¡Está arreglado! Construir una base lunar para 2030

Hay varias noticias recientes que me gustaría leer juntos. Durante las dos sesiones, Wu Weiren, miembro del Comité Permanente del Comité Nacional de la Conferencia Consultiva Política del Pueblo Chino, diseñador jefe del proyecto de exploración lunar de China y académico de la Academia China de Ingeniería, dijo que las tres primeras fases del Se ha completado el proyecto de exploración lunar y se ha completado la demostración de la cuarta fase. Antes de 2030, se establecerá una estación de investigación científica lunar en el polo sur de la Luna y se han incluido en la agenda alunizajes tripulados. Wu Weiren dijo que con la posterior expansión de la escala de las estaciones de investigación científica, se pueden realizar en la luna trabajos como la construcción de casas, albañilería e impresión 3D, y al mismo tiempo se pueden extraer minerales en la luna; son la dirección del desarrollo futuro. En el futuro, también podremos utilizar la Luna como trampolín para viajar más al espacio profundo y a planetas más lejanos.

El 10 de marzo, China y Rusia firmaron un acuerdo de cooperación para cooperar en la construcción de una estación de investigación científica lunar. El ámbito de cooperación incluye la superficie lunar o la órbita lunar. En otras palabras, China y Rusia no sólo cooperarán en la construcción de estaciones de investigación científica en el polo sur lunar, sino también en estaciones espaciales orbitales lunares.

Los amigos que siguen a Baisi Science pueden tener la impresión de que Baisi Science ha escrito muchos temas sobre el alunizaje tripulado de China antes. No ha habido una declaración oficial clara sobre el momento específico del alunizaje tripulado de China. En general, se cree que será alrededor de 2030. Esta vez, a través de las palabras del académico Wu, finalmente sabemos que la construcción de la estación de investigación científica lunar en el Polo Sur se iniciará antes de 2030, por lo que el alunizaje tripulado debe ser antes, y probablemente a más tardar en 2028.

El momento es emocionante. Después de todo, según el plan Artemis de Estados Unidos, regresará a la luna en 2024 y establecerá una estación de investigación científica en el polo sur lunar en 2028. Aunque es difícil para China llevar un hombre tripulado a la Luna antes que Estados Unidos y regresar a la Luna, el momento para establecer una estación de investigación científica antes de 2030 es equivalente al de Estados Unidos. Además, el tiempo para que Estados Unidos regrese a la Luna en 2024 se ha retrasado debido al desarrollo irregular del vehículo de lanzamiento SLS y a problemas de financiación. Es difícil decir quién ganará para entonces y quién será el primero en establecer una estación de investigación científica lunar.

La pregunta ahora es: si realmente queremos construir una estación de investigación científica lunar antes de 2030, ¿habrá cohetes adecuados disponibles? Aunque hace unos días se difundió información sobre el proyecto Gran Marcha 9, todo el mundo esperaba que el Gran Marcha 9 no realizaría su primer vuelo hasta 2028 o 2030. ¿Podrá cumplir con el calendario para establecer una estación de investigación científica lunar antes de 2030? ?

El 9 de marzo, Li Hong, miembro del Comité Nacional de la Conferencia Consultiva Política del Pueblo Chino y subdirector general de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China, dijo que el Gran 9 de Marcha volará con éxito al espacio dentro de cinco años. En otras palabras, alrededor de 2026 se lanzará por primera vez la Gran Marcha 9 y se dice que la nave espacial realizará un vuelo de prueba alrededor de la luna. La versión completa del Long March 9 puede transportar una nave espacial de 65 toneladas o materiales a la Luna al mismo tiempo. Dado que la capacidad de carga del Long March 9 supera la del Saturn V estadounidense, un solo lanzamiento puede transportar de 3 a 4 personas a la Luna y viceversa. Tomemos como ejemplo la construcción de la estación espacial lunar. Suponiendo que la estación espacial lunar inicial tenga la misma masa que la estación espacial Tiangong que comenzó a construirse este año, es decir, 60 toneladas, la tarea de construcción se puede completar con una Gran Marcha. 9 lanzamiento. La futura ampliación de la Estación Espacial Tiangong será de 180 toneladas, lo que sólo requerirá tres lanzamientos del Gran Marcha 9. En resumen, mientras tengamos el Gran 9 de Marcha, un poderoso artefacto de la gran potencia, no importará si se trata de un alunizaje tripulado, una base lunar o una estación espacial lunar.

