Jedna z najcięższych obecnie chińskich rakiet nośnych - Długi Marsz 5B - przygotowywana jest do wyniesienia drugiego modułu chińskiej stacji kosmicznej Tiangong. Ważący ponad 20 ton moduł badawczy Wentian ma trafić na orbitę 24 lipca.
Trwają ostatnie przygotowania do startu rakiety Długi Marsz 5B z modułem Wentian, który zostanie przyłączony na orbicie do chińskiej stacji kosmicznej Tiangong. Mierząca 53 m wysokości i ważąca prawie 850 t rakieta została 18 lipca 2022 r. przetransportowana z hangaru integracji na stanowisko startowe na kosmodromie Wenchang.
W ostatnich dniach poprzedzających start obsługa naziemna sprawdzi wszystkie elementy rakiety i umieszczonego w owiewce na jej szczycie ładunku. Podczas odliczania przed planowanym lotem zestaw zostanie zatankowany. Jeżeli nie pojawią się problemy techniczne i pogoda będzie sprzyjała startowi, to rakieta zostanie wystrzelona 24 lipca 2022 r. o 8.20 rano czasu polskiego.
Okno startowe dla tego lotu jest natychmiastowe. To znaczy, że rakieta musi wystartować w wyznaczonym terminie co do sekundy, w przeciwnym wypadku trzeba będzie odwołać start i poczekać na kolejny dogodny termin. Jest to pierwszy taki chiński start orbitalny, gdzie bardzo duży ładunek - ważący ponad 20 t moduł stacji musi trafić w odpowiednim momencie na precyzyjną orbitę. W przeciwnym przypadku nie będzie miał dostatecznej ilości paliwa do manewrów orbitalnych i dolotu do jedynego obecnie modułu stacji Tianhe, który znajduje się na orbicie o wysokości około 380 km.
W tej chwili na stacji przebywa trzyosobowa załoga 3. Ekspedycji. Obecni na pokładzie astronauci przylecieli do Tiangong w czerwcu 2022 r. w statku Shenzhou 14. Zostali oni wyszkoleni do prac związanych z dołączeniem kolejnych modułów stacji i rozbudową kompleksu. Będą nadzorowali dokowanie nowego modułu, potem przeprowadzą jego relokację do docelowego portu, a następnie aktywują jednostkę. Podobne prace wykonają w październiku z kolejnym modułem Mengtian.
Drugi element stacji Tiangong
Wentian to drugi z trzech planowanych głównych modułów stacji Tiangong. Ma długość 17,9 m, średnicę 4,2 m w najszerszym punkcie i całkowitą masę startową prawie 22 t. Jest to moduł badawczy, a więc jego główną funkcją będzie dostarczenie miejsca i możliwości na wykonywanie programu naukowego stacji. Składa się z trzech głównych sekcji: najszerszej hermetyzowanej części mieszkalnej (tam znajdują się kwartery sypialne, moduły eksperymentalne i przestrzeń użytkowa), mniejszej niehermetyzowanej śluzy do wyjścia na spacery kosmiczne (na jej zewnętrznych ścianach zamontowano platformy do zewnętrznych eksperymentów) oraz modułu kontroli o kształcie ściętego stożka z systemem napędowym i panelami słonecznymi.
Rysunek poglądowy modułu Wentian. Źródło: Leebrandoncremer.
Wykonywanie badań naukowych nie będzie jednak jedyną rolą nowego modułu. Wentian poszerzy kwatery mieszkalne na stacji i umożliwi przebywanie w niej jednocześnie 6 osób. Dotychczas zanim mogła przylecieć nowa załoga, poprzednia musiała wrócić na Ziemię. Po dołączeniu modułu Wentian jeszcze w tym roku na stacji znajdzie się przez kilka dni sześciu astronautów na raz.
Moduł wyposażono w zapasowe systemy sztucznej atmosfery i dodatkowy moduł napędowy i nawigacyjny do kontroli położenia stacji. Oprócz specjalnych modułowych szaf eksperymentalnych wewnątrz modułu, na jego zewnętrznych ścianach znajdą się platformy do umieszczania eksperymentów, które mają być bezpośrednio wystawione na warunki przestrzeni kosmicznej. Na module zamontowano też pierwszą parę dużych 30-metrowych paneli fotowoltaicznych, które znacząco zwiększą dostępną na stacji moc elektryczną.
