Tianzhou

Tianzhou ( chiński 天 舟, Pinyin Tiānzhōu  - „niebiański statek”) to bezzałogowy i jednorazowy statek kosmiczny zaopatrzeniowy zbudowany przez Chińską Akademię Technologii Kosmicznych . Zostanie wystrzelony z rakietami nośnymi typu Langer Marsch 7 .

Nazwisko

Aby nadać nazwę statku kosmicznego, agencja załogowych lotów kosmicznych ogłosiła 8 kwietnia 2011 r. konkurs, w którym wszyscy Chińczycy, zarówno w kraju, jak i za granicą, mogli składać wnioski od 25 kwietnia do 20 maja 2011 r. Spośród 9640 złożonych propozycji komisja pod przewodnictwem pisarza Bi Shumina (毕淑敏, * 1952) dokonała wstępnej selekcji 30 nazwisk, z których 377 778 uczestników wybrało następnie 10 nazwisk w głosowaniu internetowym od 26 maja do 20 czerwca. Po dwóch latach dyskusji komisja ostatecznie wybrała „Tianzhou” lub „sky ship” spośród propozycji takich jak „bog dragon”, „dragon ship” itp., ponieważ nazwa ta z jednej strony wyrażała jego funkcję jako „ statku towarowego ”, a również z załogą jeden na drugim " Shenzhou " - lub statek kosmiczny "Godship" dopasowany. Nazwa została zatwierdzona przez Radę Państwa Chińskiej Republiki Ludowej i oficjalnie ogłoszona 31 października 2013 roku.

Układ i funkcja

Frachtowiec kosmiczny, który został opracowany na bazie stacji kosmicznej Tiangong 1 , miał pierwotnie ładowność 6,5 t (w tym 2 t paliwa ), wersja używana od 2021 r. do zasilania chińskiej stacji kosmicznej 6,8 t. Jego długość wynosi 10,6 metra, maksymalna średnica 3,35 metra, w obu wersjach przy pełnym załadowaniu ma masę startową 13,5 t. Oznacza to do 48%, w zmienionej wersji 50% całkowitej masy to fracht. Wewnątrz frachtowca znajduje się 18 m³ pustej przestrzeni do przechowywania opakowań żywności itp. Paliwa transportowane przez Tianzhou są rozmieszczone w ośmiu zbiornikach o pojemności 400 litrów każdy, czterech na paliwo i czterech na utleniacz . Moduły słoneczne frachtowca dostarczają 2,7 kW energii. Od czasu Tianzhou 2 około 1 kW z tego można rozgałęziać, aby zasilać w energię główny moduł Tianhe stacji kosmicznej, z drugiej strony moduł podstawowy może również dostarczać frachtowiec do 2 kW za pośrednictwem własnej energii słonecznej o mocy 9 kW. Skrzydło komórki, jeśli ta ostatnia jest zasilana masą stacji kosmicznej, jest zacienione. Te ilości energii elektrycznej są potrzebne m.in. dlatego, że połączenie internetowe z Ziemią odbywa się za pośrednictwem statku kosmicznego. Astronauci mogą używać urządzeń mobilnych do komunikowania się z bliskimi podczas wideokonferencji, słuchania muzyki czy surfowania po Internecie. Podjęto specjalne środki bezpieczeństwa, aby uniemożliwić przesyłanie szkodliwych programów za pośrednictwem tego połączenia do publicznego Internetu (istnieje również intranet Armii Ludowo-Wyzwoleńczej) .

Dzięki adapterowi sprzęgającemu opracowanemu przez Instytut Badawczy 805 Szanghajskiej Akademii Technologii Kosmicznych , Tianzhou może wykonywać w pełni automatyczne manewry spotkania i sprzęgania. Podobnie jak w przypadku rosyjskich transporterów Progress , załogi stacji kosmicznych mogą przejąć kontrolę nad zbliżającym się statkiem kosmicznym. Do użytku z chińską stacją kosmiczną, która ma znacznie większą masę niż laboratoria pokojowe serii Tiangong, od czasu Tianzhou 2 zastosowano znacznie ulepszoną, regulowaną amortyzację w adapterze sprzęgającym. Po zadokowaniu frachtowiec jest również używany do zmiany orbity stacji dzięki stosunkowo potężnym silnikom, na przykład w celu uniknięcia kosmicznych śmieci. Tianzhou 1 poradził sobie z tym tylko do wagi 8,6 t, gdyż możliwe były manewry kolejowe Tianzhou 2 sterowane przez frachtowiec do wagi 180 t, czyli końcowy stan rozbudowy stacji do kształtu 干.

