Від «Чи зможе вийти на орбіту» до «Перемога за рахунок витрат» — китайська комерційна космічна галузь входить у еру великої транспортної потужності

«Оголошую, що місія цього запуску досягла повного успіху!» 30 березня ввечері це оголошення пролунало з диспетчерської-станції для телеметрії та керування в інноваційній випробувальній зоні комерційного космодрому «Дунфен». У зоні для глядачів на стартовому майданчику тут же вибухнули хвилі оплесків і вигуків радості.

О 19:00 30 березня ПАТ «ЦКЮ Юнчан (Чжунке Юхан) технолоуїш, (далі — «Чжунке Юхан»)» самостійно розроблений рідинний носій власної конструкції «Ліцзян-2» (місія «Яо-і один», міжнародний назв «Го Сіан лібо номер — Міжнародний текстильний центр»; далі — «Ліцзян-2») успішно здійснив перший політ, точно вивів експериментальний космічний корабель «Легкий човен (Чуїн)» (супутник «Новий шлях 02»), супутник «Новий шлях 01» і супутник «Тяньші-01» на заплановані орбіти.

Для «Чжунке Юхан» це історичний момент. Успіх першого польоту «Ліцзян-2» означає прорив ракети-носія серії «Ліцзян» у напрямі великої вантажопідйомності (великого тягового класу), низької вартості та високої частоти запусків. Для китайської комерційної космічної індустрії це означає успішне виведення на орбіту ще одного типу вітчизняної рідинної ракети-носія. Технологічний шлях «Ліцзян-2» відрізняється від інших вітчизняних багаторазових ракет, які раніше успішно виводили на орбіту, і свідчить про те, що в Китаї дослідження багаторазових ракет-носіїв рухаються паралельно різними технологічними маршрутами.

У майбутньому спробують групове повернення

«Ліцзян-2» — перша у Китаї ракета, яка успішно вивела на орбіту конструкцію CBC (узагальнена конфігурація «основного модуля прискорювача»). CBC — це рішення ракети, у якому кілька однакових модулів однойменного «циліндрового рівня» (core stage) встановлюють паралельно, щоб забезпечити гнучке нарощування вантажопідйомності. З проєкту «Ліцзян-2» видно, що перший ступінь цієї ракети складається з трьох паралельно з’єднаних універсальних модулів core stage. Кожен модуль використовує стандартні баки діаметром 3,35 м і встановлює 3 двигуни на рідкому кисні та гасі. Під час запуску в роботі одночасно працюють 9 двигунів першого ступеня.

Конфігурація CBC дає «Ліцзян-2» більш гнучку та керовану можливість виведення корисного навантаження. Наразі «Ліцзян-2» має універсальний модуль core stage діаметром 3,35 м: його здатність виведення на сонячно-синхронну орбіту висотою 500 км — 8 тонн, на навколоземну орбіту висотою 200 км — 12 тонн. У майбутньому «Ліцзян-2» може додатково збільшити ще 2 прискорювачі за рахунок «конструкторського» компонування, таким чином гнучко коригуючи вантажопідйомність. Повністю задовольняються потреби в будівництві великих сузір’їв низьких орбіт, зокрема «ґуо ванг мережа» (NGW) і «Цяньфань-сузір’я», а також потреби в доставці вантажів на низькій вартості для космічної станції.

З погляду схеми повернення «Ліцзян-2» використовуватиме групове повернення: тобто кілька універсальних модулів core stage після виконання завдання не відокремлюватимуться, а залишатимуться зв’язаними в один комплект і повертатимуться на Землю та здійснюватимуть вертикальну посадку.

«Як просто сказати, групове повернення, яке досліджує “Ліцзян-2”, полягає в тому, що “ядро” першого ступеня та прискорювачі не відокремлюються: вони піднімаються в космос разом зв’язаними, а потім як єдиний цілий блок повертаються і здійснюють вертикальну посадку». Про це неназваний представник галузі повідомив кореспонденту «Цзєньсінь жибао» (Securities Daily). Це висуває вищі вимоги до можливостей керування польотом ракет, а також означає, що маса всієї ракети, яка буде повертатися, буде більшою, а втрати вантажопідйомності — меншими.

Головний керівник програми «Ліцзян-2» Ян Хаолян у розмові з журналістами «Цзєньсінь жибао» та інших медіа заявив, що «Чжунке Юхан» спершу перевірятиме технологію повернення на серії літальних апаратів «Ліцюн» (Lihong), накопичуватиме дані про повернення та знижуватиме ризики розробки, а потім перенесе технологію повернення на середні та великі ракети-носії. У результаті, використовуючи схему компонування з універсальних модулів core stage в зв’язаному вигляді та групове повернення, компанія досягатиме мети повернення на рівні ракет великої вантажопідйомності.

«У всьому світі лише дві компанії реалізували можливість повернення ракети, але успішних прецедентів для групового повернення CBC-конфігурації ракети досі не було». Вищезазначений представник галузі зазначив, що «Ліцзян-2» сміливо досліджує новий шлях повернення, чим повною мірою демонструє інноваційний запал китайської комерційної космонавтики «сміливо пробувати та сміливо прориватися».

