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Articulo de referencia

Larga Marcha 7

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El Long March 7 ( chino :长征七号运载火箭), o Chang Zheng 7 en pinyin , abreviado LM-7 para exportación o CZ-7 dentro de China, originalmente Long March 2F/H o Chang Zheng 2F/H , apodado Bingjian (冰箭; ' la Flecha de Hielo ' ), es un vehículo de lanzamiento de carga media de combustible líquido chino de la familia Long March , desarrollado por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CAST). [ 4 ] Realizó su vuelo inaugural el 25 de junio de 2016.

Diseñado como reemplazo del Long March 2F , se esperaba que el Long March 7 y sus variantes fueran el caballo de batalla de la flota, proyectando que representarían alrededor del 70% de todos los lanzamientos chinos. El Long March 7 juega un papel crítico en el programa de la estación espacial Tiangong : se utiliza para lanzar la nave espacial robótica de carga y reabastecimiento Tianzhou . Aunque inicialmente se planeó que reemplazara al Long March 2F como el vehículo de lanzamiento tripulado de China, [ 4 ] para 2023 este rol aparentemente ha cambiado con el Long March 10A en desarrollo .

A diferencia de los cohetes chinos más antiguos, el CZ-7 no utiliza propelentes hipergólicos . [ 5 ] El vehículo tiene dos etapas base alimentadas con kerolox y utiliza seis motores YF-100 en el lanzamiento, uno en cada uno de los cuatro propulsores y dos en la primera etapa central; la segunda etapa utiliza cuatro motores YF-115 . La variante Larga Marcha 7A , que vuela desde 2020, tiene una tercera etapa de hidrolox impulsada por dos motores YF-75 , heredada de la tercera etapa de la Larga Marcha 3B . [ 3 ] El cohete también se ha desarrollado en la Larga Marcha 8 utilizando menos propulsores.

Historia

Representación de La Larga Marcha 7
Representación de La Larga Marcha 7

El proyecto Larga Marcha 7 comenzó en 2008 con la formación del equipo de desarrollo dentro del diseñador tradicional de vehículos de lanzamiento espacial, CALT . [ 6 ] Con la adquisición de la tecnología RD-120 y el desarrollo de los motores YF-100 y YF-115 , el plan original era remotorizar la Larga Marcha 2F . La Larga Marcha 2F/H , como se habría llamado, simplemente cambiaría de propulsor N₂O₄ / UDMH a un propulsor LOX / queroseno y motores de empuje mejorados para ofrecer un mejor rendimiento. Pero el cambio resultó en una cascada de cambios que aumentaron significativamente la complejidad del proyecto . [ 7 ]

Al mismo tiempo, se esperaba que el proyecto original Long March 5 incluyera versiones pesada, mediana y ligera. Dado que el Long March 2F/H y el Long March 5 mediano tenían importantes solapamientos, se decidió fusionar ambos proyectos. De esta forma, la alta fiabilidad y los componentes y tecnologías de vuelo del Long March 2F se fusionaron con las nuevas tecnologías desarrolladas para el Long March 5. [ 7 ] Aunque se terminó casi al mismo tiempo, el Long March 6 fue un producto completamente independiente desarrollado por un equipo joven dentro de SAST . Como tal, comparte poco más que los diámetros de los tanques y la propulsión con el LM-5 y el LM7, pero sí cubre el rango de cargas útiles entre el Long March 7 mediano y el Long March 11 muy ligero . [ 8 ]

En 2010, el nombre del proyecto se cambió oficialmente a Larga Marcha 7. Según el subdirector del proyecto, Zhang Tao, este requería once nuevas tecnologías principales. Pero la innovación no se limitaba al producto, sino que abarcaba el proceso mismo. Según el director del proyecto, Wang Xiaojun, esta fue la primera vez que todo el proceso se desarrolló en 3D digital, utilizando el diseño asistido por computadora directamente para la fabricación asistida por computadora . [ 9 ]

El vuelo inaugural se realizó con éxito el 25 de junio de 2016 a las 12:00 UTC desde la plataforma de lanzamiento LC-2 de Wenchang . Se lanzó en la configuración LM-7 con la adición de la etapa superior Yuanzheng-1A , que debutaba simultáneamente ; el vuelo completó con éxito su misión de órbita múltiple. [ 10 ]

