China lança Tianzhou-6 para a estação espacial Tiangong

A China lançou uma nova missão logística com cerca de 7,4 toneladas de equipamentos, experiências e mantimentos para a estação espacial Tiangong.

O lançamento do veículo de carga Tianzhou-6 (天舟六号) foi realizado a 10 de Maio de 2023 às 1322:51,405UTC a partir do Complexo de Lançamento LC201 do Sítio de Lançamentos Espaciais de Wenchang, província de Hainan, e foi levado a cabo pelo foguetão Chang Zheng-7 (Y7). A separação da Tianzhou-6 teve lugar às 1332:46UTC.

O veículo realiza uma série de manobras para se aproximar da estação espacial Tiangong com a qual deverá acoplou de forma automática às 2116UTC.

A Tianzhou-6 apresenta algumas diferenças relativamente aos veículos anteriores, tendo o seu volume de carga sido aumentado para 22,5 m3 (em relação aos 18,1m3 anteriormente utilizados). Isto foi possível ao se deslocar alguns dispositivos anteriormente colocados no módulo de carga para o módulo de serviço, permitindo assim o transporte de cerca de 7.400 kg de carga, incluindo 70 kg de frutas e 1.750 kg de propelente, dos quais 700 kg serão transferidos para a Tiangong. Outra carga inclui roupas, alimentos, água, amostras experimentais, equipamentos diversos, consumíveis e partes sobressalentes para 29 experiências.

A Tianzhou-6 representa a primeira missão do terceiro tipo de veículos logísticos Tianzhou. A secção de propulsão foi resudizda e a secção de carga foi aumentada, permitindo transportar cerca de 20% mais carga enquanto se mantém a mesma massa e dimensões do veículo.

Os veículos Tianzhou-1 e Tianzhou-2 represnetam os veículos Tianzhou Tipo 1, com oito tanques de propelente, enquanto os veículos Tianzhou Tipo 2 tinha quatro tanques de propelente (Tianzhou-3 a Tianzhou-5). O terceiro tipo destes veículos logísticos (Tianzhou Tipo 3) estão equipados com quatro tanques de propelente de menores dimensões (Tianzhou-6 a Tianzhou-11).

A bordo também seguiu um CubeSat-12U com uma massa de 17kg denominado “Dalian-1 Lianli” (大连一号连理). O pequeno satélite foi desenvolvido pela Universidade de Tecnologia de Dalian University of Technology e transporta uma câmara hiperespectral de alta resolução e um sistema de propulsão HAN de monopropelente.

Em preparação para a chegada da Tianzhou-6, o veículo Tianzhou-5 separou-se da Tiangong por volta das 0726UTC do dia 5 de Maio, iniciando um período de voo orbital autónomo. A Tianzhou-5 irá voltar a acoplar com a Tiangong depois da partida da cápsula espacial tripulada Shenzhou-15.

Com as novas modificações introduzidas, os veículos Tianzhou tem uma capacidade de carga de 7.500 kg, incluindo 2.000 kg de propolente, tendo um comprimento de 10,6 metros e um diâmetro máximo de 3,35 metros.

Desenvolvidos na base das estações espaciais Tiangong-1 e Tiangong-2, os veículos têm a capacidade de executar as manobras de aproximação e acoplagem de forma automática, mas tal como acontece com os veículos de carga russos, o centro de controlo em Terra e as tripulações a bordo das estações espaciais têm a capacidade de intervir nestas manobras.

Transportando carga diversa e combustível para a órbita terrestre, os veículos Tianzhou também serão utilizados para descartar lixo ou para levar a cabo missões autónomas após a separação. No final de cada missão, os veículos serão destruídos nas reentradas atmosféricas.

A bordo do Tianzhou-6 seguiram mantimentos e carga para as futuras tripulações da Tiangong, equipamentos e materiais a ser utiizados na estação espacial, equipamentos e dispositivos experimentais, e equipamentos médicos experimentais, entre outros.

