Ceres-1

Die Ceres-1 (chinesisch 谷神星一号, Pinyin Gǔshénxīng Yīhào) ist eine Trägerrakete des chinesischen Herstellers Galactic Energy.[1] Sie dient zum Transport von Kleinsatelliten in niedrige Erdumlaufbahnen und sonnensynchrone Orbits.[2] Die Rakete ist nach dem Zwergplaneten Ceres benannt, dem größten Objekt im Asteroidengürtel. Dessen Name stammt wiederum von der römischen Gottheit Ceres.

Ceres-1

Aufbau und Daten

Festlandsversion

Die Ceres-1 ist 19 Meter lang, besitzt einen Durchmesser von 1,4 m und hat ein Startgewicht von 30 t. Sie besteht aus drei Stufen mit Feststofftriebwerken und einer oberen Stufe mit Flüssigkeitsantrieb. Die erste Stufe hat einen Startschub von rund 600 kN, die zweite 280 kN und die dritte 88 kN.[3] Die flüssigkeitsgetriebene vierte Stufe besitzt in der Hochatmosphäre eine Schubkraft von 2 kN.[4] Als maximale Nutzlast nennt Galactic Energy 350 kg für eine erdnahe Umlaufbahn, 300 kg für eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 500 km Höhe[5] und 230 kg für eine sonnensynchronen Umlaufbahn von 700 km Höhe.

Mitte Juli 2020 gelangen erstmals Versuche, die weitgehend montierte Rakete aufzurichten,[6] der erfolgreiche Erstflug vom Kosmodrom Jiuquan fand am 7. November 2020 statt.[7] Dabei wurde für die Pekinger Guodian Gaoke Technologie GmbH (北京国电高科科技有限公司) der von der ASES Spaceflight Technology, einer Tochterfirma der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie gebaute, 50 kg schwerer Datensammelsatellit Tianqi-11 in einen sonnensynchronen Orbit von 500 km Höhe gebracht.[8][9]

Beim zweiten Exemplar der Rakete wurde die Metallschale der zweiten Stufe durch kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoff ersetzt. Im August 2021 begann man mit der Endmontage, im Oktober jenes Jahres verließ die Rakete die Fabrik und wurde zum Kosmodrom Jiuquan gebracht.[4] Am 7. Dezember 2021 transportierte die Rakete, die nach einem Sponsor den Namen „Ping An Bank Mobile-Banking“ trug, fünf kleinere Satelliten und drei Erinnerungsstücke der Ping An Bank in eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 500 km Höhe.[10] Mit dem erfolgreichen Start wurde Galactic Energy das erste chinesische Privatunternehmen, dem zwei Orbitalflüge gelangen.[11]

Bei dem am 9. August 2022 gestarteten dritten Exemplar der Rakete wurde der Durchmesser der Nutzlastverkleidung auf 1,6 m und ihre Länge auf 5,2 m erhöht. Dadurch vergrößerte sich der zur Verfügung stehende Raum auf 8,1 m³. Die Gesamtlänge der Rakete hatte sich dadurch auf 20 m erhöht, ihr Startgewicht auf 33 t.[5]

Galactic Energy entwickelte für die Ceres-1 ein eigenes, sowohl für Starts von Land als auch von Schiffen geeignetes Startfahrzeug (海陆通用机动发射平台),[12] mit dem die Rakete horizontal zum Startgelände transportiert und, nachdem das Fahrgestell seitlich herausgefahren wurde, aufgerichtet werden kann. Die Rakete mit der Nutzlast ist durch eine aufklappbare Schale vor den auf den Kosmodromen Jiuquan und Taiyuan sehr kalten Wintertemperaturen geschützt.[13] Mit diesem Fahrzeug reduziert sich die Zeit für die Startvorbereitung von vier auf eine Stunde. Der erste Start einer Ceres-1 mit dem Anfang September 2022 fertiggestellten Fahrzeug fand am 16. November 2022 statt.[14][15]

Beim neunten Festlandstart der Ceres-1 am 21. September 2023 kam es erstmals zu einem Verlust der Rakete und ihrer Nutzlast. Die Unfalluntersuchung ergab, dass bei der Herstellung der Triebwerksdüse der Erststufe ein Defekt an deren ablativem Hitzeschild entstanden war. Während des Flugs nutzte sich die Düsenbeschichtung zu schnell ab, was zu einer instabilen Fluglage führte. Galactic Energy verbesserte daraufhin den Herstellprozess und die Qualitätskontrolle.[16]

