La Cina ha lanciato il Wentian Laboratory Cabin Module domenica 24 luglio alle 06:22 UTC dal sito di lancio spaziale di Wenchang in Cina. Il modulo è uno dei due previsti per il lancio quest'anno verso la stazione spaziale cinese Tiangong, mentre il secondo sarà il modulo Mengtian, il cui lancio è previsto per ottobre. Entrambi i moduli verranno lanciati sul razzo più potente della Cina attualmente disponibile, il Chang Zheng 5B (CZ-5B), e punteranno all'orbita bassa terrestre (LEO) della stazione spaziale Tiangong, che si trova a un'altitudine di 390 km, con un'orbita di inclinazione di 41,58° . Entrambi attraccheranno al modulo centrale Tianhe della stazione, lanciato nell'aprile 2021.
Wentian ("Alla ricerca dei cieli") è un modulo cabina laboratorio (LCM) e uno dei tre moduli principali della Stazione Spaziale Cinese. Non solo fornirà spazio scientifico per la stazione, ma anche ulteriori capacità di navigazione, avionica, propulsione e controllo dell'assetto. Il modulo è lungo 17,9 metri con un diametro di 4,2 metri. Ha una massa di circa 22 tonnellate e contiene ampio spazio pressurizzato. Il modulo ospiterà molteplici strutture ('rack' armadi specializzati) di ricerca scientifica, tra cui un rack per la vita e l'ecologia, un rack per la biotecnologia, un rack per la tecnologia aerospaziale avanzata, un rack di stoccaggio criogenico e una struttura per lo studio della gravità variabile. Vi sono inoltre anche più rack di carico utile per strumenti scientifici futuri e pianificati. Wentian ha anche la capacità di ospitare esperimenti scientifici al di fuori del modulo per studiare diverse influenze su diversi tipi di sonde, inclusi i raggi cosmici, l'ambiente spaziale e la ricerca sul vento solare. Ai lati del modulo, verranno utilizzati due pannelli solari lunghi 30 metri per alimentare la stazione e il modulo stesso. Le capacità esatte dei due pannelli solari sono sconosciute, così come i dettagli del modulo Wentian. Quello che si sa è che il modulo avrà una camera d'equilibrio, che aiuterà la stazione nelle future passeggiate spaziali. Wentian include anche un secondo braccio meccanico e cabine per l'equipaggio aggiuntive per supportare più persone che vivranno a bordo della stazione.
Il modulo inizialmente si attaccherà alla porta assiale del modulo centrale Tianhe della stazione. Successivamente, uno speciale braccio robotico della stazione sposterà il modulo sul boccaporto radiale desiderato.
Nell'illustrazione come avverrà lo spostamento sul boccaporto laterale del modulo Wentian una volta attraccato al boccaporto assiale. Credito: Xinhua
Ciò è necessario poiché la Cina ha deciso di semplificare alcuni dei punti di aggancio del modulo Tianhe. Ciò ha comportato che i boccaporti di Wentian e Mengtian non avessero alcun sistema di attracco attivo. Questo tipo di processo è stato utilizzato in precedenza con la stazione spaziale russa MIR.
La stazione spaziale Tiangong ha iniziato il suo dispiegamento nell'aprile 2021 con il lancio del modulo centrale Tianhe. Dopo l'assemblaggio finale, la stazione dovrebbe avere una massa di 100 tonnellate, che equivale a circa il 20% della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) con la sua massa di circa 440 tonnellate. Tiangong ha una vita pianificata di almeno 10 anni, con possibili estensioni in seguito. Sarà accompagnato dal Chinese Survey Space Telescope (CSST) il cui lancio è previsto nel 2023. Questo telescopio opererà in prossimità della stazione Tiangong e vi attraccherà periodicamente per l'ispezione e la manutenzione. Il telescopio sarà dotato di uno specchio primario di 2 metri di diametro e dovrebbe essere in grado di vedere il 40 percento del cielo con la sua fotocamera da 2,5 gigapixel. Il telescopio pesante da 15,5 tonnellate è attualmente previsto per il lancio sullo stesso tipo di razzo di tutti e tre i moduli della stazione, il CZ-5B.
La missione Shenzhou 14, che è attraccata alla stazione spaziale nel giugno 2022, sarà l'equipaggio che supporterà l'installazione di entrambi i moduli scientifici per la stazione. Il comandante Chen Dong, l'operatore Liu Yang e l'operatore di sistema Cai Xuzhe installeranno entrambi i moduli prima di essere sostituiti dalla missione Shenzhou 15, prevista entro la fine dell'anno. Questa missione segna l'inizio di una presenza costante del popolo cinese sulla Stazione Spaziale Cinese, con il primo passaggio di consegne ufficiale dell'equipaggio previsto per la fine dell'anno.
Il modulo era arrivato al sito di lancio all'inizio di quest'anno in preparazione per l'integrazione, il rifornimento e i controlli finali. All'inizio di questa settimana il razzo CZ-5B, con il Wentian completamente incapsulato in cima, è stato trasportato sulla rampa di lancio. Il 22 luglio, il Centro di controllo del volo aerospaziale di Pechino ha condotto una prova generale prima di autorizzare il lancio del modulo.