De momento, a bordo da Tiangong encontram-se os taikonautas Fei Junlong (Comandante), Deng Qingming e Zhang Lu, que chegaram a bordo da Shenzhou-15 lançada a 29 de Novembro de 2022. Esta tripulação estará na Tiangong para receber a nova tripulação que será lançada a bordo da Shenzhou-16 a 25 de Maio de 2023.

A estação espacial Tiangong

A estação espacial modular Tiangong é um laboratório orbital do tipo ‘Mir’, sendo constituída por um módulo central ao qual serão acrescentados outros módulos de forma gradual.

A estação é composta pelos módulos Tianhe (módulo central), pelos módulos científicos Wentian e Mengtian, e pelo Xuntian (módulo em voo livre). Com uma cápsula Shenzhou acoplada, a massa total do complexo orbital (três módulos) será de 62.000 kg.

Os módulos Wentian e Mengtian são módulos científicos com uma massa de cerca de 20.000 kg, comprimento de 14,4 metros e um diâmetro de 4,2 metros. São módulos pressurizados construídos a partir das experiências obtidas com o módulo orbital Tiangong-2 e serão utilizados para levar a cabo experiências nas áreas das ciências da vida, biotecnologia, física, ciências dos materiais, microgravidade, etc. Para além das experiências localizadas no interior pressurizado, ambos os módulos são capazes de albergar experiências exteriores tanto e plataforma de exposição ao ambiente espacial, como fixadas nas respectivas fuselagens. Os módulos foram acoplados no porto de acoplagem axial do módulo Tianhe e posteriormente transferidos para um porto lateral utilizando um sistema de manipulação remota operado a partir do interior da estação espacial ou de forma remota a partir do centro de controlo.

A zona habitável no Tianhe é de 50 m3, atingindo os 110m3 se se combinar as áreas habitáveis dos outros dois módulos.

O módulo Wentian tem sistemas de controlo adicionais que poderão ser utilizados caso surja algum problema com o Tianhe. O módulo Mengtian possui funções similares ao Wentian, mas está equipado com uma escotilha especial para permitir as entrada e saída de carga e instrumentos com o auxílio dos tripulantes ou de forma autónoma utilizando o sistema de manipulação remota.

No total, existem dezesseis prateleiras experimentais (racks) entre o módulo principal, os dois módulos experimentais e uma plataforma externa de experimentos. As prateleiras experimentais têm cerca de 1,8 metros de altura, 1 metro de largura e 0,9 metros de profundidade, pesando menos de 500 kg.

Um outro módulo experimental, o Xuntian (Cruzador dos Céus), será um telescópio espacial com um espelho de dois metros de diâmetro. O módulo não estará acoplado ao complexo Tiangong, mas orbitará perto da estação, podendo ser acoplado à mesma para operações de reparação. Será usado para estudar o mecanismo de expansão acelerada do universo, para estudos sobre a energia e matéria escura, e a origem e evolução do universo.

A estação espacial é regularmente abastecida com os veículos de carga Tianzhou, cujo primeiro foi lançado em Abril de 2017 para a estação espacial Tiangong-2.

O foguetão Chang Zheng-7

O desenvolvimento do Chang Zheng-7 (长征七号) teve início em Maio de 2010, sendo então designado Chang Zheng-2F/H. Este, é um vector de capacidade média desenvolvido pela Academia Chinesa de Tecnologia de Veículos Lançadores. O projecto inicial apontava para uma versão modernizada do foguetão Chang Zheng-2F para ser utilizado em missão tripuladas e não tripuladas do programa espacial tripulado da China.

O CZ-7 será principalmente utilizado para colocar em órbita o veículo logístico Tianzhou para a estação espacial modular Tiangong, mas no futuro irá substituir os actuais lançadores que consomem propelentes hipergólicos Chang Zheng-2,  Chang Zheng-3 e Chang Zheng-4.

Os componentes do lançador são fabricados na cidade industrial de Tianjin e depois transportados para o local de lançamento utilizando dois navios de carga construídos para esse efeito, o Yuanwang-21 e o Yuanwang-22. Os componentes são depois descarregados no porto de Qinglan que serve o Centro de Lançamentos Espaciais de Wenchang.

