Kina je napravila još jedan veliki korak ka raketama koje se posle lansiranja više ne bacaju. Privatna kompanija LandSpace uspešno je vratila prvi stepen rakete ZQ-3, poznate kao Žuke-3 (Zhuque-3), nakon što je drugi stepen nastavio let i poneo satelit u orbitu. Ovoga puta nije korišćena mreža na morskoj platformi, niti je u pitanju bio kratki eksperimentalni skok demonstratora.
Prvi stepen velike orbitalne rakete vratio se iz stvarne misije, otvorio stajne noge i vertikalno sleteo na unapred pripremljenu površinu. Time je Kina prvi put uspešno izvela kontrolisani povratak orbitalnog prvog stepena na kopno uz sletanje na noge, tehnikom koju je SpaceX pretvorio u zaštitni znak Falkona 9.
Lansiranje je izvedeno 19. avgusta u 7.35 po lokalnom vremenu iz komercijalne zone Dongfeng kod Centra za lansiranje satelita Đijućuan. Samo šest minuta kasnije, oko 7.41, prvi stepen bio je ponovo na zemlji. Drugi stepen je u međuvremenu nastavio prema orbiti i uspešno postavio satelit Honghu-03 na planiranu putanju. Čitava misija tako nije bila samo proba povratka rakete, već potpuno orbitalno lansiranje sa istovremenim pokušajem spasavanja njenog najskupljeg dela.
Za LandSpace ovo je posebno važan trenutak. Prvi pokušaj sa ZQ-3 u decembru prošle godine završio se gotovo uspešno: raketa je stigla do orbite, prvi stepen prošao najveći deo procedure povratka, ali je tokom završne faze došlo do abnormalnog sagorevanja i meko sletanje nije ostvareno. Osam meseci kasnije isti koncept prošao je deo testa koji je tada nedostajao.
Prvi stepen se odvojio posle nešto više od dva minuta
Tokom leta ZQ-3 prvi i drugi stepen razdvojili su se približno 137 sekundi nakon poletanja. Drugi stepen nastavio je prema orbiti, dok je prvi započeo mnogo složeniji put nazad prema Zemlji.
Povratak orbitalnog prvog stepena nije isto što i spuštanje raketnog demonstratora nekoliko stotina metara ili nekoliko kilometara iznad tla. Raketa nakon početnog ubrzanja već poseduje ogromnu brzinu i energiju, pa mora da promeni putanju, preživi zagrevanje pri povratku, kontroliše položaj tokom atmosferskog leta, ponovo pokrene motore i poslednjih nekoliko desetina metara pređe dovoljno sporo da konstrukcija preživi dodir sa tlom.
ZQ-3 za taj posao koristi kombinaciju sistema za kontrolu položaja, rešetkastih aerodinamičkih kormila i rasklopivih stajnih nogu. Kineska Nacionalna svemirska uprava navodi da je upravo ovo prvi uspešan kineski kopneni povratak prvog stepena orbitalne rakete sa takvom konfiguracijom.
Mesto sletanja nalazi se kod Minćina u provinciji Gansu, oko 390 kilometara od područja lansiranja. To znači da prvi stepen nije pokušavao povratak direktno na početnu rampu, već je nastavio niz putanju leta i sleteo na izdvojenu zonu za prihvat. Reuters
Devet motora na metan vraćeno je čitavo na Zemlju
ZQ-3 se razlikuje od većine starijih kineskih raketa i po konstrukciji i po gorivu.
Raketa je napravljena pretežno od nerđajućeg čelika, dok prvi stepen pokreće devet motora Tianke-12A koji koriste tečni metan i tečni kiseonik. Prvi i drugi stepen imaju prečnik od 4,5 metara, zaštitni vrh za teret širok je 5,2 metra, a verzija koja je sada letela dugačka je 66,1 metar.
Izbor metana nije slučajan. Kod motora predviđenog za mnogo ponovnih letova važno je da sagorevanje ostavlja što manje naslaga i da između dve misije bude potrebno što manje rastavljanja i čišćenja.
LandSpace je još prilikom predstavljanja pune konfiguracije ZQ-3 naveo da prvi stepen projektuje za najmanje 20 upotreba. Tada objavljeni planirani kapacitet iznosio je 21,3 tone za jednokratno lansiranje u nisku Zemljinu orbitu, odnosno oko 18,3 tone kada se prvi stepen vraća niz putanju leta, a upravo to je klasa nosivosti koja Kini nedostaje za brzo postavljanje velikih satelitskih mreža.
