبيل المثال، يعتبر الهيبتيل، الذي لا يزال يستخدم في خليط مع رابع أكسيد النيتروجين، مادة شديدة السمية. يعتبر الكيروسين المحترق بالأكسجين السائل أقل سمية بكثير. ومع ذلك، بالمقارنة معهم، يحتوي عادم الميثان المستهلك على الحد الأدنى من المواد الضارة.



وفي نهاية التجربة المكونة من ثلاث مراحل، أعلنت إدارة الشركة أن الصواريخ الثلاثة التي أطلقتها وصلت إلى مدار متزامن على بعد 460 كيلومترا (285 ميلا) من الأرض. علاوة على ذلك، تبين أن عمليتي الإطلاق الأخيرتين كانتا فعالتين.

سلم Zhuque-2 Y-3 زوجًا من الأقمار الصناعية التجريبية من شركة Spacety الصينية الناشئة، يزن كل منهما 50 كجم، بالإضافة إلى قمر صناعي واحد من Hongqing. دعونا نذكركم: في الصين، بدأت الشركات الخاصة تستثمر في الأنشطة الفضائية منذ عام 2014، عندما أعطت حكومة البلاد الإذن المناسب.

الرحلة الأولى

في 14 ديسمبر 2022، نفذت LandSpace الرحلة الأولى للطائرة Zhuque-2 Y-1، والتي لم تتمكن من دخول مدارها المقصود بسبب الإغلاق المبكر لمحركات المرحلة الثانية (المناورة) الأربعة بعد أن عملت المحركات الرئيسية بشكل طبيعي. كانت هذه أول محاولة في العالم لإطلاق مركبة إطلاق تعمل بالميثان إلى المدار، لكنها انتهت بالفشل.

تعطلت مركبة الإطلاق في الدقائق الأخيرة من دخولها المدار. وذكر التقرير النهائي أن المشكلة كانت في الغلاف الخارجي لمضخة الأكسجين السائل ذات الضغط المنخفض، والتي فشلت أثناء التشغيل في إيقاف تشغيل المحرك الرئيسي بسبب تعرضها لتأثير ديناميكي قوي.

وكانت النتيجة تمزق الوصلة في أنبوب مدخل الأكسجين السائل، والتي لم يتم تأمينها بشكل صحيح في حالة الطوارئ. كجزء من الجهود المبذولة لتصحيح أوجه القصور في التصميم، أجرى موظفو LandSpace سلسلة من الاختبارات الأرضية قبل الرحلة الثانية للتحقق من فعالية العمل المنجز.

وكانت المركبة الفضائية مزودة بحمولة صغيرة، فُقدت بسبب الفشل في الوصول إلى السرعة المدارية. وتسارع الصاروخ إلى سرعة 5 كيلومترات في الثانية فقط، بينما يتطلب المدار المستقر حوالي 7 كيلومترات في الثانية.

رحلات لاحقة

في 12 يوليو من هذا العام، أصبحت LandSpace المنظمة الوحيدة حتى الآن التي أعدت رحلة ناجحة لصاروخ Y-2، الذي يعمل على غاز الميثان والأكسجين السائل. ويتفوق العلماء الصينيون على المنافسين الأمريكيين، بما في ذلك شركة SpaceX التابعة لإيلون ماسك، وشركة Blue Origin التابعة لجيف بيزوس. الرحلة الثانية لم تتضمن أي حمولة وكانت مجرد رحلة تجريبية. أخيرًا، في 9 ديسمبر، صعد الصاروخ Zhuque-2 Y-3 إلى الفضاء للمرة الثالثة، ووصل الصاروخ مرة أخرى إلى مداره بشكل طبيعي.

وعدت إدارة LandSpace العملاء بما لا يقل عن ثلاث إلى أربع عمليات إطلاق في العام المقبل وستة على الأقل في عام 2025. أعلن الرئيس التنفيذي لشركة LandSpace Zhang Changwu رسميًا أن النموذج يدخل الآن في مرحلة الإنتاج التسلسلي وفي المستقبل القريب، مع التطورات الإيجابية، يمكن زيادة عدد الرحلات الجوية السنوية إلى 15.