O Chang Zheng-7 é propulsionado pelo motor YF-100, com o primeiro estágio a utilizar dois motores e os propulsores laterais a utilizarem um motor cada um, e pelo motor YF-115, com o segundo estágio a utilizar quatro motores. Estes dois motores consomem querosene e oxigénio líquido (LOX).

O desenvolvimento do YF-100 teve início em 2000 na Academia de Tecnologia de Propulsão Espacial Líquida. O motor foi certificado para Administração Estatal para a Ciência, Tecnologia e Industria para Defesa Nacional em Maio de 2012. É um motor de combustão de ciclo escalonado que desenvolve 1.199,48 kN ao nível do mar (1.339,48 kN no vácuo) com um impulso específico de 2.942,0 Ns/kg (3.286,2 Ns/kg no vácuo). O motor é também utilizado nos foguetões Chang Zheng-5 e Chang Zheng-6.

O motor YF-115 é também um motor de combustão de ciclo escalonado que desenvolve 176,5 kN no vácuo. O seu comprimento total é de 2,33 metros e o seu diâmetro é de 0,94 metros. O motor foi desenvolvido pela Academia de Tecnologia de Propulsão Espacial Líquida e é também utilizado nos foguetões Chang Zheng-5 e Chang Zheng-6.

A configuração básica do CZ-7 é um lançador a dois estágios com quatro propulsores laterais a auxiliar o primeiro estágio. O comprimento total é de 53,00 metros, diâmetro de 3,35 metros e envergadura de 10,05 metros. A sua massa bruta é de 597.000 kg. No lançamento desenvolve uma força de 7.200 kN e o lançador é capaz de colocar 13.500 kg numa órbita terrestre baixa a 400 km de altitude ou 5.500 kg numa órbita sincronizada com o Sol a 700 km de altitude.

No seu voo inaugural, o CZ-7 estava equipado com um estágio superior YZ-1A. Este estágio apresenta algumas melhorias em relação à versão original YZ-1. O seu tempo de missão foi alargado para 48 horas em comparação com as 6,5 horas para o YZ-1, e pode realizar nove reignições do seu motor (possivelmente, poderá realizar até 20 queimas). O estágio pode executar pelo menos sete manobras de separação de satélites (o YZ-1 só tem capacidade para um satélite).

Lançamento Veículo Local Lançamento Data Hora (UTC) Carga
2017-021 Y2 Wenchang

LC201

20/Abr/17 11:41:35,361 Tianzhou-1

Silu-1

2021-046 Y3 Wenchang

LC201

29/Mai/21 12:55:29,373 Tianzhou-2
2021-085 Y4 Wenchang

LC201

20/Set/21 07:10:11,392 Tianzhou-3
2022-050 Y5 Wenchang

LC201

09/Mai/22 17:56:37,376 Tianzhou-4
2022-152 Y6 Wenchang

LC201

12/Nov/22 02:03:12,374 Tianzhou-5
2023-063 Y7 Wenchang

LC201

10/Mai/23 13:22:51,405 Tianzhou-6

Dalian-1 Lianli

O YZ-1A possui um sistema de controlo térmico melhorado, além de melhores algoritmos de orientação e planeamento orbital para missões de lançamentos múltiplos. O YZ-1A será assim a base para futuros estágios a ser utilizados em missões no espaço profundo, rebocadores espaciais e veículos de manutenção e de remoção orbital.

Sítio de Lançamentos Espaciais de Wenchang

O Sítio de Lançamentos Espaciais de Wenchang está localizado no canto Nordeste da Ilha de Hainan, na costa Sul da China, e é administrativamente dependente do Centro de Lançamento de Satélites de Xichang.

O complexo de lançamento fornece uma maior versatilidade que não é proporcionada pelos restantes três locais de lançamento (Jiuquan, Xichang e Taiyuan). Wenchang permite um aumento de desempenho para os lançadores em que é ganho por se localizar a somente 19.º de latitude do equador terrestre. Isto reduz a quantidade de propelente necessário para o satélite manobrar a partir da sua órbita inicial para a órbita geossíncrona.

