Китай запускает спутник Ziyuan-1 02E на ракете Chang Zheng 4C. NSF
Уильям Грэм, 26 декабря 2021 г.
В воскресенье Китай успешно вывел на орбиту новый спутник наблюдения за ресурсами Земли с помощью своей ракеты Chang Zheng 4C. Спутник Ziyuan-1 02E вместе с любительской радиостанцией, в формате CubeSat, стартовал с космодрома Тайюань в 03:11 UTC (11:11 по пекинскому времени).
Ziyuan (ZY), что означает «Ресурс», входит в серию спутников дистанционного зондирования, которые Китай использует для получения изображений с высоким разрешением, которые могут использоваться для исследования ресурсов Земли, управления борьбой последствиями от стихийных бедствий, а также мониторинга окружающей среды и землепользования.
Первый спутник Ziyuan, Ziyuan-1 01, был запущен в 1999 году в рамках партнерства между Китаем и Бразильским национальным космическим агентством INPE. Шесть из девяти спутников Ziyuan, запущенных на сегодняшний день, были частью китайско-бразильского программы исследования земных ресурсов (CBERS), а остальные три, включая Ziyuan-1 02E, эксплуатируются исключительно в интересах Китая. Также были запущены еще три полностью китайских спутника Ziyuan-3, а обозначение Ziyuan-2 было применено к трем военным разведывательным спутникам, развернутым в начале 2000-х годов, которые не являются частью гражданской серии Ziyuan.
Считается, что Ziyuan-1 02E по конструкции похож на спутник Ziyuan-1 02D, запущенный в сентябре 2019 года. Он несет те же две полезные нагрузки: камеру в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне с высоким разрешением и гиперспектральный формирователь изображений, а также новую длинноволновую инфракрасную камеру.
Камера высокого разрешения сможет создавать изображения с разрешением до пяти метров при работе в панхроматическом режиме. При работе в мультиспектральном режиме она может получать изображения в трех диапазонах с разрешением до 10 метров. Гиперспектральная полезная нагрузка может снимать в 166 спектральных диапазонах.
Рендеринг Ziyuan-1 02E на орбите - через CASC
Космический аппарат Ziyuan-1 02D имел массу при запуске 1 840 кг, при этом Ziyuan-1 02E, вероятно, имеет немного большую массу из-за наличия дополнительного инфракрасного формирователя изображений. Он запускался на ракете-носителе Chang Zheng 4C вместо ракеты-носителя Chang Zheng 4B, которая использовалась для предыдущего запуска. Это может указывать на то, что новый спутник требует дополнительных характеристик, которые обеспечивает конфигурация 4C, хотя изменение ракеты также может быть связано с доступностью, различиями в профиле запуска или другими факторами.
Ziyuan-1 02E выведен на орбиту вместе с Xiwang 3 (XW-3), спутником CubeSat, созданным Китайской любительской спутниковой группой (CAMSAT). XW-3, также называемый «китайским любительским спутником 9» (CAS-9), был построен по стандарту CubeSat формата 6U размером 30 на 20 на 10 сантиметров до развертывания и массой около 10 кг. Пара развертываемых солнечных батарей, разворачиваемых после запуска состоит из двух панелей, и обеспечивает питание спутника на протяжении всей его миссии. Ожидаемая потребляемая мощность составляет около 15,2 Вт.
Xiwang — что означает «Надежда» — оснащен небольшой камерой в видимом диапазоне, изображения которой будут передаваться вместе с телеметрией по нисходящей линии связи с модуляцией GMSK, которая будет открыто доступна всем радиолюбителям. Он также имеет телеметрический маяк, транспондер X-диапазона и термоэлектрический генератор — последний используется в рамках школьного эксперимента.
В воскресенье при запуске использовалась китайская ракета Chang Zheng 4C (CZ-4C) с серийным номером Y39. Эта ракета-носитель также известна как Long March 4C и является частью семейства более старых ракет Chang Zheng, которые были основными ракетами для космической деятельности Китая в течение последних нескольких десятилетий.
Chang Zheng 4C с Ziyuan-1 02E на борту поднимается со стартовой площадки в Тайюаня.
Семейство, которое включает в себя ракеты серии Chang Zheng 2, 3 и 4, было построено на основе ракеты Dongfeng 5 и находится на вооружении с середины 1970-х годов. Ракеты Chang Zheng 2 — это преимущественно двухступенчатые ракеты, используемые для полетов на низкую околоземную орбиту, в то время как серия Chang Zheng 3 использует высокоэнергетические разгонные ступени для достижения геопереходной орбиты, а Chang Zheng 4С использует разгонную ступень с топливом длительного хранения, в первую очередь предназначенную для выведения полезных нагрузок на солнечно-синхронные орбиты.
Chang Zheng 4 изначально задумывался как дублирующий вариант для Chang Zheng 3, в котором использовалось проверенное топливо длительного хранения вместо еще не проверенной верхней ступени на криогенном топливе в CZ-3. Это дало бы Китаю гибкость по запуску геостационарных спутников, если-бы возникли проблемы с CZ-3, однако в этом никогда не было необходимости. Вместо этого Chang Zheng 4 оказался задействованным в выведении спутников на низкую околоземную орбиту, а его верхняя ступень позволила ему выводить более тяжелые полезные нагрузки на более высокие орбиты, чем Chang Zheng 2C и 2D.
