Changzheng 5
,
Long March 5
o
Larga Marcha 5
(en
chino tradicional
長征五,
simplificado
. ?征五,
pinyin
:
Changzheng w?
) conocido tambien por
LM-5
,
CZ-5
, o
Changzheng 5
, es un
vehiculo de lanzamiento pesado
chino desarrollado por la
Academia China de Tecnologia de Vehiculos de Lanzamiento
(CALT). CZ-5 es el primer vehiculo chino con un nuevo diseno enfocado en combustibles liquidos desde cero.
[
1
]
El objetivo principal de "Larga Marcha 5" sera satisfacer la necesidad de
China
de lanzar carga en una
orbita baja
y una
orbita geoestacionaria
durante los proximos 20-30 anos. Se utilizara en dos configuraciones: CZ-5 para lanzar
satelites geoestacionarios
y
sondas interplanetarias
, capaz de poner una carga util de 14.000 kg en
GTO
.
[
2
]
[
3
]
, y CZ-5B, optimizado para lanzar modulos pesados, de hasta 25.000 kg, en orbita terrestre baja.
[
4
]
El Larga Marcha 5, en terminos de carga util, es comparable con los
vehiculos EELV
de tipo pesado un poco inferior a lo que fueron el
Delta IV Heavy
y al
Ariane-5
y lo que es el
Proton-M
.
[
5
]
El lanzamiento inaugural del CZ-5 tuvo lugar el 3 de noviembre de 2016 a las 12:43
UTC
, desde el
Centro de Lanzamiento de Satelites de Wenchang
en la isla de
Hainan
. El lanzamiento fue un exito rotundo.
El Larga Marcha 5 tambien tiene un variante designado el
Larga Marcha 5B
. Que ha sido usado para la construccion de la
Estacion Espacial Tiangong
y un vuelo de prueba del
Mengzhou
.
Preambulo
[
editar
]
La necesidad de nuevos vehiculos de lanzamiento chinos surgio a fines de los 90 y principios de los 2000. El desarrollo del
programa espacial
requiere el lanzamiento de los componentes de las estaciones orbitales, la carga regular y las misiones tripuladas en una orbita de baja referencia, el lanzamiento de satelites pesados en la orbita geoestacionaria y el lanzamiento de vehiculos de investigacion del
sistema solar
. El objetivo era crear una serie de vehiculos de lanzamiento seguros, confiables y economicos que cubrieran la gama completa de cargas utiles, desde livianas a pesadas. Que posteriormente podrian reemplazar por completo los misiles existentes de las series
Larga Marcha 2
,
3
y
4
. Un paso importante fue la decision de cambiar la pareja de
propergoles
altamente toxicos y costosos
UDMH
y
Tetroxido de dinitrogeno
a
queroseno
,
oxigeno liquido
e
hidrogeno liquido
mas seguros, productivos y mas baratos.
[
6
]
El proyecto se anuncio en 2001, pero el trabajo serio en su desarrollo comenzo a partir del 2007. Los planes iniciales incluyeron la creacion de la familia Larga Marcha-5 de misiles modulares, cuyas diversas modificaciones podrian llevar cargas de 1,5 a 25 toneladas a una orbita de baja. Posteriormente, se dividio en series separadas segun la carga util: ligera - "
Larga Marcha 6
", media - "
Larga Marcha 7
" y pesada - "Larga Marcha 5". La nueva familia de vehiculos de lanzamiento utiliza componentes estructurales comunes, incluidos los motores de cohetes, que redujeron significativamente tanto el tiempo como el costo de desarrollo y produccion.
[
7
]
Necesidades
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]
Estacion orbital
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editar
]
Se utiliza durante la construccion de la
Estacion Espacial Tiangong
a partir del 2021, usando la variante Larga Marcha 5B.
Telescopio espacial
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]
Un cohete Larga Marcha 5 se utilizara para poner en orbita el telescopio espacial chino
Xuntian
, el cual podra acoplarse con la estacion espacial china.
Exploracion de la Luna
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]
Los cohetes de esta serie estan planeados para ser utilizados para implementar el
Programa Chino de Exploracion Lunar
.
Exploracion de Marte
[
editar
]
Ademas, los cientificos chinos planean en 2020, en el marco del programa de
exploracion de Marte
, lanzar una sonda para el estudio del Planeta Rojo con la ayuda del vehiculo de lanzamiento Larga Marcha-5 en la orbita de transicion de la Tierra y Marte para asi empezar a planear nuevos planes a futuro.
