Scritto: Martedì, 05 Maggio 2020 19:10 Ultima modifica: Mercoledì, 06 Maggio 2020 05:43

Debutta con successo il Lunga Marcia 5B


Decollato con successo il mega-razzo cinese Lunga Marcia 5B. A bordo anche la nuova capsula della Cina in un primo test orbitale senza equipaggio. Con questo vettore si aprirà la via per la stazione spaziale permanente cinese.

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Nell'immagine il momento del decollo del Lunga Marcia 5B. Credit: Xinuanet Nell'immagine il momento del decollo del Lunga Marcia 5B. Credit: Xinuanet

 Alle 12:00 italiane (le 18 locali) è decollato dalla rampa di lancio LC101 del Centro di Lancio Wenchang, ad Hainan, nel sud della Cina, il primo razzo vettore Lunga Marcia 5B (Changzheng 5 o, abbreviato LM-5 o CZ-5). A bordo un prototipo della nuova capsula per equipaggio sviluppata dall'agenzia spaziale cinese. Dopo tre orbite la capsula atterrerà in un'aerea ad est del Centro di Lancio di Jiuquan, nella regione autonoma della Mongolia Interna. Il lancio avrebbe dovuto inizialmente prendere il via attorno al 24 aprile, per il 50esimo anniversario del lancio del primo satellite cinese, il Dongfanghong-1, ma è stato rinviato per un problema tecnico non specificato con il veicolo di lancio 5B (Y1).

La China Aerospace Science and Tecnology Corp. (CASC) ha confermato, pochi minuti dopo il lancio, che LM-5B ha piazzato regolarmente la capsula nella sua orbita predefinita.

In questo primo volo, la missione principale è soprattutto un test per il razzo vettore in configurazione 5B, che sarà utilizzato per il futuro lancio del modulo Tianhe della stazione spaziale permanente cinese, prevista per il prossimo anno. Parte del test è anche l'ogiva che ospiterà i moduli della stazione. Questo spiega perché, in questo specifico lancio, il nuovo veicolo per equipaggio non è dotato di un sistema di fuga ed aborto. Questa missione è un passo importante per il futuro del volo spaziale umano, ed una spinta per il morale dei lanci cinesi che hanno sofferto due fallimenti consecutivi.

All'interno della grande ogiva, lunga oltre 20 metri, si trova il nuovo veicolo per equipaggio che testerà tecnologie chiave come il controllo al rientro nell'atmosfera da velocità lunari, ed il suo scudo termico e tecnologie di recupero, specialmente paracadute multipli ed airbag.

china manned capsule 2020

Nell'immagine a sinistra un rendering della nuova capsula cinese. Nella foto il veicolo in preparazione al lancio. Credit: NASASpaceflight

 La nuova capsula raggiungerà un'orbita alta fino ad 8.000 km prima di eseguire un rientro ad alta velocità. Il nuovo veicolo verrà utilizzato in future missioni in orbita bassa terrestre e nei voli di esplorazione nello spazio profondo. Capace di trasportare fino a sei membri dell'equipaggio (o 500 kg di carico con un equipaggio di tre), la nuova capsula ha una lunghezza totale di 8,8 metri, un diametro di 5 ed un peso al lancio di 21.600 kg.

Il nuovo veicolo, composto da un modulo di servizio ed una capsula di rientro, è stata progettata per essere riutilizzata fino a dieci volte. Il modulo di servizio verrà sganciato prima del rientro. Esso ospita i serbatoio per l'ossigeno e l'idrogeno liquido per le celle a combustibile e produzione d'acqua (così come la produzione di ossigeno per la respirazione dell'equipaggio). Le celle solari, i pannelli solari e le batterie forniscono l'energia elettrica al veicolo spaziale, ai computer di guida ed ai sensori. La capsula di rientro è la parte riutilizzabile del nuovo veicolo abitato spaziale cinese. Essa fornisce un ambiente pressurizzato per l'equipaggio, fornendo anche spazio per i viveri e gli strumenti di ricerca. A seconda del tipo di missione la capsula può essere adattata con un boccaporto di attracco per il trasferimento dell'equipaggio. Gli ingegneri hanno utilizzato nuovi materiali e nuove strutture per far si che la capacità protettiva dal calore al rientro sia da tre a quattro volte superiore a quella delle capsule Shenzhou, quelle utilizzate dagli astronauti cinesi. Se le Shenzhou hanno una configurazione che ricorda molto le Sojuz russe, composte quindi di tre parti, la nuova capsula (che, al momento non ha nome) è molto più simile all'Orion della NASA.