Перші запуски ракет великої вантажопідйомності — щільною чергою

Ключова мета прагнення до технології багаторазового використання ракет — зниження собівартості.

Ян Хаолян сказав, що нині за запуску «Ліцзян-2» (у нережимі повернення) вартість одного запуску є приблизно на рівні вартості одного запуску ракети-носія SpaceX Falcon 9 у режимі повернення. Пізніше, після реалізації повернення, вартість може знизитися приблизно до половини від рівня SpaceX.

Для досягнення цілі низької вартості ракети-носії серії «Ліцзян» застосовують новаторські підходи з подвійного шляху зниження витрат: «відправна точка проєктування + масове виробництво». Зокрема, в «Ліцзян-2» для ракети-носія застосовано уніфіковану конструкцію першого ступеня «носійного ядра» та конструкцію ступеня з прискорювачами на основі однакового проєкту. І 9 двигунів на першому ступені, і 1 двигун на другому ступені використовують однакові модулі тяги. Система телеметрії, контролю та авіоніка (航电) повністю уніфікована з ракетою-носієм «Ліцзян-1» і підтримує взаємозаміну, забезпечуючи уніфікацію всієї «лінійки» ключових продуктів ракети. Паралельно, запозичивши логіку автомобільних автоматизованих виробничих ліній та модульної розробки, «Ліцзян-2» може забезпечувати виробничу потужність до 20 запусків на рік.

Підвищення вантажопідйомності забезпечується ефектом масштабу, що ефективно «розмазує» фіксовані витрати на один запуск, і відповідно суттєво знижує ціну виведення за одиницю маси на орбіту, а також підвищує ринкову конкурентоспроможність комерційних запусків. Наразі «Ліцзян-2» має здатність виведення на сонячно-синхронну орбіту 500 км — 8 тонн, і на навколоземну орбіту 200 км — 12 тонн. Його можна розширювати до конфігурацій 0/2/4 зв’язаних модулів (пучків/зв’язок), гнучко покриваючи діапазон вантажопідйомності на рівні від 2 до 20 тонн для навколоземних орбіт.

Генеральний директор і керуючий партнер «Цзінша капітал» (Jingsha Capital) Лю Шан відповів кореспонденту «Цзєньсінь жибао»: «Довгострокова мета китайської комерційної космічної індустрії — за допомогою синергії великої вантажопідйомності та технології багаторазового використання досягти справжньої низькозатратної комерційної експлуатації. Але з огляду на нагальний темп розвитку сузір’їв у сьогоденні потреба у ракетах великої вантажопідйомності є ще більш пріоритетною».

Цей висновок ґрунтується на двох аспектах реального тиску.

По-перше, зростає потреба в запусках для супутникового інтернету. У 2026 році в «Звіті про роботу уряду» вперше було запропоновано прискорити розвиток супутникового інтернету. Наразі, якщо немає підтримки з боку ракет великої вантажопідйомності, годі й казати про прискорення будівництва супутникового інтернету.

По-друге, логістичні місії космічної станції висувають вищі вимоги до вантажопідйомності. Після виведення на орбіту експериментального космічного корабля «Легкий човен (Чуїн)» розпочнеться перевірка ключових технологій польоту на орбіті. Пізніше експлуатаційний вантажний корабель «Ченчжоу» (Zhengyang) буде стикуватися з китайською космічною станцією та забезпечуватиме послуги з доставки вантажів на орбіту для китайської космічної станції. Стабільна звичайна експлуатація космічної станції потребує надійного забезпечення вантажопідйомністю великого класу.

Успішне виведення «Ліцзян-2» на орбіту розпочало еру щільних запусків ракет великої вантажопідйомності в китайській комерційній космонавтиці. Ряд ракет із сильним профілем вантажопідйомності вже розписані за графіками запуску — та конкуренція навколо великої вантажопідйомності, низької вартості та можливості багаторазового використання набирає обертів.

Як стало відомо, ПАТ «Цзянсу Тяньбінь космічна технологія» (Jiangsu Tianbing Aerospace Technology Co., Ltd.), розроблений власними силами «Тяньлун-3» незабаром здійснить перший політ. За інформацією, вантажопідйомність «Тяньлун-3» на навколоземній орбіті сягає 22 тонн, що дає змогу здійснювати «одним ракетним запуском 36 супутників» для побудови мережі.

Планує здійснити перший політ у 2026 році власнорозроблена «Східним простором» (Orient Space) ракета «Іньлі-2»; вантажопідйомність на навколоземній орбіті становить 21,5 тонни. Вона використовує проєкт повернення на рівні core stage і орієнтована на побудову сузір’їв середніх і великих супутників, а також на комерційні запуски на високі орбіти. А компанія «Сінчжі Жун’ї Слава» (Interstellar Glory Aerospace Technology Group Co., Ltd.), що розробила багаторазову ракету-носій «Гіперболічна лінія 3» (双曲线三号), планує перший політ у 2026 році та досліджує морське повернення.