Jedno lansiranje više nije glavni cilj
Uspešno sletanje samo po sebi ne čini ZQ-3 potpuno dokazanom raketom za višekratnu upotrebu. Sledeći važan korak jeste pregled vraćenog stepena, utvrđivanje stanja devet motora, rezervoara, aerodinamičkih površina i termički opterećenih delova, a zatim novo lansiranje istog primerka.
LandSpace je ranije upravo ponovnu upotrebu označio kao konačni cilj projekta, a kompanija sada planira da vraćeni prvi stepen ponovo pošalje u let u narednih šest meseci. Tek tada će moći da se procenjuje koliko je stvarno rada potrebno između dva leta.
SpaceX je najveću prednost Falkona 9 stekao tek kada povratak prvog stepena više nije bio događaj vredan posebne pažnje, već svakodnevna industrijska procedura. Isti prvi stepeni danas lete desetine puta, što omogućava veoma visok ritam lansiranja bez potrebe da fabrika za svaki satelit proizvodi potpuno novu raketu.
Kineski proizvođači pokušavaju da dođu upravo do te tačke.
Razlog su hiljade satelita
ZQ-3 nije razvijena prvenstveno zbog spektakularnih snimaka sletanja. Kina istovremeno gradi velike komunikacione konstelacije u niskoj Zemljinoj orbiti, među njima državnu mrežu Guovang i komercijalnu konstelaciju Ćianfan. Takvi sistemi zahtevaju stotine, a dugoročno hiljade satelita, što klasične rakete za jednokratnu upotrebu pretvara u veliko finansijsko i proizvodno ograničenje.
Kineski zvanični i industrijski izvori upravo velike satelitske konstelacije navode kao jedan od glavnih razloga za razvoj nove generacije velikih raketa za višekratnu upotrebu. ZQ-3 je od početka projektovana i za grupno postavljanje satelita u orbitu.
Satelit Honghu-03, koji je poneo sadašnji let, takođe nije potpuno nevezan za tu priču. Reč je o tehnološkom demonstratoru kompanije Hongćing, kod kojeg se ispituju rešenja prilagođena budućoj serijskoj proizvodnji satelita. Nakon ulaska u orbitu solarni paneli su uspešno otvoreni, a telemetrija je bila normalna.
Masovna proizvodnja satelita i raketa koje se brzo vraćaju u upotrebu predstavljaju dve strane istog problema. Nema mnogo koristi od fabrike koja može da napravi stotine satelita godišnje ukoliko nema dovoljno raketa da ih podigne u orbitu.
Kina sada razvija dva potpuno različita načina povratka
Današnji uspeh se direktno nadovezuje na ono o čemu smo pisali 10. jula, kada je Kina prvi put uspešno vratila prvi stepen rakete “Dugi marš 10B” na sasvim drugačiji način.
Tada raketu nisu dočekale stajne noge. Prvi stepen se spustio prema morskoj platformi, gde ga je prihvatio veliki sistem mreža, sajli i kuka. Bio je to prvi uspešan kineski povratak orbitalnog stepena, ali istovremeno i demonstracija alternativnog koncepta kojim se deo mase i složenosti sistema za sletanje prebacuje sa same rakete na prihvatnu platformu.
ZQ-3 je sada pokazala drugu liniju razvoja. Raketa nosi sopstvene noge, sama bira tačku dodira i završava let uspravnim sletanjem na kopno, mnogo bliže principu koji koristi Falkon 9.
Kina je tako u razmaku od samo 40 dana praktično demonstrirala dve različite tehnologije povratka orbitalnih raketnih stepena: 10. jula “Dugi marš 10B” uhvaćen je mrežom na moru, a 19. avgusta ZQ-3 privatne kompanije LandSpace vratila se na zemlju na sopstvenim nogama.
U julskom događaju glavno pitanje bilo je da li će kineski sistem mrežnog hvatanja prerasti iz uspešnog testa u operativnu tehnologiju. ZQ-3 sada dodaje još jednu mogućnost. Kina više ne pokušava samo da dokaže da može da vrati raketu sa ivice svemira, već paralelno ispituje koji način povratka može najbrže da pretvori u rutinu masovnih lansiranja.