Oprócz transportu towarowego Tianzhou służy również do usuwania śmieci ze stacji kosmicznej oraz do realizacji własnych autonomicznych misji. Statek kosmiczny może pracować niezależnie przez łącznie trzy miesiące, plus czas, który spędza zadokowany na stacji kosmicznej. Ze względu na postawę chińskiej stacji kosmicznej, maszynownia frachtowca (tylna, smukła sekcja) jest często narażona na działanie promieniowania słonecznego, co może prowadzić do niedopuszczalnego wzrostu temperatury w pobliżu silników. Z tego powodu inżynierowie zainstalowali tam 2 obszary zacieniające z Tianzhou, oczywiście w bezpiecznej odległości od silników, która została wcześniej określona w licznych symulacjach. Umożliwiło to znaczne obniżenie temperatury wokół dysz.

Od czasu Tianzhou 2 lot na stację kosmiczną odbywa się w pełni automatycznie, gdy tylko rakieta zostanie odpalona. W przypadku startu z kosmodromu Wenchang obowiązuje kilkusekundowy przedział czasowy co 23 godziny 32 minuty, maksymalnie ± 1 minuta. Gdy frachtowiec dotrze na właściwą orbitę i zbliży się do stacji kosmicznej, opracowany przez 25. Instytut Badawczy Akademii Techniki Obronnej system radarowy z nadajnikiem na stacji kosmicznej i responderem na frachtowcu przejmuje nawigację z odległości 100 km . Z odległości 10 km odległość i prędkość względna dwóch statków kosmicznych (prędkość bezwzględna wynosi około 28 000 km) są określane za pomocą systemu lidarowego , rodzaju radaru laserowego na frachtowcu. Laser może również określić położenie dwóch statków kosmicznych z ich odpowiednimi kątami pochylenia i odchylenia . Z odległości 30 m przejmuje czujnik nawigacji optycznej, kamera na frachtowcu, która celuje w znak krzyża zamontowany na stacji kosmicznej i po przetworzeniu obrazu steruje silnikami kontroli położenia frachtowca, tak aby krzyż stacja pozostaje w symbolicznym celowniku kamery. W odległości około 5 cm ostrza prowadzące adaptera sprzęgającego przejmują i kończą proces dokowania.

Tianzhou 1 (TZ-1)

Pierwszy Tianzhou 1 (TZ-1) został wystrzelony 20 kwietnia 2017 r. o godzinie 11:40:45 UTC z wyrzutni 102 chińskiego kosmodromu Wenchang z wyrzutnią CZ-7 na stację kosmiczną Tiangong 2 . Przy masie startowej wynoszącej prawie 13 ton Tianzhou-1 był najcięższym ładunkiem, jaki kiedykolwiek wystrzeliła w kosmos chińska wyrzutnia. Głównym zadaniem misji Tianzhou 1 było zatankowanie stacji kosmicznej Tiangong 2, a także transportowano materiały na stację kosmiczną. Frachtowiec kosmiczny zacumował na stacji 22 kwietnia 2017 r. Testy tankowania przeprowadzono 27 kwietnia i 15 czerwca.

