Die neue Flüssigkeitsrakete erreichte zum ersten Mal weltweit erfolgreich die Umlaufbahn. Warum verwendet Suzaku-2 flüssigen Sauerstoff und Methan als Treibstoff?

Am Morgen des 12. Juli wurde die von Blue Arrow Space Technology Co., Ltd. unabhängig entwickelte Trägerrakete Suzaku-2 Yao-2 mit flüssigem Sauerstoff und Methan (im Folgenden als Suzaku-2 bezeichnet) vom Jiuquan Satellite Launch Center gestartet. Die Rakete erreichte die vorgegebene Umlaufbahn und die Testmission war ein voller Erfolg.

Zhuque-2 ist die weltweit erste Flüssigsauerstoff-Methan-Rakete, die erfolgreich in die Umlaufbahn eingetreten ist. Dies stellt einen bedeutenden Durchbruch bei der Anwendung neuer, kostengünstiger Flüssigtreibstoffe in den Trägerraketen meines Landes dar. Dies ist zugleich der erste erfolgreiche Start einer Trägerrakete für flüssigen Sauerstoff und Methan im inländischen privaten kommerziellen Luft- und Raumfahrtsektor.

„Die Zhuque-2-Rakete bringt unseren Forschungs- und Entwicklungsprozess von 0 auf 1.“ Zhang Changwu, CEO von Blue Arrow Aerospace, sagte, dass das Unternehmen in den vergangenen Jahren die Triebwerksreihe Tianque entwickelt, Prüfstände und Kalttestsysteme gebaut und insgesamt fast 100.000 Sekunden Bodentests durchgeführt habe. Es ist dem Unternehmen gelungen, das einzige Flüssigsauerstoff-Methan-Raketentriebwerk in China mit ausgereifter Flugtechnologie zu entwickeln, das das Antriebssystem von Zhuque-2 unterstützt.

Diese Mission ist der zweite Flug der Trägerrakete Suzaku-2. Ende 2022 absolvierte die Suzaku-2-Rakete ihren ersten Flugtest. Die Mission scheiterte aufgrund eines Risses in der Sekundärleitung des Triebwerks. Während des Jungfernflugs wurden das Antriebssystem, das Struktursystem usw. der Rakete relativ vollständig überprüft. Nach dem Jungfernflug wurden Managementprobleme im Zusammenhang mit dem Schnittstellenmanagement und der Gelenkkonstruktion durch eine anschließende „Zero-Return“-Verifizierung behoben.

Zhuque-2 ist eine zweistufige Flüssigkeitsrakete, die flüssigen Sauerstoff und Methan als Treibstoff verwendet. Es hat einen Rumpfdurchmesser von 3,35 Metern, eine Gesamthöhe von 49,5 Metern, ein Startgewicht von 219 Tonnen und einen Startschub von 268 Tonnen. Der maximale Durchmesser der Verkleidung beträgt 3,35 Meter und die Gesamtlänge beträgt 8,237 Meter. Die erste Stufe der Rakete verwendet vier parallel geschaltete 80-Tonnen-Flüssigsauerstoff-Methan-Triebwerke von Tianque, und die zweite Stufe verwendet eine Kombination aus einem 80-Tonnen-Flüssigsauerstoff-Methan-Triebwerk von Tianque und einem schwimmenden 10-Tonnen-Flüssigsauerstoff-Methan-Triebwerk von Tianque. Im Vergleich zu Feststoffraketen haben Flüssigkeitsraketen die Vorteile eines höheren spezifischen Impulses, eines einstellbaren Schubs und mehrerer Starts, was sie zu einer besseren Wahl für wiederverwendbare Trägerraketen macht.

Die Verwendung von flüssigem Sauerstoff und Methan als Treibstoff ist der größte Unterschied zwischen der Suzaku-2-Rakete und den Raketen der Langer-März-Serie, die wir normalerweise sehen. Laut Dai Zheng, stellvertretender Chefkonstrukteur und stellvertretender Kommandant von Suzaku-2, ist flüssiges Sauerstoff-Methan eine Mischung aus flüssigem Sauerstoff und Methan. Die Produkte der Methanverbrennung in Sauerstoff sind Kohlendioxid und Wasser, ein sauberes Brennmittel für Trägerraketen. Gleichzeitig ist dieser Brennstoff leicht zu gewinnen und die Technologie ist ausgereift. Im Vergleich zu Raketentreibstoffen wie flüssigem Wasserstoff und Kerosin ist es relativ billig, umweltfreundlicher, kostengünstig und leicht wiederzuverwenden.

Tatsächlich dürfte es nicht schwierig sein, auf dem Mars Treibstoff herzustellen, wenn eine ausreichend große Trägerrakete und ausreichend starke Transportkapazitäten für den Weltraum vorhanden sind. Derzeit strebt man an, Raketen wiederzuverwenden und Methan als Treibstoff zu verwenden. Dai Zheng erklärte, dass die Umgebungstemperatur im Weltraum niedrig sei. Die niedrigste Temperatur auf der Marsoberfläche kann -143 °C erreichen, und die niedrigste Temperatur auf der Mondoberfläche kann -190 °C erreichen, was zu hoch für flüssigen Wasserstoff und zu niedrig für Kerosin ist.

Beim Flugtest von Zhuque-2 ging es vor allem darum, die Richtigkeit und Rationalität des Teststart- und Flugablaufplans dieser neuen Flüssigsauerstoff-Methan-Rakete sowie die Übereinstimmung verschiedener Systemschnittstellen zu beurteilen und so den Grundstein für den späteren offiziellen kommerziellen Flug der Rakete zu legen. „Wir werden die Trägerraketen der Suzaku-Serie weiterhin als unsere Kernprodukte verwenden, unsere Produkte kontinuierlich optimieren und weiterentwickeln, die Raketenleistung weiter verbessern und den Markt mit kostengünstigen, leistungsstarken Raketenprodukten mit großer Kapazität versorgen“, sagte Zhang Changwu.

Zhang Changwu gab bekannt, dass Zhuque-2 insgesamt drei Testraketen vorbereitet habe und die Yao-3-Rakete vor diesem Start in die Endmontagephase eingetreten sei. Angesichts des Erfolgs der Yao-2-Mission wird Landspace im Jahr 2024 mit der Auslieferung kleiner Serien auf den Markt beginnen und dabei jährlich drei bis vier Starts durchführen. Im Jahr 2025 wird sich diese Zahl verdoppeln. Gleichzeitig hat Blue Origin ein Projekt für wiederverwendbare Raketen gestartet und plant, im Jahr 2025 eine Testflugmission durchzuführen.