Tianzhou

Tianzhou (modelo de papel)

Tianzhou ( chinês 天舟, Pinyin Tianzhou  - "navio céu") é uma não tripulado e não reutilizáveis oferta nave espacial construída pela Academia Chinesa de Espaço Tecnologia . Será lançado com veículos lançadores do tipo Langer Marsch 7 .

Sobrenome

Para a nomeação da nave espacial, a agência de voo espacial tripulado lançou um concurso no dia 8 de abril de 2011, no qual todos os chineses, seja no país ou no exterior, poderiam apresentar propostas de 25 de abril a 20 de maio de 2011. Das 9.640 propostas apresentadas, uma comissão presidida pelo escritor Bi Shumin (毕淑敏, * 1952) fez uma pré-seleção de 30 nomes, dos quais 377.778 participantes selecionaram 10 nomes em uma votação pela Internet de 26 de maio a 20 de junho. Após dois anos de discussão, a comissão finalmente selecionou "Tianzhou" ou "navio do céu" a partir de propostas como "deus dragão", "navio dragão" etc. porque este nome expressava sua função como um " navio de carga " por um lado e também com o tripulado na outra " Shenzhou " - ou nave espacial "Godship" combinada. O nome foi aprovado pelo Conselho de Estado da República Popular da China e anunciado oficialmente em 31 de outubro de 2013.

Layout e função

O cargueiro espacial, que foi desenvolvido com base na estação espacial Tiangong 1 , originalmente tinha uma carga útil de 6,5 t (incluindo 2 t de propelente ), a versão usada a partir de 2021 para abastecer a estação espacial chinesa com 6,8 t. Seu comprimento é de 10,6 metros, seu diâmetro máximo de 3,35 metros, em ambas as versões tem um peso de decolagem de 13,5 t quando carregado. Isso significa que até 48%, na versão revisada 50% da massa total é frete. Dentro do cargueiro há 18 m³ de espaço vazio para guardar embalagens de alimentos, etc. Os propelentes transportados pela Tianzhou são distribuídos em oito tanques com capacidade de 400 litros cada, quatro para o combustível e quatro para o oxidante . Os módulos solares do cargueiro fornecem 2,7 kW de energia. Desde Tianzhou 2, cerca de 1 kW deste pode ser ramificado para fornecer energia ao módulo central Tianhe da estação espacial; por outro lado, o módulo central também pode fornecer ao cargueiro até 2 kW por meio de seu próprio módulo solar de 9 kW asa de célula, se esta última é alimentada pela Massa da estação espacial é sombreada. Essas quantidades de eletricidade são necessárias, entre outras coisas, porque a conexão da Internet com a terra é feita por meio da espaçonave de carga. Os astronautas podem usar dispositivos móveis para se comunicar com seus parentes em videoconferências, ouvir música ou navegar na web. Medidas especiais de segurança foram tomadas para garantir que nenhum programa malicioso possa ser carregado por meio dessa conexão para a Internet pública (há também a intranet do Exército de Libertação do Povo) .

Com um adaptador de acoplamento desenvolvido pelo Instituto de Pesquisa 805 da Academia de Tecnologia Espacial de Xangai , Tianzhou pode realizar encontros totalmente automáticos e manobras de acoplamento. Tal como acontece com os transportadores Progress russos , as tripulações da estação espacial podem assumir o controle da espaçonave que se aproxima. Para uso com a estação espacial chinesa, que tem consideravelmente mais massa do que os laboratórios de sala da série Tiangong, uma absorção de choque ajustável muito melhorada tem sido usada no adaptador de acoplamento desde Tianzhou 2. Uma vez atracado, o cargueiro também é usado para mudar a órbita da estação com seus motores relativamente potentes, por exemplo, para evitar detritos espaciais . Tianzhou 1 só foi capaz de lidar com isso até um peso de 8,6 t, uma vez que as manobras ferroviárias de Tianzhou 2 controladas pelo cargueiro até um peso de 180 t foram possíveis, ou seja, o estado final de expansão da estação para a forma de 干.

Além do transporte de carga, Tianzhou também é usada para remover o lixo da estação espacial e para realizar suas próprias missões autônomas. A espaçonave pode funcionar de forma independente por um total de três meses, mais o tempo que passa ancorada na estação espacial. Devido à atitude da estação espacial chinesa, a casa de máquinas do cargueiro (a parte traseira, estreita) é frequentemente exposta à radiação solar, o que pode levar a um aumento inaceitável da temperatura nas proximidades dos motores. Por esta razão, os engenheiros instalaram 2 áreas de sombreamento de Tianzhou, é claro, a uma distância de segurança dos motores que havia sido determinada anteriormente em várias simulações. Isso permitiu que a temperatura ao redor dos bicos fosse reduzida significativamente.