Para el Gran 9 de Marzo lo más importante es el desarrollo del motor YF130. El YF130 es un motor de queroseno de oxígeno líquido de combustión suplementaria de 500 toneladas, que utiliza queroseno como combustible y proporciona aproximadamente 480 toneladas de empuje. La configuración de Long March 9 es de cuatro propulsores más etapas centrales. Cada propulsor tiene dos YF480, que proporcionan 980 toneladas de empuje. La etapa central tiene cuatro YF130 con un empuje de 1960 toneladas. Un total de 12 motores YF130 pueden proporcionar casi 6.000 toneladas de empuje. Normalmente, dicho empuje puede alcanzar un peso de despegue de al menos 4.500 toneladas y transportar no menos de 65 toneladas de carga a la luna.

No sólo tiene un gran empuje sino que además su rendimiento es altísimo. Actualmente, el mejor entre los motores de queroseno y oxígeno líquido de combustión suplementaria es el motor ruso RD180, conocido como un artefacto de primera generación. El RD180 se basa en el RD170 del vehículo de lanzamiento Energia de la era soviética. Voló por primera vez en 2000. Tiene un alto empuje y buen rendimiento. Es el motor de queroseno de oxígeno líquido de más alto nivel disponible actualmente. El cohete estadounidense Hércules V también compró el RD180 ruso. Estados Unidos ha considerado varias veces imitar el RD180, pero debido a problemas técnicos y de costos, luego desistió y continuó comprando productos rusos prefabricados.

En comparación con el RD180, los parámetros técnicos del YF130 son ligeramente peores que el impulso específico y todos los demás datos lo superan. El empuje más crítico de una sola cámara de combustión y la relación empuje-peso de toda la máquina superan al RD180, y el potencial de mejoras futuras es mayor. Una vez desarrollado con éxito, China tendrá el motor de queroseno de oxígeno líquido más avanzado del mundo.

Recién el 5 de marzo, la prueba de semisistema y estado completo del motor de cohete de 500 toneladas de mi país fue un completo éxito. El llamado semisistema es una prueba de funcionamiento del sistema en la que el motor tiene un conjunto completo de componentes excepto el dispositivo de empuje, es decir, no hay cámara de combustión ni boquilla, pero todo lo demás está incluido. Esto se debe a que el banco de pruebas de 500 toneladas de China aún no se ha construido. Una vez construido, se podrán realizar pruebas completas del sistema. En términos sencillos, la parte central del motor ya ha sido desarrollada, por lo que Zhang Hong dijo que confía en que el primer vuelo se realizará dentro de cinco años.

La segunda etapa del Gran Marcha 9 utiliza dos motores YF90 de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de 200 toneladas, proporcionando un empuje total de 448 toneladas y un impulso específico de 453. El motor YF90 se compara con el motor estadounidense SSME, también llamado RS-25, que es el motor utilizado por el transbordador espacial estadounidense y también se utiliza en el SLS que se está desarrollando en Estados Unidos. SSME también tiene un empuje de 200 toneladas y un impulso específico de 452. Actualmente es el motor de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de mayor nivel. YF90 se ha desarrollado desde 2013. La investigación y el desarrollo avanzan sin problemas y ya se encuentra en la etapa de prototipo. Se espera que se desarrolle con éxito en 2025. Después de una investigación y desarrollo exitosos, el nivel superará a SSME.

La etapa superior del Long March 9 utiliza cuatro motores YF79 de hidrógeno líquido y oxígeno líquido, cada uno con un empuje de unas 25 toneladas y un impulso específico de 460. YF79 es un motor de ciclo de expansión. El YF75 utilizado por el Long March 5 y el motor LE5 utilizado por el cohete japonés H2 son motores de ciclo de expansión. El YF75 tiene un empuje de menos de 9 toneladas y un impulso específico de 442; el LE5 tiene un empuje máximo de 13 toneladas y un impulso específico de unas 450. Debido a limitaciones teóricas, el empuje del motor de ciclo de expansión no puede exceder las 30 toneladas, por lo que el empuje del YF79 se ha acercado al límite superior teórico. Si el YF79 se desarrolla con éxito, se convertirá en el motor de hidrógeno líquido y oxígeno líquido con ciclo de expansión más avanzado del mundo.

Se puede observar que una vez completada la verificación del Gran Marcha 9, los motores de tres etapas estarán al más alto nivel del mundo. No sólo el empuje es de primera categoría, sino que el nivel técnico del motor también lo es. Para entonces, el Gran Marcha 9 será digno del título de cohete más potente del mundo.

Con un apoyo tecnológico tan poderoso y la floreciente economía de China, en comparación con la devastadora epidemia al otro lado del océano y los frecuentes recortes en la financiación de I+D, es realmente interesante ver quién gana y quién pierde en el Carrera por aterrizar en la Luna entre China y Estados Unidos.