Ani Starship, ani Vulcan, ani Teran-1, ani New Glenn. První raketou spalující metan a kyslík (zkráceně metalox), která dosáhla oběžné dráhy, se stala Zhuque-2 (Ču-čchüe-2) od čínské firmy LandSpace. Při svém prvním startu vloni v prosinci sice selhala, ale když dnes ve 3:00 SELČ odstartovala z kosmodromu Jiuquan, už fungovala správně a dosáhla oběžné dráhy. Jelikož šlo o ověřovací let, nenesla na palubě žádnou družici. I tak ale bude navždy zapsána jako první raketa spalující metan, která dosáhla oběžné dráhy.
Zdroj: https://www.nasaspaceflight.com/
Zhuque-2 (v překladu Červený pták) měří na výšku 49,5 metru a průměr jejího těla činí 3,35 m. Tento středně silný nosič je schopen dopravit až šest tun nákladu na dráhu ve výšce 200 kilometrů nad Zemí, případně čtyři tuny na dráhu SSO ve výšce 500 kilometrů. Při vývoji rakety byl metan zvolen z ekologických a ekonomických důvodů. Podle firmy LandSpace byla cena pohonné směsi snížena o 50 – 90 % oproti podobným čínským raketám. Metan navíc představuje netoxické, životní prostředí výrazně méně znečišťující a modernější řešení než hypergolické látky používané na prvních řadách raket Dlouhý pochod, byť se stále jedná o skleníkový plyn. Firma LandSpace při vývoji Zhuque-2 v maximální možné míře využívá komerčně dostupné součástky, díky čemuž mohla cena vývoje rakety výrazně klesnout.
Zdroj: https://pbs.twimg.com
První stupeň rakety s motivem červeného ptáka je osazen čtyřmi motory TQ-12 na kapalný metan a kyslík, přičemž jde o první čínské motory využívající tuto směs. Motory mají otevřený pracovní cyklus, který je jednodušší než jiné aktuální metanové motory – třeba Raptor od SpaceX, nebo BE-4 od Blue Origin. Někdy se můžete setkat s informací, že první stupeň pohání TQ-13, to je však pouze označení souboru čtyř motorů TQ-12. Ty při startu produkují tah 268 tun, přičemž raketa váží 219 tun, což vytváří poměr tahu vůči váze 1,22. Motory TQ-12 mají průměr trysky 1,5 metru a spalují směs ve směšovacím poměru 3,5 dílu kyslíku na jeden díl metanu podle hmotnosti. Specifický impuls na hladině moře činí 284,5 s. Motor TQ-12 byl poprvé zažehnut v květnu 2019 v rámci příprav na certifikaci motorů pro let. Firma LandSpace už připravuje vylepšenou verzi TQ-12A s lepším tahem, specifickým impulsem i hmotností.
Druhý stupeň pohání jediný motor TQ-12, kterému s vektorováním tahu pomáhají čtyři Vernierovy motory TQ-11. To se však již brzy změní, protože firma připravuje vylepšení v podobě motoru TQ-15A, který bude schopen naklánění, takže Vernierovy motorky už nebudou potřeba. Jakmile druhý zážeh skončil, postaraly se motory TQ-11 o závěrečné naveden na cílovou dráhu, což je díky jejich nižšímu tlaku přesnější. U rakety Zhuque-2 se ještě sluší zmínit, že by se mohla v budoucnu dočkat znovupoužitelnosti prvního stupně. Firma LandSpace zatím nesdělila bližší detaily, ale už víme, že se motor TQ-12A vyvíjí se schopností provádět opakované zážehy, což by bylo nezbytné, pokud by se firma rozhodla pro motorická přistávání prvních stupňů.
https://twitter.com/Kosmo_Michal/status/1679017776386564096
EDIT 13. července 0:20
Do článku byla doplněna poznámka o vlivu metanu na skleníkový efekt. Za upozornění děkujeme Michalu Václavíkovi.
Přeloženo z:
https://www.nasaspaceflight.com/
Zdroje obrázků:
https://pbs.twimg.com/media/F00SLNMXsAAzs1y?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/F00SJNlXoAAu3hQ?format=jpg&name=4096×4096
https://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2023/07/F0zM1TiaEAI-qYh.jpg
Číňané mají touhu se učit a využívat. Tohle se jim opět povedlo. Nezbývá než obdivovat.
Otázka je odkud to mohli zkopírovat, když byli první.
Tady se hezky ukazuje, že Čína nemusí nutně kopírovat.