Diseño

El Long March 7 es la variante de carga media de una familia de cohetes de nueva generación que incluye el Long March 5 , de mayor capacidad de carga, y el Long March 6, de carga pequeña-media . Su estructura se basa en el fiable vehículo de lanzamiento Long March 2F, apto para vuelos tripulados . Heredó la etapa central de 3,35 m de diámetro y los propulsores de cohete líquido de 2,25 m de diámetro , pero con nuevos motores. Mientras que la anterior familia de cohetes Long March 2 utilizaba propelentes caros y peligrosos de N₂O₄ / UDMH , el Long March 7 utiliza LOX y queroseno . Los motores son compartidos con el Long March 5 y el Long March 6. El objetivo era construir una familia de cohetes más rentable y menos peligrosa para reemplazar al Long March 2 actual y, eventualmente, al Long March 3. [ 11 ] Es capaz de colocar una carga útil de 5500 kg (12 100 lb) en una órbita sincrónica con el Sol (SSO) de 700 km (430 mi) . [ 12 ]    

Etapas

La Larga Marcha 7 hereda las etapas modulares del proyecto original Larga Marcha 5. Por lo tanto, su primera etapa es el mismo módulo que los propulsores LM-5. También comparte diámetros de tanques y motores con la Larga Marcha 6 , pero los grupos de diseño fueron completamente diferentes. La LM-5 y la LM-7 fueron desarrolladas por la Academia China de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento (CALT), mientras que la LM-6 fue desarrollada por la Academia de Tecnología de Vuelos Espaciales de Shanghái (SAST). Incluso la aviónica es diferente. [ 8 ]

El cohete Long March 7 básico se puede optimizar variando el número de propulsores o mejorar añadiendo etapas superiores. Estas etapas permiten una mayor flexibilidad en la misión, como la inyección directa a órbitas más altas o el despliegue en múltiples órbitas. También pueden aumentar significativamente el rendimiento. Gracias a esta modularidad, el rendimiento se puede ajustar entre 4000 kg (8800 lb) y 13 500 kg (29 800 lb) para LEO , entre 2000 kg (4400 lb) y 8000 kg (18 000 lb) para SSO y entre 4000 kg (8800 lb) y 7000 kg (15 000 lb) para la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). [ 13 ] [ 14 ]            

Impulsores

El Long March 7 puede usar 0, 2 o 4 propulsores que utilizan propelente RP-1 / LOX . [ 15 ] Están impulsados ​​por un único motor de combustión escalonada rica en oxidante YF-100 . Cada propulsor proporciona 1200 kN (270 000 lb f ) a nivel del mar y 1340 kN (300 000 lb f ) en el vacío de empuje. Su impulso específico es de 300 s (2,9 km/s) a nivel del mar y de 335 s (3,29 km/s) en el vacío. Cada módulo tiene su propio control de vector de empuje de un solo eje , y por lo tanto requirió un diseño especial en los sistemas de control del cohete para coordinar todas las toberas del cohete. [ 12 ] [ 15 ] Utilizan el ancho tradicional de 2,25 m (7 pies 5 pulgadas) de las familias Larga Marcha 2 y Larga Marcha 3 , pero debido al mayor empuje del YF-100 con respecto al YF-20 y YF-25 , los propulsores son casi el doble de largos, con 27 m (89 pies) . [ 15 ]             

La reentrada de un propulsor del cohete Larga Marcha 7 creó una bola de fuego visible desde partes de Utah , Nevada , Colorado , Idaho y California la noche del 27 de julio de 2016; su desintegración fue ampliamente difundida en las redes sociales , y la reentrada incontrolada de un objeto de cinco toneladas se consideró un evento raro. [ 16 ]

Primera etapa

La primera etapa tiene tanques de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro que contienen propelente RP-1/LOX. Está impulsada por dos motores YF-100, que comparten los mismos elementos de propulsión que los propulsores, solo que para la primera etapa los motores pueden girar en dos ejes. [ 15 ] Además, esta primera etapa es el mismo módulo básico que los propulsores de la Larga Marcha 5. El diámetro fue diseñado para el transporte terrestre y, como tal, podrá lanzarse desde todos los sitios de lanzamiento chinos. Esta es una diferencia crítica con respecto al LM-5, que requiere transporte acuático para sus etapas centrales de 5 m (16 pies) de diámetro. [ 12 ] Si bien comparte diámetro y motores con la primera etapa de la Larga Marcha 6 , el desarrollo fue completamente separado y realizado por diferentes grupos. [ 8 ]  

