Zhuque-3

Zhuque-3 — это многоразовая ракета-носитель средней и тяжёлой классов, разрабатываемая китайской частной аэрокосмической компанией LandSpace (Пекин). Относится к семейству ракет серии «Zhuque» (кит. 朱雀, «Алая птица»). Ракета предназначена для выведения полезной нагрузки на низкую опорную орбиту (НОО), геопереходную орбиту (ГПО) и отлётные траектории. Ключевой особенностью Zhuque-3 является использование метанового топлива (жидкий метан + жидкий кислород) и возможность повторного использования первой ступени путём вертикальной посадки на посадочную платформу или на сушу. Проект находится на стадии лётных испытаний; первый орбитальный запуск ожидается в 2025 году.

История разработки

Предпосылки и контекст

Компания LandSpace была основана в 2015 году и стала одной из первых частных космических компаний Китая. Первоначально она разрабатывала твердотопливную ракету Zhuque-1, которая совершила единственный орбитальный запуск в 2018 году, но не смогла вывести полезную нагрузку на целевую орбиту из-за отказа третьей ступени. После этого компания сосредоточилась на создании более мощной и современной метановой ракеты — Zhuque-2, ставшей первой в мире ракетой, использующей жидкий метан в качестве топлива, которая достигла орбиты (запуск 12 июля 2023 года). Однако Zhuque-2 была одноразовой ракетой, что ограничивало её экономическую эффективность.

Анонс и первые испытания

О разработке многоразовой версии — Zhuque-3 — было объявлено в 2023 году. В отличие от Zhuque-2, новая ракета изначально проектировалась с учётом многократного использования первой ступени. В ноябре 2023 года LandSpace провела первые наземные испытания двигателя TQ-12A (улучшенная версия двигателя TQ-12, использовавшегося на Zhuque-2). В январе 2024 года компания завершила статические огневые испытания полноразмерной первой ступени Zhuque-3.

Лётные испытания прототипа

В сентябре 2024 года LandSpace провела суборбитальный испытательный полёт прототипа первой ступени Zhuque-3 на высоту около 10 км. В ходе испытания отрабатывался манёвр разворота (flip) и вертикальная посадка. Прототип успешно приземлился на посадочную площадку. Второй суборбитальный полёт на высоту 12 км состоялся в ноябре 2024 года, также завершившись успешной посадкой. Эти испытания подтвердили работоспособность системы управления и двигателей на малых высотах.

Конструкция и характеристики

Общая компоновка

Zhuque-3 представляет собой двухступенчатую ракету-носитель с последовательным расположением ступеней. Первая ступень оснащена девятью двигателями TQ-12A, работающими на жидком метане и жидком кислороде. Вторая ступень использует один двигатель TQ-15A (вакуумная версия), также метановый. Для управления на первой ступени применяются четыре решётчатых руля, аналогичные по конструкции рулям ракет Falcon 9 (SpaceX). Ракета может быть оснащена головным обтекателем диаметром 5,2 метра, выполненным из композитных материалов.

Многоразовость

Первая ступень Zhuque-3 рассчитана на повторное использование до 20 раз. После отделения ступень выполняет тормозной импульс, затем разворот и посадку с помощью двигателей. Посадка может осуществляться как на сушу (на посадочную площадку), так и на морскую платформу. Для снижения массы ступени используется технология «горячего разделения» (hot staging), при которой двигатели второй ступени запускаются до полного отделения первой ступени.

Характеристики

Двигатели

TQ-12A

Двигатель TQ-12A является модификацией двигателя TQ-12, использовавшегося на ракете Zhuque-2. Он работает по схеме газогенератора с открытым циклом. Тяга на уровне моря составляет около 100 тонн-сил, удельный импульс — 285 секунд. Двигатель способен дросселироваться (регулировать тягу) в диапазоне от 30% до 110% от номинальной. Для посадки используется повторный запуск двигателя после отключения.

