První pokus o orbitální let rakety spalující metan, nebyl úspěšný. Raketa Zhuque-2 od čínské firmy LandSpace se 14. prosince okolo 9:30 vydala z kosmodromu Jiuquan vstříc sun-synchronní oběžné dráze. Nosič ovšem selhal a k dosažení oběžné dráhy mu chyběly z zhruba 2 km/s. Z videí, která se následně objevila na čínských sociálních sítích, se zdá, že nosiči správně fungoval první stupeň a bez závad proběhlo i jeho vypnutí. K závadě tedy došlo až v pozdější fázi letu, kdy pracoval druhý stupeň rakety a mělo dojít k přechodu z hlavního na Vernierovy motory. Firma zatím nevydala oficiální prohlášení o neúspěšném pokusu. I to můžeme považovat za důkaz, že nosič selhal, jelikož pozdní oznámení výsledků jsou v Číně většinou spojena se špatnými zprávami.

Na snímcích, které se z řídícího střediska rozšířily, bylo vidět, že si raketa vedla dobře až do času zhruba 5 minut po startu. Při rychlosti přibližně 5 km/s zřejmě druhý stupeň potkala závada během vypnutí hlavního motoru, kdy poté nedošlo k urychlení nákladu na orbitální rychlost. Taková závada by byla podobná té, která potkala raketu Zhuque-1. V této fázi letu se měl hlavní motor druhého stupně vypnout, zatímco čtveřice Vernierových motorů měla dokončit závěrečnou fázi tohoto zážehu. Podobně to mají i rakety Dlouhý pochod 2, u kterých je závěrečná fáze obsloužena Vernierovými motory.

Na základě požadovaného letového profilu se zdá, že Vernierovy motory fungovaly normálně až do vypnutí motoru na druhém stupni, jelikož se do této chvíle letový profil neodchyloval od požadované trajektorie. Vzhledem k podezření, že Vernierovy motory a hlavní motor druhého stupně mají mnoho společných součástek, mohlo dojít k selhání jedné z těchto společných součástí při vypnutí hlavního motoru, což následně způsobilo předčasné vypnutí Vernierových motorů.

Landspace's Zhuque-2 rocket is now at the launch pad of Site 96 at the Jiuquan Satellite Launch Center in China.

The rocket's debut flight may take place in the coming days. This would make it the first methane powered orbital class rocket to fly. pic.twitter.com/rQcmmZJS5I

— Harry Stranger (@Harry__Stranger) December 5, 2022

Raketa Zhuque-2 měla původně startovat už 3. prosince, ale nevyhnuly se jí odklady. Až 5. prosince Hary Stranger informoval, že raketa dosáhla vzletové rampy 96 na kosmodromu Jiuquan. O několik dní později byl nosič vztyčen a začala jeho závěrečná předstartovní příprava. Nákladem při premiérovém startu bylo několik družic bez určení hlavního nákladu, šlo tedy o tzv. sdílený start. Neoficiální informace hovoří o tom, že na palubě rkaetyZhuque-2 bylo při její premiéře 14 družic. Jelikož nosič nedosáhl oběžné dráhy, byly všechny družice při návratu do atmosféry nad Indickým oceánem zničeny.

Splnit úkol se sice nepodařilo, ale i přesto už raketě Zhuque-2 (zkráceně ZQ-2) nikdo nevezme skutečnost, že se stala první raketou spalující metan, která se pokusila o dosažení oběžné dráhy. Otázka, která raketa spalující metan jako první dosáhne oběžné dráhy, je tedy stále otevřená. Jde opravdu o vyrovnaný závod, protože své první starty chystají i firmy Relativity Space a SpaceX se svými nosiči Terran-1 a SuperHeavy/Starship. Ani ZQ-2 není po prvotním neúspěchu ze hry, protože druhý letový exemplář se už staví. Kapalný metan bude spalovat také raketa Vulcan od firmy ULA vybavená raketovými motory BE-4 od Blue Origin.

Ale zpět k raketě ZQ-2. Pokud se potvrdí, že byly původcem selhání Vernierovy motory, bude zřejmě firma LandSpace nucena upravit druhý stupeň dříve, než čekala. V rámci aktualizace, která se neočekávala už pro druhý start, by totiž zmizela potřeba používat Vernierovy motory. Samotná raketa Zhuque-2 (česky Červený pták 2) je soukromou raketou čínské firmy LandSpace. Na výšku měří 49,5 metru, její průměr činí 3,35 metru a při startu váží 219 tun.

