Чанчжэн-9

Чанчжэн-9 (кит. трад. 長征九號, упр. 长征九号, пиньинь Chángzhēng jiǔ hào, буквально «Великий поход-9») — семейство сверхтяжёлых ракет-носителей, разрабатываемых Китайской Народной Республикой для осуществления пилотируемых полётов на Луну, исследования дальнего космоса и создания крупномасштабных орбитальных станций. Проект находится в стадии активной разработки и испытаний, первый орбитальный полёт первоначально планировался на 2028—2030 годы, однако впоследствии сроки были скорректированы.

История

Предпосылки и начало разработки

Китайская космическая программа долгое время опиралась на ракеты-носители среднего и тяжёлого классов, такие как «Чанчжэн-5». Однако для выполнения амбициозных задач, включая высадку тайконавтов на Луну и доставку образцов грунта с Марса, потребовалась ракета, способная выводить на низкую опорную орбиту (НОО) грузы массой более 100 тонн. Разработка «Чанчжэн-9» была официально начата в 2016 году в рамках программы «Чанчжэн» под руководством Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники (CASC).

Эволюция проекта

Первоначально проект предусматривал создание трёхступенчатой ракеты с использованием керосина и жидкого кислорода (LOX/RP-1) на первой и второй ступенях, а также водородно-кислородных двигателей на третьей. Однако в 2021—2022 годах концепция претерпела значительные изменения. Вместо одноразовой ракеты было решено разрабатывать частично многоразовую версию, где первая ступень будет возвращаться и приземляться вертикально, аналогично Falcon 9 компании SpaceX (США). Это решение было обусловлено стремлением снизить стоимость запусков и повысить частоту полётов.

В 2023 году CASC представила обновлённый дизайн, известный как Чанчжэн-9 (версия B). Отличительными особенностями стали:

• Использование девяти двигателей YF-215 на первой ступени (вместо четырёх YF-130 в ранней версии).
• Возвращаемая первая ступень с посадочными опорами и решётчатыми рулями.
• Увеличенная грузоподъёмность на НОО до 150 тонн в одноразовом варианте и до 100 тонн в многоразовом.

Конструкция

Первая ступень

Первая ступень «Чанчжэн-9» (версия B) оснащается девятью жидкостными ракетными двигателями YF-215, работающими на керосине и жидком кислороде. Каждый двигатель развивает тягу около 2000 кН в вакууме. Ступень имеет диаметр около 10 метров и длину примерно 40 метров. Для обеспечения возврата и посадки предусмотрена система решётчатых рулей и посадочных опор, раскрывающихся перед приземлением.

Вторая ступень

Вторая ступень использует два двигателя YF-90, работающих на жидком водороде и жидком кислороде. Эти двигатели обеспечивают высокий удельный импульс (около 450 секунд) и предназначены для выведения полезной нагрузки на переходные орбиты. Диаметр второй ступени также составляет 10 метров.

Третья ступень (опционально)

Для межпланетных миссий может использоваться третья ступень с одним водородно-кислородным двигателем YF-75D (аналогичным используемому на «Чанчжэн-5»), которая обеспечивает финальное разгонение до отлётной траектории.

Полезная нагрузка

«Чанчжэн-9» способна выводить:

• На низкую опорную орбиту (НОО) — до 150 тонн (одноразовый вариант) или до 100 тонн (многоразовый).
• На геопереходную орбиту (ГПО) — до 50 тонн.
• На траекторию полёта к Луне — до 30 тонн.
• На траекторию полёта к Марсу — до 20 тонн.

Сравнение с аналогами

Применение

Лунная программа

Основной целью «Чанчжэн-9» является обеспечение китайской лунной программы, включая высадку тайконавтов на поверхность Луны к 2030 году. Ракета будет использоваться для запуска лунного посадочного модуля и пилотируемого корабля «Мэнчжоу». В перспективе планируется создание постоянно действующей лунной базы.

Межпланетные миссии

«Чанчжэн-9» позволит Китаю отправлять тяжёлые автоматические станции к Юпитеру, Сатурну и их спутникам, а также осуществлять доставку образцов грунта с Марса (миссия «Тяньвэнь-3», планируемая на 2030-е годы).

Орбитальные станции

Ракета может использоваться для вывода на орбиту крупных модулей перспективной китайской орбитальной станции, а также для строительства солнечных электростанций космического базирования.

Критика и проблемы

Проект «Чанчжэн-9» сталкивается с рядом технических и организационных вызовов:

• Сложность двигателей. Разработка мощных керосиновых (YF-215) и водородных (YF-90) двигателей потребовала создания новых материалов и технологий, включая системы охлаждения и управления тягой.
• Многоразовость. Возврат первой ступени массой более 200 тонн требует точной системы навигации и посадки, а также стойкости конструкции к многократным тепловым нагрузкам.
• Сроки. Первоначальные планы по первому запуску в 2028 году были признаны оптимистичными; в 2024 году официальные лица CASC заявили, что первый полёт может состояться не ранее 2030 года.
• Конкуренция. Успешные испытания Starship компании SpaceX (США) создают давление на китайскую программу, так как Starship потенциально может превзойти «Чанчжэн-9» по грузоподъёмности и стоимости запуска.

Интересные факты

• Название «Чанчжэн» (Великий поход) является традиционным для китайских ракет-носителей и отсылает к историческому маршу китайских коммунистов в 1934—1935 годах.
• Для транспортировки ступеней «Чанчжэн-9» с заводов на космодром Вэньчан (провинция Хайнань) планируется использовать специальные морские суда, так как диаметр ракеты (10 м) не позволяет перевозить её по железной дороге.
• В 2023 году Китай провёл успешные испытания прототипа двигателя YF-215 с тягой 2000 кН, что стало одним из крупнейших достижений китайской ракетной техники.

Источники

• China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC). «Long March 9 (CZ-9) Development Overview». 2023.
• Jones, A. «China’s Long March 9: A Super Heavy-Lift Rocket for Lunar and Deep Space Missions». SpaceNews, 2022.
• «China Reveals New Design for Long March 9 Rocket». Space.com, 2023.
• «China’s CASC Tests YF-215 Engine for Long March 9». Spaceflight Now, 2023.
• «Long March 9 (CZ-9)». Encyclopedia Astronautica, 2024.