[
8
]
Ademas, el proyecto 2020
Mision china a Marte
, programado para 2020.
Historia del desarrollo
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]
El disenador jefe actual de la serie de cohetes Larga Marcha 5 es Li Dong de la
Academia China de Tecnologia de Vehiculos de Lanzamiento
(CALT). Y el primer disenador jefe (enero de 2001 a enero de 2006) fue Xu Shenghua. El desarrollador lider del vehiculo de lanzamiento Larga Marcha-5 es
Long Lehao
La Academia de Tecnologia de Cohetes Portadores de China y la Academia de Tecnologia Aeroespacial de Shanghai emprenden el desarrollo de nivel basico y de refuerzo, respectivamente. El objetivo principal de "Larga Marcha-5" sera satisfacer la necesidad de China de lanzar carga en una orbita basica baja y una orbita geoestacionaria durante los siguientes 20 a 30 anos.
El proyecto se anuncio en febrero de 2001 con el inicio del desarrollo en 2002, el primer lanzamiento del vehiculo de lanzamiento se esperaba en 2008. Sin embargo, la financiacion se asigno solo en 2007, como lo anunciaron los desarrolladores del proyecto durante la exposicion en Dongbei.
Las ideas fundamental del diseno de la serie de cohetes Larga Marcha 5 se centran en la modularidad. La serie implementa un diseno modular y consta de tres modulos con diametros de 5 metros, 3,35 metros y 2,25 metros. El modulo de 5 metros contiene dos motores
YF-77
de 50 toneladas (nucleo uno) o dos motores YF-75D de 9 toneladas (nucleo dos), y el modulo de 3,35 metros contiene dos motores
YF-100
de 120 toneladas. El modulo de 2.25 m contiene un motor YF-100 de 120 toneladas. La ventaja del diseno modular es que se pueden ensamblar diferentes modulos en cohetes con diferentes empujes segun sea necesario para realizar diferentes tareas. Por ejemplo, el modelo mas potente de la serie utiliza dos modulos de 5 metros como propulsor principal y cuatro modulos de 3.35 metros como refuerzo.
Por otro lado se disenaron tres nuevos
motores de cohete
, con
propergoles
no toxicos,
hidrogeno liquido
o
queroseno
como
combustible
y
oxigeno liquido
como
comburente
. Los motores YF-100 de oxigeno liquido y queroseno emplean
ciclo de combustion escalonada de alta presion
con un empuje de 120 toneladas. EL motor YF-77 de hidrogeno y oxigeno de
ciclo con generador de gas
de 50 toneladas y un motor YF-75D de hidrogeno y oxigeno de
ciclo de expansion
de 9 toneladas.
El motor de queroseno de oxigeno liquido YF-100 de 120 toneladas fue probado con exito el 29 de julio de 2012
[
9
]
.Las pruebas fueron realizadas por la
Administracion Espacial Nacional China
(CNSA). Sin embargo, la investigacion y el desarrollo anteriores encontraron algunas dificultades, y el progreso se retraso varias veces.
[
10
]
[
11
]
[
12
]
[
13
]
El cohete Larga Marcha 5 completo la segunda prueba del sistema de potencia a nivel central el 23 de marzo de 2015
[
14
]
desde enero de 2016, el Larga Marcha 5 ha; recibido capacitacion conjunta en el Centro de Lanzamiento Aeroespacial Wenchang por un total de 140 dias.
[
15
]
La planta de produccion Changzheng-5 se construyo (la construccion comenzo el 30 de octubre de 2007 ) en la ciudad de
Tianjin
, cerca del puerto de Tianjin , que se suponia que se utilizaria para la entrega de grandes bloques de BT a los sitios de lanzamiento (el transporte del bloque central de un diametro de 5 metros solo es posible por agua). Los misiles seran transportados al cosmodromo de
Wenchang
en la isla de Hainan. Esta fabrica tiene un area de mas de medio millon de metros cuadrados, el costo de construccion sera de mas de 4.5 mil millones de
yuanes
(US$ 650 millones). La primera fase de construccion estaba programada para completarse en 2009; La finalizacion de la empresa estaba prevista para 2012.
