China testa o primeiro foguete a metalox com capacidade comercial

Foguete Zhuque 2 decolou de Jiuquan com mais de dez satélites; segundo estágio sofreu pane

O Zhuque-2 decola da plataforma de Jiuquan

Os especialistas da empresa espacial chinesa Landspace fizeram ontem, 14 de dezembro de 2022, o primeiro teste em voo de um foguete de classe orbital movido a metano como combustível, largando na frente no emergente mercado de lançadores a ‘metalox’ (metano / oxigênio líquido), um par propelente que vem sendo apontado como uma tendência mundial em termos de eficiência e economia. O lançamento do ZQ-2 n° Y1, apesar de mal-sucedido (o segundo estágio teve falha no sistema de controle de atitude, impedindo que os satélites fossem colocados em órbita), marcou a primeira tentativa efetiva de lançamento de um foguete espacial especificamente dedicado a entrar em órbita, enquanto concorrentes diretos ou indiretos na nova tecnologia (como a SpaceX) conseguiram apenas curtos saltos em baixas altitudes.

“Às 08:30:25 UTC de 14 de dezembro de 2022, a China realizou a primeira missão de teste de voo do novo foguete transportador comercial privado Zhuque-2 a partir do Jiuquan Satellite Launch Center . Os motores principais do primeiro e segundo estágios funcionaram normalmente, mas o segundo estágio funcionou de forma anormal e a missão falhou. A causa específica está sendo analisada e investigada com mais detalhes”, declarou a LandSpace, que mais tarde emitiu uma declaração oficial confirmando o problema dos motores de controle de atitude do segundo estágio em T+300 segundos.

Supostamente estariam a bordo pelo menos onze satélites: Chuangxin-15 创新十五号 (Inovação n° 15), Xinjishu Test 新技术试验星 (Teste de Nova Tecnologia), Liangzi Weina 量子微纳卫星 (satélite quantum micro-nano), Guidao Daqi Midu 轨道大气密度卫星 (pesquisa de densidade atmosferica), Dianci Shuangxing 电磁双星 (pesquisa eletromagnética, possivelmente na ionosfera), e mais sete minisssatélites.

Se fosse bem-sucedido, seria o primeiro foguete de ignição de metano colocado em órbita. A Landspace está em uma corrida com os rivais americanos SpaceX e Relativity Space, que também esperam lançar foguetes de metano em breve. O metano é o principal componente do gás natural. Como combustível de foguete, é mais eficiente, mais fácil de produzir e mais ecológico do que os propelentes tradicionais, como o querosene refinado.
Visto por muitos como o combustível para foguetes da próxima geração, o metano tem um impulso específico mais alto do que o querosene – o que significa a eficiência com que o motor pode transformar o propelente em impulso. Um impulso específico mais alto significa que menos propelente é necessário, por isso é mais barato lançar com ele. O metano também tem a vantagem de ser tecnicamente mais fácil de produzir do que refinar o querosene. Também poderia ser extraído e feito na Lua, em Marte e em muitos outros lugares do sistema solar. Alguns cientistas, por exemplo, propuseram que o regolito – rochas e poeira na superfície lunar que contém vestígios de carbono e hidrogênio – seja aquecido para produzir metano.

👀Leaked footage of the first launch of LANDSPACE's Zhuque-2 shows liftoff at ~08:30:25UTC on DEC.14. At the time of anomaly at ~T+300s, second stage main engine has been cut off and payload fairing has been jettisoned. https://t.co/fAyuoOkS1A pic.twitter.com/TBHEA5W0ji
— China 'N Asia Spaceflight 🚀🛰️🙏 (@CNSpaceflight) December 14, 2022

O componente superior (segundo estágio e possivelmente a carenagem de cabeça e os satélites) atingiu 400 km de altitude, e 5,0 km/s, velocidade aquém dos 8 km/s necessários para a satelização de uma espaçonave.

O ZQ-2 é um foguete de grande porte, comparável ao Longa Marcha 2D

Um comentário atribuído a um empregado da Landspace revela que “… o mais irritante é que a empresa já desenvolveu um novo e mais eficiente sistema de controle de atitude, modelo YQ-10, para seus próximos foguete ZhuQue-2 e até o testou; porém, durante este lançamento, o antigo sistema aparentemente foi usado. Desejamos que a empresa resolva rapidamente esse problema e tente lançar sua missão novamente.

O lançador tem um comprimento 49,5 m, corpo cilindrico contínuo com diâmetro 3,35 m, massa de decolagem de 219 toneladas e opera com LCH4/LOX. Seu empuxo total de decolagem é de 268,8 toneladas-força e sua capacidade de carga útil chega a 4 toneladas a 500 km em órbita SSO e 6 t a 200 km de órbita baixa. Ele usa quatro motores de 80 toneladas de empuxo – Tianque-12 – no primeiro estágio, e mais um como motor principal no segundo estágio, junto com quatro motores ‘vernier’ (controle de guinada e cabeceio) de 10 toneladas de empuxo conjunto funcionando com o jato proveniente do gerador de gás da turbobomba coaxial.

O motor TQ-12 de primeiro estágio funciona a gerador de gás e tem empuxo ao nivel do mar de 67,2 t ; empuxo no vácuo de 79,3 t; um Isp de 283s em terra e no vácuo, Isp de 334 s. A tubeira tem diâmetro de 1,02 m; Já o motor do segundo estágio foi descrito originalmente como um Tianque-12A (vac) tambem de ciclo aberto com gerador de gás e tem empuxo de vácuo de 83,1 t e um Isp de vácuo de 350 s; Sua tubeira otimizada para alta altitude tem diametro de 1,50 m; O TQ-12 Vacuo é equipado com quatro motores associados Tianque-11 (os quatro verniers, com empuxo de vácuo de 2,5 t cada). Porém nos ultimos dias a Landspace anunciou que o motor do segundo estágio seria um TQ-15A, que não tem motores vernier, pesa 400 kg a menos que o TQ-12 Vacuo original, produzindo um empuxo de 836kN no vácuo, com capacidade de regulagem de potencia de 60 a 110% , montado sobre um ‘guimbal‘ (junta basculante) de ±4° para controle de guinada e cabeceio, com tubeiras funcionando com gás da bomba turbo vindas do gerador de gás para controle de rolagem.

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