Po 60 dniach wspólnego lotu, Centrum Kontroli Kosmicznej w Pekinie nadało przez radio rozkaz odsprzęgania w poniedziałek 19 czerwca 2017 r. o godzinie 01:37 UTC. Mechanizm zatrzymujący został zwolniony i oba statki kosmiczne rozdzieliły się. Po zaprogramowanej sekwencji frachtowiec kosmiczny wycofał się w kilku krokach, aż w końcu osiągnął pozycję 5000 m za stacją kosmiczną, gdzie pozostawał przez 90 minut. Po tym, jak centrum kontroli potwierdziło, że żaden statek kosmiczny nie został uszkodzony podczas manewru, Tianzhou 1 otrzymał rozkaz okrążenia stacji kosmicznej. Transporter kosmiczny poleciał na pozycję 5000 m przed stacją kosmiczną iw tym czasie obrócił się o 180° wokół osi odchylenia , tak że teraz leciał do tyłu. Tiangong 2 również obracał się o 180° wokół osi odchylenia i teraz leciał do przodu. Następnie frachtowiec rozpoczął manewry hamowania, aby stopniowo umożliwić stacji kosmicznej zbliżenie się do 30 m, co jednak spowodowało spadek jej wysokości orbitalnej z przyczyn mechanicznych i fizycznych. H. frachtowiec musiał jednocześnie kierować się w stronę zenitu . W końcu rozpoczęto właściwy manewr sprzęgania, który zakończono o 06:55 UTC, dobre pięć godzin po rozpoczęciu testu. Przeprowadzone podczas tego testu manewry oraz przetestowana technologia dokowania z różnych kierunków stanowiły ważny wstępny etap budowy modułowej stacji kosmicznej na początku lat dwudziestych.

2 sierpnia Tianzhou 1 wystrzelił małego satelitę. W dniu 12.09.2017 r. odbył się kolejny manewr sprzęgania i tankowania, w którym testowano szybkie podejście, tak jak to było wówczas również przeprowadzane na modułowej stacji kosmicznej od 2021 r. Po ponownym odłączeniu od laboratorium kosmicznego, Tianzhou 1 został celowo rozbity nad Oceanem Spokojnym 22 września 2017 roku.

Tianzhou 2 (TZ-2)

Tianzhou 2 został pierwotnie planowane do uruchomienia w dniu 19 maja 2021 i zatankować rdzenia modułu Tianhe w chińskiej stacji kosmicznej, która rozpoczęła się w dniu 29 kwietnia tego roku . Z powodu problemów technicznych proces rozruchu został jednak odwołany, a nowy termin wyznaczono na 29 maja. Podczas gdy Tianzhou 1 potrzebował prawie dwóch dni na lot do laboratorium kosmicznego Tiangong 2, tutaj przetestowano nową trajektorię, która umożliwiła dotarcie do stacji kosmicznej już po ośmiu godzinach. Po tym udanym teście nowa metoda została również zastosowana do załogowych statków kosmicznych z Shenzhou 12 . Podczas tej misji statek kosmiczny zadokował na stacji kosmicznej 17 czerwca 2021 roku, sześć i pół godziny po starcie, a podróżnicy kosmiczni weszli na stację niecałe trzy godziny później.

Oprócz pełnienia funkcji tankowca, frachtowiec przywiózł dwa skafandry kosmiczne Feitian do spacerów kosmicznych, a także żywność i towary konsumpcyjne na trzymiesięczny pobyt trzech lotów w czerwcu do stacji astronautów. W ramach tej misji Tianzhou 2 przetransportował 1,95 t paliwa płynnego dla chemicznych silników stacji oraz 4,69 t innego materiału, co daje łącznie 6,64 ton. W ładowni znajdowało się 160 opakowań, w których łącznie znajdowało się 200 pozycji, w tym 20 butli gazowych i kilkanaście worków na wodę. Ta ostatnia służy nie tylko do uzupełniania wody potrzebnej podróżnikom kosmicznym – woda pitna jest odzyskiwana ze ścieków i wilgoci zawartej w powietrzu, którym oddychamy – ale przede wszystkim do produkcji tlenu za pomocą elektrolizy.

Po kilku miesiącach frachtowiec powinien ponownie się rozłączyć, aby uwolnić rufową blokadę głównego modułu dla Tianzhou 3. Jednak Tianzhou 2 pozostaje na orbicie w pobliżu stacji kosmicznej. Po tym, jak załoga Shenzhou 13 zadokuje przy dolnej śluzie dziobowej w październiku 2021 r. , Tianzhou 2 zadokuje przy przedniej śluzie dziobowej. Linie paliwowe z Tianzhou 3, moduł rdzenia i Tianzhou 2 mają zostać połączone w sieć, a próby tankowania mają odbywać się przez śluzę dziobową. Po zakończeniu budowy rzeczywistej stacji kosmicznej planowany teleskop kosmiczny Xuntian będzie tam od czasu do czasu dokował od 2024 roku w celu uzupełnienia paliwa i, w razie potrzeby, serwisu.