Il nuovo veicolo avrà due versioni. Una per l'orbita bassa terrestre (con una massa al lancio di 14.000 kg) e quella per lo spazio profondo (21.600 kg). La differenza principale fra i due veicoli risiede nel modulo di servizio.

Per disporre di un lanciatore capace di inviare carichi pesanti in Orbita di Trasferimento Geostazionario (GTO), per l'Orbita Bassa Terrestre (LEO) e missioni interplanetarie, la Cina aveva approvato, nel 1994, lo sviluppo della famiglia di veicoli di lancio Lunga Marcia 5.

La nuova famiglia di lanciatori avrebbe risposto alle richieste future del mercato, sarebbe stato utilizzato per i moduli di una grande stazione spaziale, mantenuto il trend di sviluppo della Cina nei veicoli di lancio, e guidato lo sviluppo dell'economia e relativa alta tecnologia nello sviluppo di nuovi motori a razzo, nuove tecniche di saldatura, aggiornamenti nei sistemi di controllo volo, ecc.

Il nuovo programma di sviluppo avrebbe portato alla progettazione di una serie di veicoli di lancio piuttosto che un solo lanciatore realizzato per una missione specifica. Questo avrebbe migliorato le capacità della Cina nell'accesso allo spazio: applicazione di tecnologie avanzate, come un diametro maggiore dello stadio principale del razzo ed una più potente spinta dei motori, per incrementare la capacità di lancio in modo da poter immettere un carico utile di 25 tonnellate in LEO e 14 in GTO. Uno degli obiettivi di questo nuovo razzo è stato anche quello di serializzare e modularizzare la produzione, andare incontro a lanci di diversi carichi, utilizzare propellenti non tossici ed inquinanti, avere costi bassi, alta riutilizzabilità e convenienza per test ed operazioni.

china lm5b launch copy

Nell'immagine il decollo del nuovo vettore Lunga Marcia 5B. Credit: Xinuanet

 Il sistema di lancio prevede un concetto modulare utilizzando due nuovi motori sviluppati e tre moduli standard. Originariamente il piano prevedeva tre classi principali: il modulo H5-1 (5 metri di diametro con lunghezza di 31 metri e due motori ossigeno ed idrogeno liquido da 50 tonnellate con una massa di 175 tonnellate), il modulo K3-1(3,35 metri di diametro con lunghezza di 26,4 metri, fornito di due motori kerosene/ossigeno da 120 tonnellate e massa di 147 tonnellate) e il modulo K2-1(2,25 metri di diametro con lunghezza di 25 metri e fornito di un motore kerosene/ossigeno da 120 tonnellate e massa di 69 tonnellate). Da questi concetti iniziali sono stati sviluppati i veicoli di lancio Lunga Marcia-6 e Lunga Marcia-7. Una serie di varianti sono stati proposti per il lanciatore più pesante. Utilizzando lo stadio centrale da 5 metri di diametro e differenti combinazioni di booster di spinta e stadi superiori, sei varianti in tutto per rispondere a diversi carichi utili. La configurazione A sarebbe stata in grado di lanciare 18 tonnellate in LEO, mentre la configurazione B e C sarebbero state capaci, rispettivamente, di inserire 25 e 10 tonnellate in LEO. Per il GTO la configurazione D sarebbe state in grado di lanciare 10 tonnellate, mentre la E ed F sarebbero state capaci di lanciare, rispettivamente, 14 e 6 tonnellate in GTO.

Eventualmente, solo due varianti sono state sviluppate: la versione base a due stadi del Lunga Marcia 5 specifica per le missioni GTO, e la singola stadio Lunga Marcia 5B per le missioni in LEO. Entrambi le varianti sono equipaggiate di quattro booster di spinta iniziale da 3,35 metri di diametro. Il Lunga Marcia 5 è considerata la versione base di questa famiglia di lanciatori. Si tratta di un veicolo a due stadi (dal diametro di 5 metri) con quattro booster di spinta e capace di lanciare 14 tonnellate in GTO. L'altezza totale è di 56,97 metri, una massa a pieno carico di 869 tonnellate ed una spinta al decollo di 10.573 kN.