Головний аналітик сектора зв’язку У Синь («Хуатай сек’юритіз») сказав кореспонденту «Цзєньсінь жибао»: «У майбутньому поєднання ракет великої вантажопідйомності з технологіями багаторазового повернення буде формувати дві моделі синергії залежно від різних стадій розвитку супутникових сузір’їв, системно вивільняючи можливості запусків і знижуючи витрати».

На його думку, у «вікні» побудови сузір’їв китайська комерційна космічна індустрія може застосувати модель, де основою є велика вантажопідйомність, а підтримкою — можливість повернення. Ракета великої вантажопідйомності за рахунок надзвичайно високої одиничної вантажопідйомності здатна здійснювати масштабоване розгортання «одним запуском десятків супутників», у найкоротший час збудувавши базову рамку сузір’я та захопивши обмежені ресурси орбіт і частот. Водночас технологія повернення за рахунок повторного використання одного з ступенів мінімізує граничну вартість одного запуску, роблячи височастотні та високо-плотні запуски для побудови сузір’їв комерційно здійсненними. Після переходу в етап постійної експлуатації та обслуговування сузір’їв комерційна модель запусків може змінитися — з поверненням як основою і великою вантажопідйомністю як доповненням.

У Синь сказав: «Синергія двох моделей зусиллями відкриє для китайської комерційної космонавтики шлях до низької вартості, масштабованого та сталого розвитку».

Потрібно ще прорватися через кілька технічних «вузьких місць»

За оплесками та радісними криками постає більш реалістичне питання. Комерційна космічна ера низькозатратних, височастотних запусків супутників, що спирається на велику вантажопідйомність і багаторазове використання — наскільки далеко вона від нас?

На думку У Сина, із розвитком комерційної космічної індустрії «вузьке місце» вітчизняних самостійно розроблених ракет у збільшенні вантажопідйомності вже змінилося: з «чи зможе вона вийти на орбіту» на «чи здатна забезпечити низьку вартість і високу частоту запусків великої вантажопідйомності». Серед усього, прорив у двигунах із великою тягою на рідкому кисні-метані або рідкому кисні-керосині є фундаментом. Щоб забезпечити потреби у вантажопідйомності рівня «Starship», двигуни з повним витратним циклом довантаження (all-flow staged combustion) все ще потребують подальшої розробки.

Якщо двигуни визначають верхню межу вантажопідйомності, то технологія повернення ракет — визначає нижню межу витрат. Ян Хаолян відверто визнав: технологія багаторазового повернення ракет — ключовий шлях до зниження вартості запусків; її потрібно постійно вдосконалювати, долаючи основні складні моменти, зокрема аеротермозахист «великих зон повітря» та «широких діапазонів швидкості», наведення в реальному часі з нелінійними обмеженнями, глибоке векторне керування рідинними двигунами з глибокою тяго-корекцією та багатократні запуски.

Доброчинні сигнали з’являються один за одним. На тлі цих технічних «вузьких місць» китайська комерційна космічна індустрія активно шукає системні прориви.

У сфері двигунів великої тяги частина компаній комерційних ракет уже проводить стендові випробування двигунів із більшою тягою. Це свідчить про те, що Китай безперервно робить прориви в галузі високопродуктивних рідинних ракетних двигунів великої тяги.

Паралельно, за умов, коли тяга одного двигуна залишається обмеженою, паралельне з’єднання кількох двигунів є здійсненним технічним шляхом для підвищення вантажопідйомності. Конфігурація CBC «Ліцзян-2» є типовим застосуванням цієї ідеї.

Щодо технології повернення ракет, кілька компаній комерційних ракет уже оголосили, що планують цього року спробувати провести випробування повернення ракет. Ці зусилля спільно просувають китайську комерційну космонавтику від прориву в окремих точках до нарощування системних можливостей.

Успішний перший політ «Ліцзян-2» довів усьому світу, що китайські комерційні ракети вже мають «тверду міць» для запусків великої вантажопідйомності. «Ліцзян-2» та низка ракет великої вантажопідйомності забезпечують важливу підтримку для масового побудування мережі супутників і високочастотних запусків, прискорюючи перехід китайської комерційної космонавтики до масштабованого розвитку.

Лю Шан вважає, що цього року Китай досягне ключових проривів у технологіях повторного використання ракет; після цього комерційна космічна індустрія здійснюватиме подальші ітерації, спрямовані на підвищення надійності, оптимізацію вантажопідйомності та зниження витрат завдяки поверненню.

Джерело цієї статті: «Сенсаційний щоденник» (之声)

Попередження про ризики та застереження про відмову від відповідальності

        На ринку є ризики, інвестуйте обережно. Ця стаття не є персональною інвестиційною рекомендацією і не враховує особливі інвестиційні цілі, фінансовий стан чи потреби окремих користувачів. Користувачі мають розглянути, чи відповідають будь-які думки, погляди або висновки в цій статті їхнім конкретним обставинам. Тож інвестування — на власний ризик, відповідальність — на вас.