Nell'illustrazione il modulo Wentian una volta in orbita durante la fasi di avvicinamento alla CSS Tiangong. Credito: CCTV13
Il Chang Zheng 5B, utilizzato per questo volo, è il più grande razzo cinese realizzato fino ad oggi. Esso viene utilizzato per carichi utili ad alta energia e massa elevata, come i moduli per le stazioni spaziali cinesi e le missioni pianificate sulla Lu
Il programma per lo sviluppo di CZ-5 venne avviato in Cina nel 2007 per soddisfare la crescente domanda di carichi utili di massa elevata. Ciò ha portato a un primo volo nel novembre 2016 con il satellite Shijian 17 come . Il CZ-5B aggiornato è stato lanciato per la prima volta a maggio 2020 ed è ottimizzato per carichi utili di massa elevata e orbita bassa. In questa versione, la 5B, manca il secondo stadio opzionale che il CZ-5 dispone per le orbite ad alta energia.
Il suo stadio centrale di 5 metri di diametro contiene idrogeno liquido e ossigeno liquido come propellenti e presenta due motori idrolox YF-77 che producono assieme 1.020 kN di spinta. La massa al decollo per lo stadio è di 186.900 kg e i motori funzionano con un impulso specifico di 316,7 secondi al livello del mare e 428 secondi nel vuoto. Sullo stadio centrale sono montati i quattro booster del diametro di 3,35, alimentati ciascuno da due motori YF-100. In contrasto con lo stadio centrale, questi booster utilizzano RP-1 e ossigeno liquido come miscela propellente. I booster CZ-5-300 producono 2.400 kN di spinta ciascuno, portando la spinta totale dei quattro booster a 9.600 kN. I motori funzionano a un impulso specifico di 300 secondi al livello del mare.na e verso Giove. CZ-5 è alto 53,66 metri con una massa di lancio di 837.500 kg e una capacità di carico utile a LEO di circa 25.000 kg. I suoi 10,6 mN di spinta sono in un campo di potenza simile a quello del Falcon 9 e del Delta IV Heavy.carico utile
Questi booster non vengono utilizzati solo su Chang Zheng 5 ma anche su altri razzi della moderna famiglia Chang Zheng. Sono infatti anche utilizzati come stadio centrale del CZ-6, CZ-7 e CZ-8, costituendo così la spina dorsale della moderna famiglia di razzi cinesi.
A T+174 secondi dal lancio, i quattro booster laterali a propollente liquido si esauriscono e si disaccoppiano dallo stadio centrale per risparmiare peso nelle fasi successive del volo. A T+224 secondi, le due semi-ogive protettive del carico utile, che proteggeva il modulo durante il volo atmosferico della missione, sono state rilasciate per risparmiare ulteriormente massa. Successivamente, il modulo Wentian è stato esposto al vuoto dello spazio poiché non aveva più bisogno di protezione contro la resistenza atmosferica.
Nell'immagine il modulo Wentian prima di essere racchiuso nelle due semi-ogive protettive del razzo. Credito: CNSA
Dopo T+492 secondi, lo stadio principale si è esaurito e ha completato il suo lavoro, portando il modulo scientifico Wentian nella traiettoria desiderata fino alla stazione spaziale Tiangong. Una delle prime operazioni eseguite, una volta in orbita, è stata l'apertura dei grandi pannelli solari. Successivamente, il modulo effettuerà il volo libero per il resto del suo percorso verso la stazione e utilizzerà il propellente e la propulsione a bordo per manovrare se stesso nella posizione desiderata prima dell'attracco.
In passato, lo stadio centrale Chang Zheng 5B non era controllato dopo aver raggiunto l'orbita desiderata. I precedenti due voli CZ-5B hanno fatto rientrare l'enorme stadio centrale nell'atmosfera terrestre senza alcuna indicazione o controllo sulla zona di caduta finale, creando preoccupazione in tutto il mondo. I funzionari cinesi hanno confutato queste preoccupazioni, dicendo che questo tipo di comportamento era una pratica comune per gli stadi missilistici in Occidente; tuttavia, le dimensioni dello stadio rendono più probabile che parti di esso riescano a rientrare e raggiungano le parti inferiori dell'atmosfera prima di cadere, cosa che non è comune a ovest, dove i grandi stadi vengono solitamente lasciati su traiettorie suborbitali sicure per prevenire l'incertezza sul loro punto di rientro. Non sono state fornite ulteriori informazioni sul fatto che il razzo sia stato modificato per questo lancio o se è probabile che un evento del genere incontrollato sia nuovamente probabile.
Il sito di lancio spaziale di Wenchang si trova nella provincia di Hainan, in Cina. È il più recente spazioporto costruito in Cina e attualmente dispone di due complessi di lancio. Uno è per il CZ-5 e l'altro per razzi più piccoli come CZ-7 e CZ-8. Uno dei motivi per cui è stata scelta Wenchang è per la sua posizione vicino all'oceano, il che significa che i lanci non mettono in pericolo i cittadini come a volte fanno gli altri siti di lancio terrestri in Cina.
Questo è il primo volo di Chang Zheng 5B nel 2022 e il terzo volo in assoluto. Con il lancio di domenica si trattato infine dell'88esimo lancio orbitale globale del 2022, l'85esimo a concludersi con successo ed il 25esimo della Cina.
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