Il Lunga Marcia 5B è un veicolo di lancio con uno stadio centrale (5 metri di diametro) con quattro booster di spinta (3,35 metri di diametro) e capace di lanciare 22 tonnellate in LEO. L'altezza totale è di 53,70 metri, massa a pieno carico di 837 tonnellate e spinta al decollo 10.573 kN.

Il volo inaugurale venne fissato per il 2013, ma la China Academy of Launch Vehicle Technology (CALT) e la Shangai Academy of Spaceflight Tecnology (SAST) avrebbero dovuto affrontare una difficile strada verso il primo volo. Dopo aver affrontato un'enorme sfida tecnica, lo sviluppo dei motori YF-100 ed YF-77 avrebbe portato a ritardare lo sviluppo della nuova famiglia di veicoli di lancio. Il primo stadio è lungo 31 metri con 5 di diametro ed è equipaggiato da due motori YF-77 alimentati da ossigeno ed idrogeno liquido. Il primo stadio ha una massa a pieno carico di 175,8 tonnellate ed una massa a vuoto di 17,8 tonnellate. I quattro booster di spinta iniziale hanno una lunghezza di 26,28 metri e 3,25 di diametro. Ogni booster è fornito di due motori YF-100, bruciano ossigeno liquido e kerosene, hanno una massa a pieno carico di 147 tonnellate ed una massa a vuoto di 3,1 tonnellate.

china lm5b launch crowd

Nell'immagine il decollo del nuovo vettore Lunga Marcia 5B con la folla di persone ad assistere. Credit: Xinhua/Guo Cheng

Il motore YF-77, sviluppato dalla Academy of Aerospace Launch Propulsion Technology (AALPT), è un motore ad alta prestazione sviluppato per la famiglia Lunga Marcia 5. Questo è il primo motore criogenico ad alta prestazione sviluppato in Cina, ed è un grande salto rispetto ai precedenti motori criogenici cinesi, come l'YF-75 che spinge lo stadio superiore dei razzi Lunga Marcia 3A e 3B.

Dopo il successo nel debutto di LM-5 nel 2016, il secondo volo avvenne il 2 luglio 2017 e, purtroppo non finì bene per un guasto ad una turbopompa dei motori YF-77 del primo stadio. Questo problema portò ad una ri-progettazione di questa delicata parte del motore che vide il primo test positivo di accensione nel 2018. Il terzo lancio, sempre versione LM-5, avvenne il 27 dicembre 2019 e fu un successo, con l'immissione del satellite Shijian-20 in orbita geostazionaria.

Insomma, nonostante la pandemia Covid-19, la Cina ha continuato, quasi come niente fosse il proprio programma spaziale ed ora il prossimo passo cruciale sarà il lancio, previsto entro l'anno, della missione lunare robotica Chang'e 5, che prevede il recupero di campioni di suolo ed il ritorno sulla Terra. Anche questo lancio verrà compiuto dal potente LM-5, qui in configurazione base.

  

Fonti:
XinuaNet: http://www.xinhuanet.com/english/2020-05/05/c_139032595.htm
NASASpaceflight: https://www.nasaspaceflight.com/2020/05/china-next-generation-crew-capsule/
SpaceflightNow: https://spaceflightnow.com/2020/05/05/chinas-first-long-march-5b-rocket-launches-on-crew-capsule-test-flight/

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Massimo Martini

Sono appassionato di astronomia e di astronautica fin da quella notte del luglio 1969 quando, a poco più di sei anni, vidi i primi uomini mettere piede sulla Luna. La passione è cresciuta con gli anni e, sebbene non si sia trasformata in attività lavorativa, sono diventato un grande appassionato. Nel 1992, in pieno viaggio di Nozze, sono riuscito a trascinare persino la mia dolce metà al Kennedy Space Center per vedere il lancio del primo italiano nello spazio. Dal 2000 al 2017 ho realizzato e curato il sito astronautica.us che è stato sempre aggiornato ed il più possibile affidabile nelle informazioni. Purtroppo, per motivi personali sono stato costretto a chiudere il sito nel luglio 2017.
Sono stato, assieme a mia moglie, uno dei responsabili delle prime tre edizioni della convention 'AstronautiCON', che hanno visto anche la presenza di illustri ospiti nel campo astronautico. Al momento collaboro saltuariamente con la rivista del settore 'Spazio Magazine', attivamente con il sito aliveuniverse.today ed ho una rubrica fissa astronomica sul magazine locale 'Quello che c'è'.

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