Desde Tianzhou 2, o vôo para a estação espacial tem sido totalmente automático assim que o veículo de lançamento é acionado. Para a partida do Cosmódromo de Wenchang, há uma janela de tempo de alguns segundos a cada 23 horas e 32 minutos, no máximo ± 1 minuto. Quando o cargueiro atinge a órbita correta e se aproxima da estação espacial, um sistema de radar desenvolvido pelo 25º Instituto de Pesquisa da Academia de Tecnologia de Defesa com um transmissor na estação espacial e um respondedor no cargueiro assume a navegação a uma distância de 100 km . A uma distância de 10 km, a distância e a velocidade relativa das duas espaçonaves (a velocidade absoluta é de cerca de 28.000 km) são determinadas por meio de um sistema LIDAR , um tipo de radar a laser do cargueiro. O laser também pode determinar a atitude das duas espaçonaves com seus respectivos ângulos roll-pitch-yaw . A uma distância de 30 m, assume o controle de um sensor óptico de navegação, uma câmera do cargueiro, que visa uma marcação cruzada montada na estação espacial e, após o processamento da imagem, controla os motores de controle de posição do cargueiro para que a cruz entre a estação permanece na mira simbólica da câmera. A uma distância de cerca de 5 cm, as lâminas-guia do adaptador de acoplamento assumem e completam o processo de acoplamento.

Tianzhou 1 (TZ-1)

O primeiro Tianzhou 1 (TZ-1) foi lançado em 20 de abril de 2017 às 11:40:45 UTC da plataforma de lançamento 102 do cosmódromo chinês Wenchang com um lançador CZ-7 para a estação espacial Tiangong 2 . Com uma massa de lançamento de quase 13 t, Tianzhou-1 foi a carga mais pesada já lançada ao espaço por um lançador chinês. A principal tarefa da missão Tianzhou 1 era reabastecer a estação espacial Tiangong 2, e o material também foi transportado para a estação espacial. O cargueiro espacial atracou na estação em 22 de abril de 2017. Os testes de reabastecimento foram realizados nos dias 27 de abril e 15 de junho.

Após 60 dias de vôo conjunto, o Centro de Controle Espacial de Pequim transmitiu por rádio a ordem de desacoplamento na segunda-feira, 19 de junho de 2017 às 01:37 UTC. O mecanismo de retenção foi liberado e as duas espaçonaves se separaram. Após uma sequência pré-programada, o cargueiro espacial recuou em várias etapas até que finalmente alcançou uma posição de 5000 m atrás da estação espacial, onde permaneceu por 90 minutos. Depois que o centro de controle verificou que nenhuma das espaçonaves havia sido danificada durante a manobra, a ordem foi dada a Tianzhou 1 para orbitar a estação espacial. O transportador espacial voou para uma posição de 5000 m na frente da estação espacial e durante esse tempo girou 180 ° em torno do eixo de guinada , de modo que agora estava voando para trás. O Tiangong 2 também girou 180 ° em torno do eixo de guinada e agora estava voando para frente. O cargueiro então começou a frear as manobras para permitir que a estação espacial se aproximasse gradativamente dos 30 m, o que, no entanto, fez com que sua altura orbital diminuísse por motivos mecânicos e físicos. H. o cargueiro teve que dirigir para o zênite ao mesmo tempo . Por fim, foi iniciada a manobra de acoplamento propriamente dito, que foi concluída às 06:55 UTC, umas boas cinco horas após o início do teste. As manobras realizadas durante este teste e a tecnologia testada para atracar de diferentes direções constituíram uma importante etapa preliminar para a construção da estação espacial modular no início da década de 2020.

Em 2 de agosto, Tianzhou 1 lançou um pequeno satélite. Em 12 de setembro de 2017, ocorreu mais uma manobra de acoplamento e reabastecimento, em que foi testada uma abordagem rápida, assim como também foi realizada na estação espacial modular de 2021. Depois de ser desconectado do laboratório espacial novamente, Tianzhou 1 caiu deliberadamente sobre o Oceano Pacífico em 22 de setembro de 2017.

Tianzhou 2 (TZ-2)

Tianzhou 2 foi originalmente programado para lançamento em 19 de Maio, 2021 e reabastecer o módulo central Tianhe da estação espacial chinesa, que foi lançado em 29 de abril daquele ano . Por problemas técnicos, porém, o processo de start-up foi cancelado e uma nova data foi marcada para 29 de maio. Enquanto Tianzhou 1 precisou de quase dois dias para o vôo para o laboratório espacial de Tiangong 2, uma nova trajetória foi testada aqui que tornou possível chegar à estação espacial depois de apenas oito horas. Após este teste bem-sucedido, o novo método também foi usado para espaçonaves tripuladas de Shenzhou 12 . Nessa missão, a espaçonave atracou na estação espacial em 17 de junho de 2021, seis horas e meia após a decolagem, e os viajantes espaciais entraram na estação pouco menos de três horas depois.