Następnie Tianzhou 2 posłuży do przetestowania montażu modułów naukowych. Pusty frachtowiec ma być przetransportowany ze śluzy dziobowej do śluzy portowej za pomocą mechanicznego ramienia stacji . Mówi się, że około 12 miesięcy po premierze Tianzhou 2 zostało celowo rozbite.

Przegląd misji

Nie.	Statek kosmiczny	Początek (UTC)	rakieta nośna	Uruchom witrynę	sprzęganie			wypadek	Poradnik
					stacja	Dokowanie (UTC)	Odłączenie (UTC)
1	Tianzhou 1	20 kwietnia 2017 11:41	CZ-7	Wenchang LC-102	Tiangong 2	22 kwietnia 2017, 4:16 19 czerwca 2017, 6:55	19 czerwca 2017, 1:37 22 września 2017, 8:15	22.09.2017, ok. 10.00	Pierwszy lot
2	Tianzhou 2	29 maja 2021 12:55	CZ-7	Wenchang LC-102	Chińska stacja kosmiczna	29 maja 2021, 21:01

Porównanie z innymi transporterami kosmicznymi

Statek kosmiczny	postęp	Prom kosmiczny z MPLM	ATV	HTV HTV-X	Smok 1 Smok 2	Gwiazdozbiór Łabędzia	Tianzhou	Marzyciel
Pojemność początkowa	2,2-2,4 t	9 t	7,7 t	6,0 t 5,8 t	6,0 t	2,0 t (2013) 3,5 t (2015) 3,75 t (2019)	6,5 t (2017) 6,8 t (2021)	5,5 tony
Zdolność do lądowania	150 kg (z VBK-Raduga )	9 t	-	20 kg (od HTV-7)	3,0 t	-	-	1,75 tony
Umiejętności specjalne	Ponowne doładowanie, transfer paliwa	Transport ISPR, transport ładunków zewnętrznych, budowa stacji, reboost	Ponowne doładowanie, transfer paliwa	Transport ISPR , transport ładunków zewnętrznych	Transport ISPR, transport ładunków zewnętrznych	Transport ISPR	Przesył paliwa
nośnik	Sojuz	STS	Arianna 5	H-2B H3	Sokół 9	Antares / Atlas 5	Długi 7 marca	Wulkan
Koszty uruchomienia (informacje przybliżone)	65 milionów dolarów	450 milionów dolarów	600 milionów dolarów	HTV: 300-320 milionów dolarów	150/230 milionów dolarów (Smok 1/2)	260/220 milionów dolarów (Cygnus 2/3)
Producent	RKK Energija	Alenia Spazio (MPLM)	Obrona i przestrzeń kosmiczna Airbusa	Mitsubishi Electric	SpaceX	Nauki o orbitach	ODLEW	Sierra Nevada
Okres użytkowania	od 1978	2001-2011	2008-2015	2009-2020 od 2022	2012–2020 od 2020 r.	od 2014	od 2017	od 2022

kursywa = planowane

linki internetowe

• Film przedstawiający manewr dokowania, po lewej z perspektywy frachtowca, po prawej z perspektywy stacji kosmicznej (chiński z angielskimi napisami)