[
16
]
El Larga Marcha 5 tardo diez anos en desarrollarse y realizo con exito su primera prueba de vuelo el 3 de noviembre de 2016.
Morfologia
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]
Primera etapa
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]
El CZ-5-500 es la primera etapa de cohete chino completamente
criogenico
, que se utiliza como la primera etapa del vehiculo de lanzamiento.
Se emplean como
propergoles
criogenicos hidrogeno liquido (
combustible
) a ?252° С y
oxigeno liquido
(comburente) a ?183° С,
[
6
]
[
17
]
Antes de esto, China solo tenia experiencia con la tercera etapa de los vehiculos de lanzamiento Larga Marcha-3A y Larga Marcha-3B y, en consecuencia, con volumenes de tanque de combustible significativamente mas pequenos y un menor rendimiento del motor.
[
6
]
La altura del etapa es de 33.2 m, y su diametro 5 m, un peso en seco de aproximadamente 18 toneladas. Las paredes de los tanques de combustible, con una capacidad de 175 toneladas, estan hechas de
aleacion
de
aluminio
. Los tanques poseen mamparos separados. El tanque de oxidante se encuentra por encima del tanque de combustible. El oxidante fluye a los motores a traves de tuberia que atraviesa el tanque de combustible. Para bombear se utilizan los componentes del combustible en estado gaseoso que se forman durante el funcionamiento de los motores.
[
6
]
Monta dos motores cohete propulsores liquidos YF-77. Se trata de un motor de
ciclo abierto
. Ademas es el primer motor criogenico chino con un alto nivel de empuje, un paso tecnologico significativo respecto del motor YF-75 utilizado en la tercera etapa de los cohetes de la serie CZ-3.
[
17
]
El empuje total de los motores de primera etapa es de 1020 kN al nivel del mar y de 1400 kN al vacio, el impulso especifico es de 310s y 426s, respectivamente.
[
6
]
Cada motor puede orientarse individualmente respecto al eje central en dos direcciones, proporcionando control del vector de empuje en
cabeceo
,
guinada
y
rotacion
.
El tiempo de encendido de la etapa es de hasta 520 segundos.
[
17
]
Propulsores de apoyo
[
editar
]
Cuatro
propulsores de apoyo
, o aceleradores, de propergoles liquidos, CZ-5-300, se fijan a los lados de la primera etapa y proporcionan el empuje principal del vehiculo durante el lanzamiento. El empuje total de la primera etapa y los aceleradores en el momento del lanzamiento alcanza los 10.565 kN.
[
6
]
[
17
]
El diametro del acelerador es de 3.35 m, la altura es de 27.6 m, el peso en seco es de unas 12 toneladas y contiene hasta 147 toneladas de propergoles, que son queroseno y oxigeno liquido.
[
6
]
El acelerador tiene dos motores de circuito cerrado
YF-100
, lo que le proporciona un empuje de 2.400 kN al nivel del mar, llegando a 2.680
kN
en vacio. El
impulso especifico
es de 300s al nivel del mar y 335s en el vacio.
[
17
]
El mismo motor se usa en la primera etapa y los aceleradores laterales del vehiculo de lanzamiento Larga Marcha-7; una version modificada, acortada, del acelerador con un unico YF-100 se usa como la primera etapa del vehiculo de lanzamiento Larga Marcha-6.
Los aceleradores operan durante 173 segundos despues del lanzamiento del vehiculo. Transcurrido ese tiempo, a una altitud de aproximadamente 72 km, se desconectan mediante
pernos explosivos
. Para una mayor seguridad, se instalan pequenos
motores de combustible solido
en las partes superior e inferior del acelerador, desviandolo de la primera etapa.
[
6
]
Segunda etapa
[
editar
]
Utilizado para lanzamientos de grandes cargas en orbitas altas. En su estructura, se asemeja a la segunda etapa del vehiculo de lanzamiento Delta-4, con tanques de combustible de diferentes diametros. El tanque de combustible (hidrogeno liquido) tiene el mismo diametro que la primera etapa (5 m), mientras que el diametro del tanque oxidante debajo de el (oxigeno liquido) es inferior a 4 m, junto con los motores, esta oculto por la seccion intermedia de la primera etapa.
[
6
]
La altura de la etapa es de aproximadamente 11,5 m, su peso en seco 3.400 kg. Contiene 26,5 toneladas de propergoles.