Ano přesně proto jsem to takto napsal. Čína už dávno není o tom, co si většina lidí u nás myslí a ve spoustě oblastí jsou desítky let před námi.
Aha, pardon za nepochopení.
Před námi jako před kým, Evropou, USA? A s těmi desítkami let bych to taky nepřeháněl, ve které oblasti jsou konkrétně desítky let před světem?
Než začne debata odbíhat jiným směrem, poprosím, abychom se stále drželi tématu kosmonautiky, děkuji. 😉
Jen mě opravdu zajímalo, co těmi desítkami let pan Ivo myslel a rád se nechám přesvědčit o tom, že se mýlím…
teda, neviem v com o 10tky rokov, ale v rychlostnych zelezniciach\bullet trainoch su tak 100 rokov pred USA a zhruba 50 pred EU, tym ze sa rozhodli neupgradovat ale rovno odzakladu budovat state of art kolajovu dopravu.. sorry, za mimo temu
Proč ne rovnou o 1000 let? Je to samozřejmě hloupost…třeba jedna z nejdelších tratí mezi Wu-chan – Kanton 968 km dlouhá železniční trať …Jezdí zde „Čínské“ jednotky CRH3 (odvozené od Siemens Velaro) a CHR2 (odvozené od Kawasaki Šinkansen série E2-1000), tedy západní technologie….taky se panu Majerovi omlouvám zá mimo téma.
Abychom se drželi kosmonautiky. Číňani jsou ve vývoji metanových motorů desítky let před světem asi tak, jako byli 12. dubna 1961 desítky let před světem Rusové. Prostě existují nějaké trendy, ostatní na nich taky pracují, ale netlačí tolik na pilu. (Nehledě na možnost, že se určitá technologie může projevit jako slepá ulička, kterou nikdo nezopakuje. Pak by to znamenalo být před světem nekonečně daleko…)
Dobrý den,
myslím, že jsem někde četl o pokusech se zemním plynem, jako s palivem pro rakety kdesi v historii kosmonautiky. Bohužel podrobnosti už se odpařily.
Možná by to bylo zajímavé téma na článek?
Se zemím plynem je to takové složitější. Většinou se o raketách na zkapalněný zemní plyn (LNG) píše ve Spojených státech. Má to svůj důvod. Každý stát má totiž trochu (a někdy i hodně) odlišné předpisy definující složení zemního plynu. Zatímco ve Spojených státech tvoří metan téměř 99 % zemního plynu, v Evropě může být jeho podíl i někde kolem 80 %. Obecně (ne vždy, ale ve většině případů) tedy platí, že pokud Američan hovoří o raketě na zemní plyn, má na mysli raketu na metan, protože pro Američany je metan a zemní plyn prakticky synonymum. Třeba ULA říká, že Vulcan bude létat na LNG. Naopak mimo USA už se oba pojmy rozchází. Tady jsou třeba sovětské raketové motory na LNG (http://www.astronautix.com/l/loxlng.html).
To nejsou odlišné předpisy, jako spíš odlišná geologie. https://oenergetice.cz/plyn/zemni-plyn-tezba-vlastnosti-a-rozdeleni Ruský zemní plyn je taky skoro čistý methan. Zato v Nizozemsku mají v zemním plynu spoustu dusíku. Když teď rychle nahrazují místní těžbu dovozem, tak do něj dusík dodatečně přimíchávají kvůli nastavení spotřebitelů.
Díky moc za upřesnění.
velice zajímavý článek, překvapila mne zmínka o metanu jako škodlivém prvku v atmosféře. Přitom Metan je přirozeným bioodpadem životních forem na zemi, nebo ne? Přitom by mělo jít jak je zmíněno o nejčistší pohon, zajisté vodík je nejčistší, ale taky je problematický.
Zajímal by mně součet běžných součástek použitých na raketě, jaký druh je namysli? Co se týče počítačů a elektriky si to umím představit…..
Děkuji za pěkné čtení
Všechno je to o množství. Metan je sice přirozeně produkován živými organismy, ale to samé můžeme říci také o oxidu uhličitém, který je také skleníkovým plynem. Metan je v tom to směru dokonce násobně „účinnější“ než oxid uhličitý. Vodík je určitě nejčistší možný pohon, ale pozice na dalších příčkách jsou nejasném, protože se těžko srovnávají různé účinky různých paliv na životní prostředí.
Údaje o konkrétních počtech a druzích běžných součástek jsem bohužel nikde nenašel.