Indywidualne dowody

1. ↑ ^{a b} 张 馨 方:转运 告捷！ 看 长 七 火箭 如何 成为 天 舟 货船 “专属 座驾”. W: spaceflightfans.cn. 17 maja 2021, udostępniono 17 maja 2021 (chiński). 
2. ↑ Ilość 杨利伟:诚邀全球华人参与载人空间站征名活动. W: cmse.gov.cn. 27 kwietnia 2011, dostęp 24 stycznia 2020 (chiński). 
3. ↑ Ilość 闫西海:中国载人空间站名称标识征集活动即将启动. W: cmse.gov.cn. 8 kwietnia 2011, udostępniono 23 stycznia 2020 (chiński). 
4. ↑ Ilość 空间站征名. W: cmse.gov.cn. Źródło 23 stycznia 2020 (chiński). 
5. ↑ Ilość 张智慧,鲁晔:中国货运飞船征名获奖名称揭晓. W: cmse.gov.cn. 8 lipca 2011, udostępniono 24 stycznia 2020 (chiński). 
6. ↑ 张智慧: „天 舟” 名称 诞生 始末. W: taikongmedia.com. 17 kwietnia 2017, udostępniono 23 stycznia 2020 (chiński). 
7. ↑ Ilość 张晓祺:中国载人航天工程标识正式公布. W: cpc.people.com.cn. 1 listopada 2013, dostęp 24 stycznia 2020 (chiński). 
8. ↑ Ilość 长七遥三成功发射,天舟二号快速对接,一年任务亮点速览. W: spaceflightfans.cn. 29 maja 2021, dostęp 29 maja 2021 (chiński). 
9. ↑ Ilość 庞之浩: !敲黑板今年中国航天看什么重点都在这里了?. W: spaceflightfans.cn. 27 stycznia 2021, udostępniono 27 stycznia 2021 (chiński). 
10. ↑ ^{a b c d e} ， 对接 任务 亮点 . W: spaceflightfans.cn. 29 maja 2021, udostępniono 30 maja 2021 (chiński). 
11. ↑ ^{a b} 我国 空间站 首 单 “太空 快递” 开始 派 件. W: spaceflightfans.cn. 29 maja 2021, udostępniono 30 maja 2021 (chiński). 
12. ↑ ^{a b} nasaspaceflight.com: Tianzhou-1 – Chiny uruchamiają debiutanckie dostawy ładunków do Tiangong-2 , dostęp 22 kwietnia 2017 r.
13. ↑ 佚名: „天 舟” 号 货运 飞船 简历. W: taikongmedia.com. 17 kwietnia 2017, Źródło 17 października 2019 (chiński). 
14. ↑ 直播 „天 舟” 就位 就位 „太空 快递” 将 出发 直击 天 舟 二号 现场 NA ŻYWO Tianzhou-2 na YouTube , 19 maja 2021, dostęp 1 czerwca 2021.
15. ↑ 余建斌 i in.:嫦娥 五号 上演 “太空 牵手”. W: nowy.qq.com. 6 grudnia 2020, udostępniono 1 czerwca 2021 (chiński). 
16. ↑ !!骄傲这个山西人被授予少将军衔一生只做1件事你一定认识... W: sohu.com. 29 lipca 2018, udostępniono 1 czerwca 2021 (chiński). 
17. ↑ Tianzhou-2 — pierwsza szybka stacja dokująca w Chinach w YouTube , 30 maja 2021 r., dostęp 1 czerwca 2021 r.
18. ↑ Dokowanie Tianzhou-2 do Tianhe Core Module na YouTube , 30 maja 2021 r., dostęp 1 czerwca 2021 r.
19. ↑ n-tv: kosmiczny frachtowiec łączy się z „Himmelspalast”. 22 kwietnia 2017 . Źródło 22 kwietnia 2017 . 
20. ↑ Xinhua: chiński statek kosmiczny zakończył drugie tankowanie na orbicie. 15 czerwca 2017, dostęp 20 czerwca 2017 . 
21. ↑ Bernd Leitenberger: Orbity i orbity satelitów. W: bernd-leitenberger.de. Źródło 25 stycznia 2020 . 
22. ↑ Ilość 张琦:天舟一号完成绕飞和第二次交会对接试验. W: cmse.gov.cn. 19 czerwca 2017, udostępniono 25 stycznia 2020 (chiński). 
23. ↑ Xinhua: Chiński Tianzhou-1 zakończył drugie dokowanie z laboratorium kosmicznym 20 czerwca 2017 r., dostęp 23 czerwca 2017 r. (w języku angielskim). 
24. ↑ China Daily: Tianzhou-1 wypuszcza satelitę na orbitę. 2 sierpnia 2017, dostęp 2 sierpnia 2017 . 
25. ^ Tianzhou-1 Cargo Craft ponownie dołącza do Tiangong-2 Space Lab po demonstracji Express Rendezvous. W: lot kosmiczny101.com. 13 września 2017, dostęp 9 lutego 2021 . 