La etapa esta equipada con dos motores de
ciclo expansor
YF-75D. Esta version mas potente del motor YF-75 dispone de un sistema de reencendido que le permite reiniciar los motores repetidamente durante el vuelo. El empuje total de la etapa es 176.52 kN, el impulso especifico es 442s.
[
6
]
[
17
]
El tiempo de encendido de la etapa es de hasta 780 segundos.
[
17
]
Tercera etapa, opcional
[
editar
]
El bloque de refuerzo
Yuanzheng-2
(YZ-2) se puede utilizar para llevar la carga directamente a la
orbita geoestacionaria
o a la orbita baja de la Tierra (para satelites del sistema de navegacion, altitud de unos 22.000 km). Esta version mejorada del reforzador Yuanzheng-1, se empezo a utilizar en 2015 en los cohete CZ-3. Disenado especificamente para su uso en el Larga Marca-5, la version YZ-2 tiene un diametro y una capacidad de propergoles mayor, y esta equipado con dos motores YF-50D en lugar de uno.
[
6
]
Utiliza
propergoles hipergolicos
:
dimetilhidrazina asimetrica
y
tetraoxido de dinitrogeno
.
El motor puede volver a encenderse para llevar con precision los satelites a la orbita requerida durante muchas horas de vuelo.
Para proteger la carga util durante el vuelo atmosferico, se utiliza una cofia de un diametro exterior de 5,2 m. Para la version basica del CZ-5, la longitud de la
cofia
es de 12,3 m, para la version CZ-5B, se utilizara una cofia de 20,5 m, que permite acomodar una gran carga util, como un modulo de estacion espacial.
[
6
]
Historial de vuelo
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]
Vuelo inaugural (3 de noviembre de 2016)
[
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]
El vuelo inaugural del lanzador Long March 5 tuvo lugar el 3 de noviembre de 2016 el lanzador despega a las 12:43 UT y la fase de propulsion avanza de manera nominal. El lanzamiento se lleva a cabo desde la plataforma de lanzamiento de Wenchang para el lanzador construido en la base en la
isla de Hainan
en el suroeste de China. Despues de los cohetes Long March 6 (lanzador ligero de propulsion liquida),
Long March 11
(lanzador ligero de propulsor solido) y Long March 11 (lanzador mediano), es el cuarto lanzador chino en realizar su primer vuelo en un periodo de 14 meses. Esta primera mision del lanzador pesado esta destinada a probar su funcionamiento. Utiliza la version cubierta de dos etapas de la etapa superior YZ-2 y lleva el satelite experimental Shijian-17 YZ-2. El conjunto formado por la etapa superior y
Shijian-17
tiene una masa estimada de alrededor de 13 toneladas.
[
18
]
Fallo del segundo vuelo (2 de julio de 2017)
[
editar
]
Para su segundo vuelo que tiene lugar el 2 de julio de 2017, el lanzador Long March 5 colocara un satelite de telecomunicaciones experimental de 7,5 toneladas en la orbita geoestacionaria Shijian-18. Esta es la primera vez que utiliza la plataforma DFH-5, que utiliza las tecnicas mas avanzadas y es el satelite mas grande lanzado por China. 5 minutos y 47 segundos despues del despegue, el video transmitido por el cohete muestra la aparicion de un chorro de gas blanco que parece resultar de una brecha en el conjunto de propulsion de la primera etapa. El apagado programado despues de 465 segundos de vuelo tuvo lugar 105 segundos mas tarde, lo que parece indicar que el sistema de pilotaje del lanzador intento compensar el empuje insuficiente. La segunda etapa toma el control pero se apaga despues de solo 3 minutos y 15 segundos, un tiempo mucho mas corto que el programado. Tan pronto como se apaga la primera etapa, el lanzador, cuya velocidad es insuficiente, pierde altitud. El satelite no se pone en orbita. La perdida, segun algunas fuentes, se estima en 1.800 millones de yuanes (232 millones de
euros
) y retrasara las misiones lunares previstas. La falla se atribuye a la falla estructural de una turbobomba de un motor YF-77desde el primer piso. La inmovilizacion del lanzador tiene importantes consecuencias en el cronograma del ambicioso programa de exploracion lunar del pais.