Hmm,
vodík by byl nejekologičtější – co se týče spalin.
S výrobou je to ale horší, hodně horší.
Většina vodíku pro potřeby průmyslu (a taky dopravy – pro vodíkové motory 🙂 se vyrábí z uhlí… Především proto, že je to levnější než elekrolýza vody.
A elektrolýza znamená spotřebovat velmi, velmi mnoho elektřiny…
Metan je teoreticky relativně ekologické palivo, protože při jeho spalování vzniká mnohem méně oxidu uhličitého, než při spalování ropných derivátů. Problém jsou úniky při těžbě, skladování a spalování. Metan je asi 25krát silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý.
z toho co vím (
metan (CH4) a kyslík (O2)
sloučit na oxid uhličitý (oxid uhličitý CO2) a vodu (H2O)
Metan je silný skleníkový plyn, ale oxid uhličitý (mírnější skleníkový plyn) se uvolňuje do atmosféry.
Elon Musk kdysi předpokládal, že pomocí fotovoltaického systému získá metan přímo z atmosféry a z vody (a tedy s nulovým dopadem jako skleníkový plyn) … ale zatím je to jen proklamace
Udivuje mě, že v Číně provádí start firma. Dá se toto považovat za komerční start? Nebo je to státem řízená firma a vyvinutá raketa?
V Číně vládne kombinace teoretického komunismu spolu s tvrdým kapitalismem. Tedy ve skutečnosti tam vládne tvrdý byznys, který jako na oko řídí komunistická strana. Reálně si dělá každý co chce, byť i tam už začaly platit pravidla a vše se postupně začíná řídit zákony a předpisy.
Nevím, jestli jste zažil komunismus u nás, ale komunistická strana v zásadě řídila podniky třemi způsoby: jednak stát většinu podniků (alternativně ještě existovala družstva) vlastnil, takže podnik dostával příkazy z příslušného oborového ministerstva, jednak byl stát vlastně největším zákazníkem, a jednak v každém podniku existovala stranická buňka, která mohla přidělovat „stranické úkoly“ svým členům (mezi něž samozřejmě patřilo i nejvyšší vedení). Číňani odbourali vlastnictví státem (ačkoli v praxi ani to ne, protože v Číně všechno de jure vlastní stát a ostatní mají jenom právo s tím omezeně disponovat), ale pokud dostane manažer „soukromého“ podniku stranický úkol, tak co myslíte, že si vybere: kapitalismus nebo stranickou kázeň?
Tak ve světle této události tady máme další problém BO:
https://insmart.cz/dalsi-rana-pro-blue-origin-raketovy-motor-behem-testu-explodoval/
Ano, už jsme o tom psali v krátké zprávě. K situaci se vyjádřil i Tory Bruno, šéf ULA. Podle jeho slov nejen všechny motory, ale i další systémy (např. elektrické) prochází zkouškami během přijímacího procesu. Testy tedy splnily svůj úkol a zachytily vadný exemplář. Bruno to sice blíže nespecifikoval, ale z jeho slov jsme měl pocit, že to berou jako výjimečné selhání. Dokud nebude takových událostí více, nemělo by to mít na provoz Vulcanu vliv.
Je fajn, že motor vybuchl při testu a ne při startu, ale nebagatelizoval bych to. Vyšetření, jestli nejde o projev systémové chyby (třeba na úrovni inspekce dodávaného materiálu), je třeba. Stejně tak je třeba zjistit, co stálo za dost mizernou úspěšností Raptorů při testu Super Heavy.
Čím to je, že kombinace LNG/LO2 se v kosmonautice dosud vůbec neprosadila? Ve velkém měřítku se z kapalných paliv používají jen tři dvojice:
1) toxická, zato hypergolická a skladovatelná UDMH/N2O4
2) z poloviny kryogenní RP-1/LO2
3) zcela kryogenní LH2/LO2 s vysokým Isp
Přitom kapalný methan s kapalným kyslíkem je svými vlastnostmi někde mezi možnostmi 2 a 3. Má o něco málo vyšší specifický impuls než kerosin (ale nižší hustotu). Oproti vodíku není tak výkonný, ale zase má šestkrát větší hustotu a bod varu o 22 °C vyšší než kapalný kyslík. A navíc by měl být levný a široce dostupný.
S metanem se experimentovalo už dříve, ale mám dojem, že inženýři vždy dali přednost spíše ozkoušeným kombinacím, které zmiňujete.