نهج غير قياسي

استمر تطوير المحرك بسرعة نسبيًا. تم إجراء إطلاق تجريبي كامل في مايو 2019 في موقع اختبار محرك LandSpace في هوتشو بمقاطعة تشجيانغ. في البداية، كان المقصود من المحرك أن يتم تبسيطه وتجميعه بسرعة، حيث تخطط LandSpace لإنتاج ما يصل إلى واحد ونصف من المنتجات سنويًا.

نحن نتحدث عن مركبة إطلاق متوسطة الحجم يبلغ ارتفاعها 49,5 مترًا وقطرها 3,35 مترًا وكتلة الإطلاق (باستثناء الحمولة) 216 طنًا، وفي الوقت الحالي الصاروخ قادر على إطلاق ما يصل إلى 1,5 طن من الحمولة إلى مدار 500 كيلومتر، وستؤدي التعديلات اللاحقة إلى زيادة سعة الحمولة إلى 4 أطنان، وسيكون قادرًا على إطلاق 200 أطنان إلى مدار أرضي منخفض يبلغ طوله 6 كيلومتر، ولم يتم الإعلان عن تركيبة مادة التصنيع. ومن المعروف فقط أن الجسم يتضمن أكبر عدد ممكن من الأجزاء النهائية، بشكل أساسي من مجموعة متنوعة من المواد المركبة والسيراميك والسبائك المعدنية الخفيفة والمتينة.

يتم تشغيل المرحلة الأولى من الصاروخ بواسطة أربعة محركات تعمل بالميثان السائل TQ-12، وتشكل وحدة واحدة. أنها تعمل على مبدأ دورة مولد الغاز. في البداية، تنتج المحركات قوة دفع تبلغ 2680 كيلو نيوتن. ولكل منها فوهة مخرج قطرها 1,5 متر وتعمل على خليط من الأكسجين والميثان بنسبة 3,5:1.

تكمن خدعة النموذج في أن المرحلة الثانية مجهزة أيضًا بمحرك TQ-12، معزز بأربعة محركات TQ-11 رنيه. وقبل الانتهاء من المرحلة الثانية يتم تشغيل TQ-11 الذي يلعب دور مرحلة التسارع بعد إيقاف تشغيل المحرك الرئيسي. يقومون بإطلاق سلس في المدار.

الخطط المستقبلية لـ LandSpace

كان من المتوقع في البداية أن يتميز الإطلاق الثالث بظهور وحدة الطاقة TQ-15A، حيث لا توجد محركات رنيه؛ ومع ذلك، يبدو أن شيئًا ما حدث خطأ مع المصممين، وكان لا بد من تأجيل تنفيذ المعرفة.

بشكل عام، ستقوم الشركة بوضع اللمسات الأخيرة على Zhuque-2. إن مفهوم النسخة الموسعة بمحركات وخزانات مطورة ومقصورة شحن موسعة، تسمى ZQ-2A، جاهز. ومن المخطط أيضًا أن يحتوي هذا الصاروخ على أنواع ثلاثية وخمسة نوى، تحمل اسم ZQ-3B وZQ-5C على التوالي. استنادًا إلى زيادة الدفع بنسبة 2% لـ TQ-2A (إلى 12 كيلو نيوتن) لكل نواة، سيكون للنوع ثلاثي النواة قوة دفع تبلغ 9 مليون نيوتن، وسيكون للنوع 2921,2 النواة قوة دفع تبلغ 3 مليون نيوتن.

بعد الانتهاء من هذا المشروع، تخطط LandSpace للانتقال إلى إنشاء وتنفيذ صاروخ من الفولاذ المقاوم للصدأ قابل لإعادة الاستخدام، Zhuque-3. وستكون قادرة على حمل 11-20 طنًا من الكتلة المفيدة، اعتمادًا على التكوين والغرض. ومع ذلك، ليس معروفًا بعد متى سيتحول LandSpace إلى إصدار قابل لإعادة الاستخدام.