[
19
]
Reanudacion de vuelos (27 de diciembre de 2019)
[
editar
]
Despues de una larga pausa de mas de dos anos, el lanzador realizo un tercer vuelo exitoso el 27 de diciembre de 2019 colocando el satelite de telecomunicaciones Shijan-20 en
orbita geoestacionaria
. Esto inaugura una nueva plataforma DFH-5 con un rendimiento en
banda Ka
de 70 gigabits de datos por segundo y con un enlace descendente de laser
infrarrojo
de hasta 4,8 gigabits por segundo.
[
20
]
Primer vuelo de la version 5B (5 de mayo de 2020)
[
editar
]
Video del despegue del primer Gran Marcha 5B
El primer vuelo de la version 5B tuvo lugar el 5 de mayo de 2020 a las 10 a. m. UTC, con el CASC confirmando el lanzamiento exitoso 20 minutos despues del despegue. Esta version sin segunda etapa es capaz de colocar mas de 22 toneladas en orbita baja y tiene un carenado de 20,5
m de
largo y 5,2
m
de diametro. La carga util se coloca en orbita 488 segundos despues del despegue.
[
21
]
Es un prototipo de la nave espacial tripulada china de nueva generacion, con una longitud de 8,8
m y
una masa de 21,6 toneladas. La nave espacial realiza siete
maniobras
de elevacion de orbita utilizando su propia propulsion, alcanzando un pico de alrededor de 8.000
km.
, para probar una reentrada de alta velocidad similar a un regreso de la orbita lunar. Enciende su propulsion en una ultima vez el 8 de mayo hasta las 5
h
21m UTC para desorbitar. El modulo de tripulacion y el modulo de servicio se separan a las 5
h
33m UTC. La velocidad durante la
reentrada atmosferica
supera los 9
km/s
. La capsula ralentiza su descenso con tres paracaidas, amortiguando el impacto final con el suelo mediante airbags a las 5
h
49 UTC en el desierto de Mongolia Interior Dongfeng, finalizando la mision a las 67 horas del buque.
[
22
]
Durante el lanzamiento, el Long March 5B tambien inserta su escenario central en una
orbita eliptica
de 151 por 317
km
con una inclinacion de 41 grados. El escenario vacio tiene entonces una masa de unas 20 toneladas, con una longitud de 31,7
m y
un diametro de 5
m
. El 11 de mayo de 2020 a las 15
h
33m UTC, el aparato entra a la atmosfera sobre el Oceano Atlantico, sin causar danos, quince minutos antes, sobrevolaba la ciudad de Nueva York a solo 170
km
sobre el nivel del mar. Por lo tanto, se evito un posible accidente. Sin embargo, algunos informes indican que cayeron escombros en
Costa de Marfil
.
[
23
]
Es el objeto mas grande en realizar una reentrada incontrolada desde la desintegracion de la
estacion espacial sovietica Salyut 7
en 1991.
Segundo vuelo de la version 5B (29 de abril de 2021)
[
editar
]
Declive de la orbita de la etapa central durante su reentrada incontrolada.
El segundo vuelo de la version Larga Marcha 5 tuvo lugar el 29 de abril de 2021 a las 3
h
23 UTC. Llevando a la orbita el primer modulo de la futura estacion espacial china, Tianhe. Este primer modulo, con una masa de 22 toneladas, una longitud de 16,6
y
un diametro de 4,2
m,
alcanza su altitud de 370
km
y su inclinacion de 41,5
°
sin incidentes.
[
24
]
Al igual que el vuelo anterior, su etapa central se puso en orbita y comenzo su perdida de altitud para desintegrarse en la atmosfera. Este reingreso se convirtio en incontrolado y provoco cobertura mediatica internacional.
[
25
]
[
26
]
[
27
]
Finalmente cayo en el
Oceano Indico
cerca a islas de
Maldivas
.
[
28
]
[
29
]
[
30
]
Vease tambien
[
editar
]
Referencias
[
editar
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. 9 de mayo de 2021
. Consultado el 9 de mayo de 2021
. ≪El cohete chino Long March 5B que viajaba sin control a una velocidad de 28.000 kilometro , ya se encuentra en la tierra y termino estrellandose en el territorio del oceano indico la noche de este sabado 8 de mayo, asi lo confirmo la Oficina de Ingenieria Espacial Tripulada de China (CMSEO).≫