TQ-15A

Двигатель TQ-15A — вакуумная версия TQ-12A, оптимизированная для работы в космосе. Имеет сопло большего диаметра (расширяющееся отношение) для достижения более высокого удельного импульса. Тяга в вакууме составляет около 100 тонн-сил, удельный импульс — 340 секунд. Двигатель предназначен для одноразового использования (вторая ступень не возвращается).

Применение

Коммерческие запуски

Zhuque-3 позиционируется как ракета для выведения спутников связи, дистанционного зондирования Земли, научных аппаратов и грузов для китайской орбитальной станции. Благодаря многоразовости, стоимость запуска ожидается значительно ниже, чем у одноразовых ракет аналогичного класса. LandSpace заявляет, что цена одного запуска в многоразовом режиме может составить около 30–40 миллионов долларов США, что сопоставимо с ценами на запуски Falcon 9 (SpaceX).

Государственные и военные заказы

Хотя LandSpace является частной компанией, она активно сотрудничает с Китайской национальной космической администрацией (CNSA) и Народно-освободительной армией Китая (НОАК). Ракета может использоваться для выведения военных спутников, а также для обеспечения китайской лунной программы (например, доставка грузов на лунную орбиту или на поверхность Луны).

Конкуренция с другими ракетами

Zhuque-3 конкурирует с другими китайскими частными ракетами, такими как Gravity-1 (компания Orienspace), Hyperbola-1 и Hyperbola-2 (компания iSpace), а также с государственными ракетами серии «Чанчжэн» (Long March). На международном рынке основным конкурентом является Falcon 9 (SpaceX, США). Китайские власти рассматривают развитие частных космических компаний как часть стратегии по созданию коммерческой космической инфраструктуры.

Критика и риски

Технические риски

Метановые двигатели, несмотря на преимущества (меньшее коксование по сравнению с керосином, более высокая энергоёмкость), всё ещё менее отработаны, чем керосиновые. Возможны проблемы с повторным запуском двигателей в условиях вакуума и низких температур. Кроме того, посадка первой ступени требует высокой точности и надёжности системы управления, что подтверждено лишь на суборбитальных испытаниях.

Экономические риски

LandSpace — частная компания, зависящая от инвестиций и государственных заказов. В случае снижения спроса на запуски или увеличения конкуренции со стороны других китайских компаний (например, iSpace, которая также разрабатывает многоразовую метановую ракету Hyperbola-2) проект может столкнуться с финансовыми трудностями.

Политические риски

Китайское законодательство в области космической деятельности остаётся строгим: частные компании обязаны получать разрешения на каждый запуск, а также согласовывать полезную нагрузку с государственными органами. Любые изменения в политике или ужесточение регулирования могут замедлить разработку.

Интересные факты

• Название «Zhuque» (朱雀) происходит от китайской мифологии — это одна из четырёх священных зверей, символизирующая юг и огонь. «Алая птица» часто изображается на эмблеме компании LandSpace.
• Первая ступень Zhuque-3 оснащена четырьмя посадочными опорами, которые раскладываются перед посадкой. Конструкция опор аналогична таковым на Falcon 9, но имеет меньшую массу.
• В 2024 году LandSpace объявила о планах создать более мощную версию ракеты — Zhuque-3 Heavy, способную выводить до 50 тонн на НОО в одноразовом режиме. Эта версия будет использовать три первых ступени, соединённые в связку (аналог Falcon Heavy от SpaceX).
• Первый орбитальный запуск Zhuque-3 планируется на первую половину 2025 года. В качестве полезной нагрузки будет выведен спутник связи, принадлежащий китайской компании.

Источники

• Официальный сайт компании LandSpace (раздел Zhuque-3)
• Публикации Китайской академии космических технологий (CAST) о метановых двигателях
• Статья «Zhuque-3: China's reusable methane rocket» в журнале SpaceNews (2024)
• Данные из отчёта Китайской национальной космической администрации (CNSA) о коммерческих космических проектах (2024)
• Материалы конференции International Astronautical Congress (IAC) 2024 года, доклад LandSpace о суборбитальных испытаниях