26. ↑ Xinhua: chiński statek kosmiczny opuszcza orbitę. 22 września 2017, dostęp 11 października 2017 . 
27. ↑ Ilość 长征五号乙• ä¸ĺ空间站核心舱天和• ä¸ĺ空间站首个舱段• długi marsz-5B Y2 • Tianhe - Stacja Kosmiczna Rdzeń Moduł •发射成功!!! W: spaceflightfans.cn. 29 kwietnia 2021, udostępniono 1 maja 2021 (chiński). 
28. ↑ Ilość 陈立:明后两年,我国载人航天工程预计实施11次发射. W: spaceflightfans.cn. 25 grudnia 2020, udostępniono 25 grudnia 2020 (chiński). 
29. ↑ Ilość 郭超凯:中国发射天舟二号货运飞船. W: chinanews.com. 29 maja 2021, dostęp 29 maja 2021 (chiński). 
30. ↑ Ilość 天舟二号货运飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接. W: spaceflightfans.cn. 30 maja 2021, udostępniono 30 maja 2021 (chiński). 
31. ↑ Ilość 张馨方:神舟十二号3名航天员顺利进驻天和核心舱. W: cmse.gov.cn. 17 czerwca 2021, udostępniono 17 czerwca 2021 (chiński). 
32. ↑ Ilość 刘泽康:科技日报:开启新征程中国空间站在轨组装建造全面展开. W: cmse.gov.cn. 29 kwietnia 2021, dostęp 29 maja 2021 (chiński). 
33. ^ Andrew Jones: Chiny chcą uruchomić swój własny teleskop klasy Hubble jako część stacji kosmicznej. W: space.com. 20 kwietnia 2021, udostępniono 31 maja 2021 (chiński). 
34. ↑ 庞丹:天和 核心 舱 完成 在 轨 测试 验证 ， 这项 一定 得 知道！ In: spaceflightfans.cn. 18 maja 2021, udostępniono 19 maja 2021 (chiński). 
35. ↑ HTV-X na stronie Guntera's Space Page, dostęp 24 września 2019 r.
36. ↑ ^{a b} Smok. SpaceX. W: spacex.com. Zarchiwizowane z oryginału 14 lipca 2016 r .; dostęp 22 września 2019 r. (w języku angielskim). 
37. ↑ ^{a b} Smok. SpaceX. W: spacex.com. Źródło 22 września 2019 . 
38. ↑ Komercyjne usługi zaopatrzenia. W: orbitalatk.com. Dostęp 24 marca 2018 r . 
39. ↑ Eric Berger: NASA zapłaci więcej za mniejsze dostawy ładunków na stację kosmiczną. 27 kwietnia 2018, dostęp 22 września 2019 . 
40. ^ Antares wystrzeliwuje statek kosmiczny Cygnus na pierwszą misję CRS-2 . Wiadomości Kosmiczne, 2 listopada 2019 r.
41. ^ ^B Sierra Nevada firm inspekcje Atlas V dla Dream Chaser kosmiczne, przygotowuje się do prób w locie. W: Lot kosmiczny 101. 9 lipca 2017, dostęp 22 września 2019 . 
42. ↑ Bernd Leitenberger: Postęp. W: bernd-leitenberger.de. Źródło 24 marca 2018 . 
43. ↑ Ile kosztuje wystrzelenie promu kosmicznego? NASA, 23 marca 2019, dostęp 23 marca 2019 . 
44. ↑ Stephen Clark: Czwarty pojazd ATV dołączony do wyrzutni Ariane 5. W: spaceflightnow.com. Dostęp 24 marca 2018 r . 
45. ↑ Stephen Clark: Partnerzy stacji kosmicznych oceniają potrzeby logistyczne po 2015 roku. W: spaceflightnow.com. 1 grudnia 2009, dostęp 24 marca 2018 . 
46. ↑ Robert Wyre: JAXA Wants ¥¥¥¥¥ dla rakiety 2020. W: majiroxnews.com. 19 stycznia 2011, zarchiwizowane z oryginału 2 marca 2016 ; udostępniono 24 marca 2018 r . 
47. ↑ ^{a b} Podwyżki cen SpaceX spowodują, że misje cargo ISS będą bardziej kosztowne . Engadget, 27 kwietnia 2018 r.
48. ↑ Stephen Clark: Japoński HTV gotowy do startu z ostatnim zestawem nowych baterii słonecznych do stacji kosmicznych . Lot kosmiczny teraz, 19 maja 2020 r.