Первые два запуска ракеты были выполнены в конфигурации Chang Zheng 4A в сентябре 1988 и 1990 годов с первыми двумя метеорологическими спутниками Fengyun-1 на борту. После этого он не летал до мая 1999 года, когда первый полет модернизированного Chang Zheng 4B вывел еще один спутник Fengyun-1. Конфигурация Chang Zheng 4C была представлена в апреле 2006 года и работает вместе с 4B. Основное различие между двумя конфигурациями в том, что третья ступень CZ-4B не может быть перезапущена в полете, в то время как для CZ-4C может.
Эта возможность перезапуска позволяет Chang Zheng 4C выводить на орбиту немного более тяжелые полезные нагрузки с помощью оптимизированной траектории с двумя включениями, а не с помощью прямого выведения с одним включением, который является единственным вариантом для 4B.
Chang Zheng 4C поднимается на орбиту с Ziyuan-1 02E
Первые две ступени ракеты заимствованы из ракеты Dongfeng 5, но были увеличены в длину и модернизированы, чтобы лучше подходить для миссий по запуску спутников. Благодаря своему военному ракетному наследию, ракета использует несимметричный диметилгидразин и тетроксид диазота — комбинации ракетного топлива длительного хранения, полезной для того, чтобы ракеты на жидком топливе оставались в пусковой готовности в течение длительных периодов времени. Но они менее подходят для спутниковой установки орбитального класса. Компоненты топлива очень токсичны, требуют особого обращения и могут нанести вред окружающей среде.
Китайские ракеты следующего поколения, в том числе серии Chang Zheng 5, 6, 7 и 8, перешли на более экологичное топливо, включая жидкий водород и керосин, с окислителем жидким кислородом. Ожидается, что в конечном итоге старые ракеты будут заменены этими новыми ракетами.
Первая ступень Chang Zheng 4C была оснащена четырьмя двигателями YF-20B, объединенными в силовой модуль YF-21B. Эта ступень работает на ранних этапах полета, когда ракета пролетала через плотные нижние области атмосферы. После того, как первая ступень израсходовала топливо и отсоединилась, вторая ступень продолжила восхождение. Она оснащена главным двигателем YF-22B и двигателем управления YF-23B. Комбинированный агрегат получил обозначение YF-24B.
Ziyuan-1 02E внутри обтекателя полезной нагрузки поднимается на ракету CZ-4C.
Третья ступень, оснащенная парой двигателей YF-40, выполнила последние маневры на орбите, чтобы вывести Ziyuan-1 02E и XW-3 на целевую орбиту. Хотя план полета воскресной миссии не был опубликован, он, скорее всего, включает два прожига, первый произошел вскоре после отделения от второй ступени, а второй — около апогея - наивысшей точки траектории — чтобы сделать круговую орбиту. Разделение космических аппаратов должно было произойти вскоре после окончания этого второго включения двигателя на ожидаемой круговой солнечно-синхронной орбите высотой 770 километров и наклонением в 98,58 градусов.
Воскресный запуск состоялся из китайского центра запуска спутников Тайюань, расположенного на севере провинции Шаньси. Тайюань не только служит орбитальной стартовой площадкой — в основном используется для солнечно-синхронных запусков с ракетами Chang Zheng 2 и 4, — также используется для военных испытаний, включая суборбитальные запуски. На объекте есть пара стартовых площадок Chang Zheng: площадка №7 использовалась для орбитальных запусков с 1988 по 2009 год и продолжает использоваться для суборбитальных миссий Chang Zheng 2C; Площадка №9, которая использовалась для воскресного запуска, была введена в эксплуатацию в 2008 году. Меньшая, но более новая площадка Chang Zheng 6 имеет собственный стартовый комплекс Pad 16.
Воскресный запуск знаменует собой восемьдесят пятый полет ракеты Chang Zheng 4 и тридцать восьмую миссию с использованием версии ракеты Chang Zheng 4C. Это была пятьдесят третья попытка китайского орбитального запуска в 2021 году: четырнадцатая из них с использованием Chang Zheng 4 и девятая специально для CZ-4C.
Пятьдесят три запуска Китая в 2021 году намного превосходит предыдущий рекорд страны в 39 запусков, в период между 2018 и 2020 годами. Это общее количество не включает в себя зарегистрированное испытание системы оружия на частичной орбите в конце июля. Если этот запуск произошел, он мог ненадолго выйти на орбиту, прежде чем выполнить маневр ухода с орбиты перед завершением одного оборота, однако никакие объекты от запуска не были каталогизированы.
Общее количество может вырасти до 55 до конца года, и в ближайшие дни ожидаются дальнейшие запуски из центров запуска спутников Цзюцюань и Сичан. Уведомления для летчиков (NOTAM), публикуемые для предупреждения пилотов об опасных зонах, возникающих в результате запусков, предлагают окна для запуска, которые открываются 30 декабря для обеих миссий, с возможностью запуска в новом году.






