Os foguetões podem ser lançados numa direcção a Sudeste para o Pacífico Sul, evitando assim a possibilidade de destroços ou dos estágios caírem sobre zonas populacionais.

Wenchang está equipado com dois complexos de lançamento. O Complexo de Lançamento LC101 é utilizado para a família de foguetões Chang Zheng-5, enquanto o Complexo de Lançamento LC201 é utilizado para os foguetões Chang Zheng-7 e Chang Zheng-8. Ambas as plataformas de lançamento são similares e estão equipadas com uma torre umbilical fixa, fossos e condutas deflectoras de chamas. Tal como acontece nos outros coentros espaciais da China, as torres umbilicais possuem braços amovíveis que permitem o acesso dos técnicos aos diferentes estágios do lançador e à sua carga.

Lançamento Veículo Missão Plataforma Data Hora (UTC) Carga
2021-085 Chang Zheng-7 (Y4) LC201 20/Set/21 07:10:11,392 Tianzhou-3
2021-129 Chang Zheng-7A (Y3) LC201 23/Dez/21 10:12 Shiyan-12 (01)

Shiyan-12 (02)

2022-019 Chang Zheng-8 (Y2) LC201 27/Fev/22 03:06:28 Hainan-1 01

Hainan-1 02

Wenchang-1 01

Wenchang-1 02

Chaohu-1

Qimingxing-1

Dayun (Xingshidai-17)

Taijing-3 01

Taijing-4 01

Xidian-1

Chuangxing Leishen

Tianqi-19 (Yanan-1/Pingan-2)

Jilin-1 Maofeng-02A

Jilin-1 Gaofen-03D 10

Jilin-1 Gaofen-03D 11

Jilin-1 Gaofen-03D 12

Jilin-1 Gaofen-03D 13

Jilin-1 Gaofen-03D 14

Jilin-1 Gaofen-03D 15

Jilin-1 Gaofen-03D 16

Jilin-1 Gaofen-03D 17

Jilin-1 Gaofen-03D 18

2022-050 Chang Zheng-7 (Y5) LC201 09/Mai/22 17:56:37,376 Tianzhou-4

Zhixing-3A

2022-085 Chang Zheng-5B (Y3) LC101 24/Jul/22 06:22:22,057 Wentian
2022-112 Chang Zheng-7A (Y5) LC201 13/Set/22 13:18:47 Zhongxing-1E
2022-143 Chang Zheng-5B (Y4) LC101 31/Out/22 07:37:23,191 Mengtian
2022-152 Chang Zheng-7 (Y6) LC201 12/Nov/22 02:03:12,374 Tianzhou-5

CAS-10 (Xiwang-4)

2023-002 Chang Zheng-7A (Y4) LC201 08/Jan/23 22:00 Shijian-23
2023-063 Chang Zheng-7 (Y7) LC201 10/Mai/23 13:20 Tianzhou-6

As plataformas de lançamento utilizam um sistema de supressão de ondas de choque, inundando a base da plataforma de lançamento e o fosso deflector das chamas com um grande volume de água para assim diminuir as ondas sonoras geradas pelos motores do veículo.

As plataformas são servidas por dois edifícios de integração e montagem. O Complexo de Lançamento LC101 é servido pelo Edifício 501, enquanto o Complexo de Lançamento LC201 é servido pelo Edifício 502. Cada edifício tem uma altura de 99,4 metros, permitindo a montagem e teste do veículo lançador na sua posição vertical já totalmente integrado. Esta é uma nova aproximação à maneira como os lançadores são preparados para as suas missões, já que nos restantes centros de lançamento, os foguetões são montados no complexo de lançamento.

Após serem montados no edifício de integração e montagem sobre uma plataforma de lançamento móvel, o conjunto é transportado para o complexo de lançamento. A viagem demora vários minutos a percorrer os 2.800 metros que separam os dois edifícios. Após chegar à plataforma de lançamento, a estrutura móvel é colocada sobre o fosso das chamas e procede-se à ligação das conexões umbilicais entre a estrutura fixa e a plataforma móvel que contém o lançador.