Segunda etapa

La segunda etapa también comparte los primeros tanques de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro y el propulsor. Está propulsada por cuatro motores de combustión escalonada RP-1/LOX YF-115 ricos en oxidante . Dos son fijos y dos pueden girar en dos ejes. [ 15 ] Ofrece 706 kN (159 000 lb f ) de empuje en el vacío con un impulso específico de 341,5 s (3,349 km/s) . [ 12 ] Si bien comparte motores con la segunda etapa de la Larga Marcha 6, el desarrollo fue completamente independiente y realizado por diferentes grupos. [ 8 ]      

Etapas opcionales

Yuanzheng-1A

Puede utilizar la etapa superior Yuanzheng-1A para aumentar la carga útil a órbitas de mayor energía y permitir múltiples misiones de ignición. En particular, permite la inyección directa a órbitas SSO . [ 17 ] El vuelo inaugural utilizó con éxito esta etapa superior para entregar múltiples cargas útiles a diferentes órbitas. [ 13 ]

etapa de hidrógeno

Se espera que el Long March 7 sea mejorado con una etapa de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de alta energía . Esta etapa y la baja inclinación de Wenchang permitirían lanzar cargas útiles de entre 4000 kg (8800 lb) y 7000 kg (15 000 lb) a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Esto representaría un aumento del 25 % con respecto al lanzador chino más potente hasta entonces, el Long March 3B , pero muy por debajo del Long March 5. [ 13 ] La variante Long March 7A, activa desde marzo de 2020, logra precisamente esta mejora; está compuesta por las dos etapas iniciales del Long March 7, con una tercera etapa impulsada por hidrógeno líquido y oxígeno líquido.    

En la presentación de variantes de 2013, también se utilizó una etapa propulsada por hidrógeno como segunda etapa. No quedó claro si se trataría de la misma etapa o de una diferente. En ambos casos (segunda y tercera etapa), estarían propulsadas por el YF-75 o el YF-75D . [ 15 ]

Refuerzos sólidos

La presentación de la variación de 2013 también propuso propulsores sólidos más pequeños de 2 m (6 pies 7 pulgadas) de diámetro como una opción más económica para cargas útiles más pequeñas. [ 15 ]   

aviónica

Tras el vuelo inaugural, Song Zhengyu, subdirector de diseño de sistemas de control del proyecto Larga Marcha 7, declaró que el vuelo había demostrado la eficacia de la aviónica de fabricación nacional . Tuvieron que colaborar con la industria local para desarrollar PLC de doble procesador aptos para el espacio . También se afirmó que el sistema operativo en tiempo real era de desarrollo nacional. El diseño general se basaba en una arquitectura distribuida para permitir la escalabilidad y la tolerancia a fallos . Esta aviónica serviría de base para la mayoría de los desarrollos futuros y se había diseñado teniendo en cuenta la reutilización . [ 18 ]

Variaciones propuestas en 2013

En un artículo publicado en la revista Manned Spaceflight del CMSEO , se presentó la Larga Marcha 7 como una familia de vehículos de lanzamiento. [ 15 ] Las variantes se codificarían mediante un código de dos números más letras variables y un prefijo CZ-7 con el formato CZ-7## . El primer dígito indicaría el número de etapas en el núcleo, que podría ser 2 o 3. El segundo número indicaría el número de propulsores, que podría ser 0 , 2 o 4 , con una S añadida si los propulsores eran de tipo sólido. También se propuso una segunda etapa alternativa propulsada por el propulsor LH / LOX y dos motores YF-75, que se identificaría añadiendo (HO) a la designación. Finalmente, podría tener una etapa superior adicional, posteriormente identificada como Yuanzheng-1A , que se identificaría añadiendo /SM a la designación . [ 15 ]

Por ejemplo, la versión que debutó fue codificada bajo esta nomenclatura como CZ-724/SM , ya que tenía dos etapas centrales RP-1 / LOX , cuatro propulsores líquidos y fue mejorada con la etapa Yuanzheng-1A. Un CZ-720 tendría dos etapas RP-1/LOX y ningún propulsor. Un CZ-724S(HO) tendría una primera etapa RP-1/LOX, una segunda etapa LH/LOX y cuatro propulsores sólidos. Un CZ-732 tendría dos etapas RP-1/LOX, una tercera etapa LH/LOX y dos propulsores líquidos. El artículo preveía el siguiente rendimiento para ciertas versiones. [ 15 ]

El artículo también presentó las opciones de propulsión para cada etapa. La segunda etapa RP-1 / LOX tenía solo dos YF-115 en lugar de los cuatro habituales, cuando se usaba en la versión sin propulsores auxiliares. Esto podría haber implicado una etapa superior diferente y más pequeña o una con menor capacidad de combustible. [ 15 ]