Além de funcionar como um navio-tanque, o cargueiro trouxe dois trajes espaciais Feitian para passeios espaciais , bem como alimentos e bens de consumo para uma estadia de três meses de vôo em junho para posicionar os astronautas. Nesta missão, Tianzhou 2 transportou 1,95 t de combustível líquido para os propulsores químicos da estação e 4,69 t de outro material, perfazendo um total de 6,64 t. No porão foram 160 embalagens com um total de 200 itens, sendo 20 botijões de gás e mais de dez bolsas de água. Este último serve não apenas para repor a água necessária aos viajantes espaciais - a água potável é recuperada das águas residuais e da umidade do ar que respiramos - mas, acima de tudo, para produzir oxigênio por meio da eletrólise.

Depois de alguns meses, o cargueiro deve se desacoplar novamente para liberar a trava da popa do módulo principal para Tianzhou 3. No entanto, Tianzhou 2 permanece em órbita perto da estação espacial. Depois que a tripulação da Shenzhou 13 tiver atracado na eclusa de proa inferior em outubro de 2021 , o Tianzhou 2 atracará na eclusa de proa dianteira. As linhas de combustível de Tianzhou 3, o módulo central e Tianzhou 2 devem ser conectadas para formar uma rede e as tentativas de reabastecimento devem ser realizadas através da fechadura de proa. Após a conclusão da estação espacial real, o planejado telescópio espacial Xuntian irá ocasionalmente atracar lá a partir de 2024 para ser reabastecido e, se necessário, reparado.

Em seguida, Tianzhou 2 será usado para testar a montagem dos módulos de ciências. O cargueiro vazio deve ser trazido da eclusa de proa para a eclusa de bombordo usando o braço mecânico da estação . Cerca de 12 meses após o lançamento, o Tianzhou 2 caiu deliberadamente.

Visão geral da missão

Não. Nave espacial Iniciar (UTC)
foguete porta-aviões
Local de lançamento acoplamento batida Dicas
estação Ancoragem (UTC) Desacoplamento (UTC)
1 Tianzhou 1 20 de abril de 2017 11h41 CZ-7 Wenchang LC-102 Tiangong 2 22 de abril de 2017, 4:16 am
19 de junho de 2017, 6:55 am
19 de junho de 2017, 1h37
22 de setembro de 2017, 8h15
22 de setembro de 2017, ~ 10h Primeiro voo
2 Tianzhou 2 29 de maio de 2021 12:55 CZ-7 Wenchang LC-102 Estação espacial chinesa 29 de maio de 2021, 21:01

Comparação com outros transportadores espaciais

Nave espacial progresso Ônibus espacial com MPLM ATV HTV
HTV-X
Dragon 1
Dragon 2
Cygnus Tianzhou Caçador de sonhos
Capacidade inicial 2,2-2,4 t 9 t 7,7 t 6,0 t
5,8 t
6,0 t 2,0 t (2013)
3,5 t (2015)
3,75 t (2019)
6,5 t (2017)
6,8 t (2021)
5,5 t
Capacidade de pouso 150 kg (com VBK-Raduga ) 9 t - 20 kg (de HTV-7) 3,0 t - - 1,75 t

Habilidades especiais
Reinicializar,
transferência de combustível
Transporte de ISPR,
transporte de cargas externas,
construção de estação,
reboost
Reinicializar,
transferência de combustível
Transporte de ISPR ,
transporte de cargas externas
Transporte de ISPR,
transporte de cargas externas
Transporte de ISPR Transferência de combustível
operadora Soyuz STS Ariane 5 H-2B
H3
Falcon 9 Antares / Atlas 5 Longo 7 de março Vulcano
Custos iniciais
(informações aproximadas)
$ 65 milhões $ 450 milhões $ 600 milhões HTV: $ 300-320 milhões $ 150/230 milhões

(Dragão 1/2)

$ 260/220 milhões (Cygnus 2/3)
Fabricante RKK Energija Alenia Spazio (MPLM) Airbus Defense and Space Mitsubishi Electric SpaceX Ciências Orbitais ELENCAR Serra nevada
Período de uso desde 1978 2001-2011 2008-2015 2009-2020 a
partir de 2022
2012–2020
desde 2020
desde 2014 desde 2017 de 2022

itálico = planejado

Links da web

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