W module znalazła się specjalna śluza do wychodzenia na spacery kosmiczne. Do tej pory spacery przeprowadzane były z sekcji łącznikowej modułu Tianhe. Na zewnątrz modułu umieszczono też 5-metrowe ramię robotyczne, które będzie mogło się łączyć z 10-metrowym ramieniem modułu Tianhe i pomagać w zdalnych pracach jak również podczas spacerów.
O rakiecie Długi Marsz 5B
Będzie to trzecia w historii misja rakiety Długi Marsz 5B. Konstrukcja ta wykonała wcześniej lot testowy z nowym chińskim statkiem załogowym, a w 2021 r. wyniosła na orbitę Tianhe - pierwszy moduł stacji Tiangong.
Rakieta Długi Marsz 5B podczas transportu na stanowisko startowe 18 lipca 2022 r. Źródło: CMSEO/Xinhua.
Rakieta Długi Marsz 5B bazuje na ciężkiej konstrukcji Długi Marsz 5 - największej chińskiej rakiecie nośnej. Rakieta Długi Marsz 5 była odpowiedzialna m.in. za wysłanie misji księżycowej z powrotem próbek Chang’e 5 i pierwszej samodzielnej chińskiej misji marsjańskiej Tianwen 1. Wariant 5B jest przeznaczony do wysyłania bardzo dużych ładunków na niską orbitę okołoziemską.
Konfiguracja 5B mimo, że przypomina wariant 5, jest od niego istotnie różna. Konstrukcja nie ma w zasadzie górnego stopnia rakietowego. Rakieta Długi Marsz 5B składa się z dolnego członu zasilanego dwoma silnikami YF-77 na kriogeniczną mieszankę ciekłego wodoru i ciekłego tlenu, który otoczony jest czterema rakietami pomocniczymi. Każda z rakiet pomocniczych jest napędzana przez dwa silniki YF-100 na kerozynę i ciekły tlen.
Zarówno dolny człon jak i rakiety boczne są odpalane na starcie. Po kilku minutach boczne rakiety wyczerpują paliwo i są odrzucane od rakiety. Zadanie umieszczenia ładunku na orbicie kończy dolny człon. To bardzo nietypowy przypadek, kiedy silniki uruchamiane na ziemi podczas startu rakiety kontynuują pracę aż do osiągnięcia prędkości orbitalnej.
Dwa poprzednie loty rakiety Długi Marsz 5B kończyły się utknięciem dolnego stopnia rakietowego na niestabilnej niskiej orbicie okołoziemskiej. Nie wszystkie rakiety nośne wykonują pod koniec misji manewry, które w kontrolowany sposób schodzą z orbity i spalają się w atmosferze. Jednak w przypadku innych rakiet dolny stopień nie osiąga orbity i spada w wyznaczone miejsce po zakończeniu wznoszenia, a górne stopnie są znacznie mniejsze i nawet jeśli pozbawione możliwości manewrowania to nie stanowią dużego zagrożenia...
Z rakietą Długi Marsz 5B jest inaczej, bo tu dolny stopień trafia na orbitę. Element o wysokości 33 m i średnicy 5 m do tej pory dwa razy w niekontrolowany sposób spadał na Ziemię, co przyniosło wiele krytyki. Zobaczymy jak będzie podczas wynoszenia modułu Wentian, ale dotychczasowe informacje wskazują, że stanie się podobnie.
Podsumowanie
Od wysłania modułu Tianhe Chiny wykonały 7 misji poświęconych budowie stacji kosmicznej Tiangong. Na jej pokładzie przebywa już trzecia załoga, wykonano cztery spacery kosmiczne, realizowany jest program naukowy.
Przylot modułu Wentian będzie kolejnym kamieniem milowym. Po raz pierwszy Chiny przeprowadzą spotkanie i dokowanie na orbicie dwóch tak dużych elementów. Jeszcze w tym roku do stacji dołączy kolejny moduł, wysłana też zostanie pod koniec roku kolejna misja załogowa. Do końca 2022 r. ma zakończyć się zasadnicza faza budowy stacji, a dalsze operacje będą skupione już bardziej na programie naukowym. Pod koniec 2023 r. do kompleksu ma dołączyć jeszcze moduł z teleskopem. Będzie prowadził badania nieba samodzielnie, ale będzie też miał możliwość dokowania ze stacją w celu jego serwisowania podczas spacerów kosmicznych.
Więcej informacji:
Na podstawie: Xinhua/CMSA/SpaceNews
Opracował: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Rakieta Długi Marsz 5B podczas wyprowadzenia na stanowisko startowe przed lotem z modułem Wentian. Źródło: Tu Haichao/Xinhua.
