Longa Marcha 7

Foguete multifuncional de carga média para o programa espacial da China

Foguete padrão CZ-7 na mesa móvel de lançamento em Wenchang

O foguete transportador Longa Marcha 7, abreviado como CZ-7 ou LM-7, e no código do fabricante chamado ‘configuração CZ-724’, é uma nova geração de foguetes transportadores de combustível líquido de tamanho médio desenvolvidos pela China Aerospace Science and Technology Corporação. Sua capacidade de carga está entre as do Longa Marcha 5 e do Longa Marcha 6, preenchendo a lacuna entre os grandes e pequenos veículos de lançamento na nova geração; Ele se tornará o futuro foguete principal da China, substituindo gradualmente o existente CZ-2F, as séries CZ-3 e CZ-4 realizará cerca de 80% das tarefas de lançamento dentro dessa faixa. O CZ-7 também será usado para lançar a espaçonave cargueira Tianzhou para o abastecimento da estação espacial chinesa. Quando maduro, também será usado para lançar uma nova geração de espaçonaves tripuladas.

O foguete tem 53,1 metros de comprimento com um diâmetro de estágio central de 3,35 metros, um peso de decolagem de cerca de 597 toneladas, empuxo de decolagem de 720 toneladas e uma capacidade de carga em órbita terrestre baixa de 13,5 toneladas. O foguete usa querosene e oxigênio líquido com baixo potencial de poluição ambiental como propelentes. Dois motores de ciclo de combustão suplementar de alta pressão YF-100 são usados no primeiro estágio, e quatro boosters são acoplados em torno, cada um usando um motor YF-100. O segundo estágio é equipado com quatro motores de ciclo de combustão suplementar de alta pressão YF-115, dois dos quais são fixos e dois basculam em duas direções para controle de atitude. A extremidade adota uma grande carenagem composta de fibra de carbono com nariz ogival com uma altura de 13 metros e um diâmetro de 4,2 metros. Existe a opção de adicionar um terceiro estágio no topo do segundo, formando o CZ-7A, para missões de satelitização de cargas úteis diversas.

O Longa Marcha 7 foi desenvolvido a partir de 21 de novembro de 2008. Foi desenhado com base no ‘pacote’ do Longa Marcha 2 modificado e no CZ-2F, por isso foi nomeado Longa Marcha 7-2 F/ H naquela época (o Longa Marcha nº 2 F com nova seção de cabeça). Em junho de 2010, foi nomeado CZ-7 . Em janeiro de 2011, o projeto foi oficialmente aprovado. Em julho, foi transferido para o estágio inicial de desenvolvimento de protótipo. Em maio de 2015, o desenvolvimento do protótipo começou. No final de 2015, completou-se a montagem final do foguete número 1.

O CZ-7 sempre usa quatrp ‘boosters’ de propelentes líquidos

Características do foguete

　　Um dos maiores destaques do Longa Marcha 7 é o uso de uma nova geração de motores de querosene de oxigênio líquido, que foi desenvolvido pela China por mais de 20 anos. O booster auxiliar e o foguete de primeiro estágio usam um total de seis motores a querosene de foguete (equivalente à RP-1 ocidental e à T-1 russa) e oxigênio líquido (LOX) com 120 toneladas-força de empuxo, e o segundo estágio usa quatro motores similares de 18 toneladas.

O modelo de três estágios CZ-7A pode usar dois comprimentos de carenagem de cabeça

　　Além disso, esses motores a querosene de oxigênio líquido possui uma ampla gama de recursos de ajuste de empuxo, tornando o foguete como um carro de transmissão automática, que pode atingir uma velocidade variável. Para voos espaciais tripulados, isso significa que a aceleração do foguete em voo pode ser efetivamente reduzida ajustando o empuxo, reduzindo assim os requisitos de condicionamento físico dos astronautas, melhorando o conforto e possibilitando que pessoas comuns viajem em espaço.

　　De acordo com o Grupo de Ciência e Tecnologia Aeroespacial, na fase inicial, o CZ-7 executaria principalmente missões da série Tianzhou de naves espaciais de carga desenvolvidas pela China e cumprirá a missão de lançar naves tripuladas no futuro. Esperava-se que em 2020, 70% das tarefas do projeto espacial tripulado sejam realizadas com o Longa Marcha 7.

　　Anteriormente, o Longa Marcha 2F era a única opção para o lançamento espacial tripulado, já tendo lançado o primeiro astronauta chinês Yang Liwei e a primeira astronauta Liu Yang ao espaço, e lançou vários voos tripulados (Shenzhou 5 a 13, e mais voos não tripulados Shenzhou 1 a 4 e Shenzhou 8).

　　　A equipe de design fortaleceu a estrutura e projetou um “dispositivo à prova de vento e de redução de carga” para o foguete: uma estrutura de treliça extensível (uma espécie de estrutura articulada): uma extremidade é fixada na torre umbilical da plataforma móvel de lançamento e a outra extremidade é “ancorada” na junta da estrutura do motor do segundo estágio. Desta forma, durante a transição vertical, o veículo é conectado à torre umbilical, o que pode reduzir significativamente a carga de vento no foguete. Com o “dispositivo de proteção contra o vento e redução de carga”, o Longa Marcha 7 não tem mais problemas com o clima “ventoso” e pode fazer a transição entre a montagem e a plataforma 24 horas por dia.