Je to horký kandidát k vyřešení aktuálního čínského problému, kterým je relativní absence středně silných nosičů – především pak na sun-synchronní dráhu. Tyto dráhy jsou často využívány optickými snímkovacími družicemi a v současné době je obsluhují staré rakety Dlouhý pochod, které by měly za pár let pomalu odejít do výslužby. ZQ-2 by tak mohla hrát dost významnou roli v procesu náhrady těchto starších raket využívajících hypergolické pohonné látky. K tomu je ale potřeba, aby při nejbližších startech uspěla. Očekává se, že by raketa Zhuque-2 mohla na nízkou oběžnou dráhu dopravit až šestitunový náklad. Pro let na sun-synchronní dráhu by pak její nosnost činila 4 tuny. U první mise, která skončila neúspěchem, nejsou žádné informace o hmotnosti nákladu k dispozici.

První stupeň rakety ZQ-2 je poháněn čtveřicí kyslíko-metanových raketových motorů TQ-12. Jde o první čínské raketové motory na metan a také první metanové motory na celém světě, které se pokusily o let na oběžnou dráhu. Jedná se o motory s otevřeným pracovním cyklem, které se konstrukčně podobají raketovým motorům Merlin, ale používají jiné pohonné látky. Jeden motor generuje tah 658 kN, což zajišťuje celkový tah prvního stupně 2 632 kN při specifickém impulsu 284,5 s. Motor byl poprvé sestaven v květnu 2019, kdy prošel i prvním statickým zážehem. Už v říjnu stejného roku zvládal dlouhé zážehy trvající 200 sekund. V lednu 2021 motory prošly sérií dlouhých zážehů, které měly prověřit, že jsou připraveny k instalaci do prvního stupně nosiče. V červenci 2022 firma LandSpace oznámila, že vyrobila již 37. raketový motor TQ-12 a celková doba testů přesáhla 20 000 sekund (lehce přes 5,5 hodiny). Firma do budoucna plánuje tyto motory na prvním stupni rakety nahradit vylepšenou verzí TQ-12A. Tento motor by měl poskytovat vyšší tah při specifickém impulsu o 40 sekund vyšším a aby toho nebylo málo, má mít i výrazně sníženou hmotnost. Aktuální výrobní tempo umožňuje postavit jeden motor za měsíc.

V listopadu 2020 byl druhý stupeň rakety s jedním motorem TQ-12 a čtyřmi Vernierovými motory cvičně zažehnut na testovacím standu. Raketové motory TQ-11 se používají jako malé Vernierovy motory, přičemž společně (pokud pracují všechny) poskytují tah odpovídající zhruba polovině tahu hlavního motoru. Do budoucna firma počítá s vylepšenou verzí druhého stupně TQ-15A, která by už neměla Vernierovy motory využívat. Motor dosáhne tahu 836 kN ve vakuu a bude schopen se během svého fungování naklánět a také dojde k úsporám hmotnosti. V říjnu 2021 raketa prošla vibračním testem, který měl ověřit, jak si poradí s chvěním při startu a také se sledovalo, jak tyto vibrace ovlivní raketu během letu.

Společnost LandSpace se netají svým záměrem dále vyvíjet nové varianty rakety Zhuque-2. Varianta ZQ-2A by měla vypadat jako klasická „dvojka“, jen by měla mít protáhlejší tělo. Naopak varianty ZQ-2B a ZQ-2C mají dostat pomocné urychlovací stupně, které by navýšily nosnost rakety až k hranici 32 tun na LEO. Časový harmonogram vývoje těchto verzí však nebyl stanoven. Firma by také ráda z rakety ZQ-2 udělala znovupoužitelný nosič, přičemž prvním krokem je schopnost motorů TQ-12 provádět opakované zážehy, což se poprvé podařilo na testovacím stanovišti v roce 2022. Plány počítají až s dvacetinásobným použitím. Z tohoto pohledu je zajímavé, že centrální stupeň rakety ZQ-2 není vybaven centrálním motorem, což je pro přistávání vhodnější. Pro zajištění symetrického tahu tedy bude potřeba zažehnout dva motory, které však budou mít poměrně velký tah. To naznačuje, že motoryTQ-12 budou schopné dost výrazně „přiškrtit“ svůj tah.

Přeloženo z:
https://www.nasaspaceflight.com/

Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/Fj7XxCsWQAY2-Hu?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/FkCCvkHWAAEZVP0?format=jpg&name=medium
https://pbs.twimg.com/media/Fj_PohuUoAMDisv?format=jpg&name=large
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/12/zhuque-2-Landspace-2022-3.jpg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/12/cJ0seeP.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/12/T1SQxL3.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/12/VR0oA0g.jpeg
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2022/12/hFQShfQ.jpeg