Variante CZ-7A

Representación gráfica del CZ-7A
Representación gráfica del CZ-7A

Desde 2020, la configuración base de dos etapas del CZ-7 se ha complementado con la variante CZ-7A. Esta variante utiliza los propulsores y las dos primeras etapas de la configuración base, y añade una tercera etapa que emplea dos motores criogénicos YF-75 que funcionan con combustibles líquidos LH₂ y LOX ; la tercera etapa de la variante 7A se hereda de la tercera etapa del Long March 3B . (Cabe destacar que la variante 7A es similar a las variantes CZ-73X propuestas inicialmente en 2013; véase la subsección anterior).

El primer CZ-7A fue lanzado el 16 de marzo de 2020 a las 13:34 UTC desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Wenchang en la isla de Hainan. Dos horas después del lanzamiento, fuentes de noticias estatales anunciaron que el vuelo terminó en fracaso; inicialmente no se indicaron las causas del fallo. Los preparativos para el primer vuelo continuaron en las semanas previas al lanzamiento a pesar de las medidas adoptadas para combatir la propagación del virus COVID-19 en China. [ 19 ] En 2021, algunos observadores especularon, basándose en publicaciones no confirmadas de Baidu , que el fallo del primer vuelo del CZ-7A fue causado por la pérdida de presurización en uno de sus cuatro propulsores justo antes del apagado del motor principal y la separación de la primera etapa (aproximadamente 168 segundos después del inicio del vuelo). [ 20 ]

El segundo CZ-7A se lanzó con éxito desde Wenchang el 11 de marzo de 2021. [ 21 ] El vehículo de lanzamiento transportaba el satélite Shiyan-9 para probar nuevas tecnologías como la monitorización del entorno espacial, según la Corporación China de Ciencia y Tecnología Aeroespacial (CASC). [ 22 ]

Estadísticas de lanzamiento

Resultados del lanzamiento  :

1
2
3
4
5
6
7
2016
2020
2022
2024
2026
  •  Falla
  •  Fallo parcial
  •  Éxito
  •  Planificado

Lista de lanzamientos

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Jones, Andrew (16 de febrero de 2020). "China lanza discretamente un nuevo cohete para lanzar un satélite misterioso" . SpaceNews . Consultado el 16 de febrero de 2020 .
  2. ↑- 8 de mayo de 2020
  3. 1 2 3 4 Jones, Andrew (14 de febrero de 2020). "China se prepara para lanzar nuevos cohetes como parte de un impulso para potenciar el programa espacial" . SPACE.com . Consultado el 14 de febrero de 2020 .
  4. ^ " 2016年，还有哪些航天大事值得期待？| 科学人 | 果壳网 科技有意思" [ Qué evento aeroespacial buscar en 2016 ] . guokr.com (en chino). 3 de marzo de 2016 . Consultado el 27 de abril de 2016. .长征七号火箭原名长征二号F/H，最初可以看做长征二号F火箭换用YF-100和YF-115液氧煤油发动机的产物，但在实际研制中它应用了全数字化设计手段，代表了我国60年来运载火箭研制的最高水平
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  9. ↑正式更名 迈出新一步[ Cambio de nombre oficial para un nuevo paso ] . spacechina.com (en chino). 25 de junio de 2016. Consultado el 27 de junio de 2016 .
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  11. ^ SINA Noticias Sina , 19 de noviembre de 2010,
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  13. 1 2 3 4长征七号首飞成功 空间实验室任务大幕拉开[ Vuelo inaugural exitoso de la misión Larga Marcha 7 a Damulakai ] . spacechina.com (en chino). 25 de junio de 2016. Archivado del original el 6 de octubre de 2016. Consultado el 25 de junio de 2016 .
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  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Fan, Ruixiang; Rong, Yi (2013).代中型运载火箭的发展展望[ Desarrollo de nuestro vehículo de lanzamiento mediano de próxima generación ] .载人航天 [Vuelo espacial tripulado] (en chino). 2013 (2013, 01). Oficina de Ingeniería Espacial Tripulada de China. doi : 10.16329/j.cnki.zrht.2013.01.009 . ISSN 1674-5825 . Consultado el 30 de junio de 2016 . 
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  23. ↑ "Vuelo inaugural de la Larga Marcha 7: a 1 minuto de la separación de la etapa superior" . youtube.com (en chino). CNTV. 24 de junio de 2016. Archivado del original el 15 de diciembre de 2021.
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