Os tanques de propelente e as seções de anel intertanques fazem parte da estrutura de carga de apoio e peso do veículo e são construídos em liga alumínio-lítio e alumínio de alta resistência LD10.

Novas tecnologias e procedimentos

　　De acordo com Hu Xiaojun, assistente do vice-designer chefe do Longa Marcha 7, o instituto de pesquisa de tecnologia de veículos lançadores, o CZ-7 é uma nova geração de produtos não tóxicos, livres de poluição e altamente confiáveis desenvolvidos para o lançamento de naves espaciais de carga.

　　Nova potência: O CZ-7 usa o motores de querosene de oxigênio líquido de fluxo suplementar de alta pressão mais avançado da China e usa seis motores paralelos, com um empuxo de decolagem de 730 toneladas.

　　Novo layout: O ‘booster’ do CZ-7 tem cerca de 27 metros de comprimento, quase o dobro do atual booster’ para o CZ-2F. Esta mudança também pediu uma atualização abrangente do design do foguete.

　　Novo ambiente: O ambiente de voo do Longa Marcha 7 será mais severo do que antes. Hu Xiaojun disse que a densidade máxima do fluxo de calor no voo do CZ-7 é cerca de 1,5 vezes a dos foguetes ativos.

　　Nova estrutura: o foguete adota tecnologia de realidade virtual VR e design tridimensional completo e tecnologia de fabricação, e aplica uma estrutura de malha triangular equilátero de alta eficiência, o que melhora muito o nível de desenvolvimento e produção dos veículos de lançamento da China.

　　Novo sistema: o CZ-7 adota um sistema de controle maduro de “controle de chassi 1553B” com garantia de backup, e que usa navios de restransmissão, estações de telemetria e satélites de comunicação para telemedição e controle múltiplos.

　　Novos procedimentos de teste e lançamento: O teste e o modo de lançamento usa a filosofia “três verticais”, ou seja, montagem vertical, teste vertical e transporte vertical. Os foguetes anteriores eram montados e estados na horizontal, e transportados ‘em pé’ na mesa móvel de lançamento até a plataforma.

Pode-se realizar a transferência simultânea do foguete e do equipamento como um todo. Após chegar à plataforma de lançamento, pode ser preparado e lançado após simples preparação, o que aumenta a adaptabilidade do veículo lançador.

Primeiro voo

O Longa Marcha 7 foi lançado pela primeira vez às 20:00 de 25 de junho de 2016. O foguete decolou do Centro Espacial Wenchang em Hainan. Às 20:22, o foguete enviou com sucesso o conjunto de carga útil para a órbita predeterminada. O primeiro voo transportou uma cápsula de retorno de teste reduzida da nova espaçonave multifuncional da China. A massa total da cabine de retorno em escala reduzida foi de cerca de 2,6 toneladas, a altura de cerca de 2,3 metros e o diâmetro externo máximo de 2,6 metros. Adotava uma configuração de duas cabines, uma de retorno e seção de transição. Após quase 20 horas de voo, às 15h41 do dia 26 de junho, reentrou e retornou ao sudoeste do local de pouso de Dongfeng de maneira balística, pousando no deserto de Gobi, no interior do deserto de Badain Jaran.

Longa Marcha 7A

O foguete CZ-7A de três estágios adota uma configuração com um diâmetro de carenagem de 4,2 metros e uma altura total de 60,1 metros. A capacidade de transporte em órbita de transferência geossíncrona é de cerca de 7 toneladas, o que preenche a lacuna da capacidade de transporte da órbita de transferência geossíncrona da China de 5,5 a 7 toneladas. Pode ser adaptado a dois tipos de carenagens com um diâmetro de 4,2 metros e 3,7 metros, e pode ser usado em lançamentos simples ou duplos. Segundo a CALT, de acordo com a tendência geral de desenvolvimento de satélites de órbita alta e a necessidade urgente deles serem equipados com antenas de grande porte, o foguete também terá uma nova configuração de carenagem de 5,2 metros no futuro para transportar estas espaçonaves maiores.

O CZ-7A é o primeiro tipo de foguete chinês a usar a tecnologia de separação conjunta do primeiro estágio com os boosters, reduzindo a complexidade em comparação com o método usual de separar os boosters primeiro e depois o primeiro estágio. Segundo seus projetistas, a estrutura é mais simplificada. Ao mesmo tempo, a separação em conjunto também reduz a área de queda do estágio, e toda a combinação está na mesma área de queda de destroços. Com a premissa de garantir a cobertura do teste, o processo de tecnologia de lançamento foi reduzido de 32 para 26 dias, otimizando a sequência do processo, trabalho paralelo, e testes combinados.