Seestart-Version

Am 5. September 2023 fand – in Sichtweite der Küste – erstmals ein Seestart von einem vom Ostchinesischen Raumfahrthafen in Haiyang, Provinz Shandong, etwas aufs Meer hinausgeschleppten Seeleichter aus statt.[17] Hierzu wurde die spezielle Variante Ceres-1H (von chin. 海射型, Hǎishè Xíng „Seestart“) verwendet,[18] die vom selben Startfahrzeug wie die Festlandsversion startet,[12] wobei die Triebwerke anders als zum Beispiel bei der Changzheng 11H, die zuerst mit Pressluft aus einer Startröhre geschleudert wird, direkt auf dem Deck gezündet werden. Die Rakete ist gegen den Seegang am unteren Ende mit Magnesiumbändern auf dem Deck fixiert, die beim Zünden der Triebwerke sofort verbrennen.[19] Bei dem Start am 5. September 2023 wurden vier Satelliten in eine um 50° zum Äquator geneigte Umlaufbahn von 800 km Höhe befördert,[20] 300 km mehr als die bis dahin bedienten sonnensynchronen Umlaufbahnen von 500 km Höhe.[21] Galactic Energy war damit das erste private Raumfahrtunternehmen Chinas, das eine Nutzlast in einer derartigen Bahn aussetzte. Die Ceres-1H war auch die erste Feststoffrakete weltweit, die auf See ungezielt startete und erst während des Fluges durch bordeigene Navigationssysteme und per Fernsteuerung gelenkt wurde.[19]

Die Ceres-1H entspricht äußerlich der ab 2022, also ab dem dritten Exemplar, eingesetzten Variante der Ceres-1. Sie ist 20 m lang, besitzt einen Durchmesser von 1,4 m und hat ein Startgewicht von 33 t; der Durchmesser der Nutzlastverkleidung beträgt 1,6 m. Die Schubkraftverteilung der einzelnen Stufen ist jedoch anders als bei der Festlandsvariante: die erste Stufe der Ceres-1H hat einen Startschub von nur 560 kN, die zweite dafür 315 kN und die dritte 150 kN. Die flüssigkeitsgetriebene vierte Stufe besitzt in der Hochatmosphäre eine Schubkraft von 2,5 kN. Daher werden die Festlandsversion und die Seestart-Version der Rakete separat durchnummeriert. Die am 25. August 2023 vom Kosmodrom Jiuquan gestartete Ceres-1 trug die Seriennnumer Y8, die am 5. September 2023 vor der Küste von Shandong gestartete Ceres-1H trug die Seriennummer Y1.[12]

Startliste

Dies ist eine Liste aller Ceres-1-Starts, Stand 31. März 2024.

Nr. Datum (UTC) Typ
Seriennr.		 Startplatz Nutzlast Art der Nutzlast Umlaufbahn Anmerkungen
2020
1 7. Nov. 2020
07:12		 Ceres-1
Y1		 Jiuquan Tianqi 11 Internet der Dinge SSO Erfolg
Erstflug der Ceres-1
2021
2 7. Dez. 2021
04:13		 Ceres-1
Y2		 Jiuquan Tianjin Daxue 1
Baoyun
Lize-1
Jin Zijing 5
Jin Zijing 1-03		 IR-Erdbeobachtung
TE
TE
Fernerkundung
Fernerkundung		 SSO Erfolg
2022
3 9. Aug. 2022
04:11		 Ceres-1
Y3		 Jiuquan Taijing 1-01/02
Donghai-1		 2× Erdbeobachtung
TE		 SSO Erfolg
4 16. Nov. 2022
06:20		 Ceres-1
Y4		 Jiuquan Jilin 1 Gaofen 03D08, 51–54 5× Erdbeobachtung SSO Erfolg
2023
5 9. Jan. 2023
05:04		 Ceres-1
Y5		 Jiuquan Keji 1
Tianqi 13
Tianmu 1-01/02
Nantong Zhongxue		 Erdbeobachtung
Internet der Dinge
2× Wetterbeobachtung
Schülersatellit		 SSO Erfolg
6 22. Juli 2023
05:07		 Ceres-1
Y6		 Jiuquan Qiankun-1
Xingshidai-16		 TE/VLEO[22][23]
KI-Erdbeobachtung[24][25]		 SSO[26] Erfolg
7 10. Aug. 2023
04:03		 Ceres-1
Y7		 Jiuquan Xiguang 1-01
Xingchi 1B
Diwei Zhineng Yingji 1
Xi’an Hangtou 88, 96, 104, 112		 Erdbeobachtung/Hyperspektral
Erdbeobachtung/Kommunikation/Navigation
Erdbeobachtung/Katastrophenschutz[27]
4× Erdbeobachtung[28]		 SSO Erfolg
8 25. Aug. 2023
04:59		 Ceres-1
Y8		 Jiuquan Jilin 1 Kuanfu-02A Breitschwad-Erdbeobachtung[29] SSO Erfolg
9 5. Sep. 2023
09:34		 Ceres-1H
Y1		 Gelbes Meer Tianqi 21–24 4× Internet der Dinge 791 × 810 km, 50° Erfolg
Erstflug der Ceres-1H
10 21. Sep. 2023
04:59		 Ceres-1
Y11		 Jiuquan Jilin 1 Gaofen 04B Erdbeobachtung Fehlschlag
11 4. Dez. 2023
23:33		 Ceres-1
Y9		 Jiuquan Tianying 16
Xingchi 1A		 Wetterbeobachtung
Erdbeobachtung[30]		 Terminator-Bahn Erfolg

Pallas-1

Neben der Ceres-1 entwickelt Galactic Energy auch die Pallas-1 (智神星一号), eine zweistufige mittelschwere Trägerrakete, die eine Nutzlast von 5 t in eine erdnahe Umlaufbahn von 200 km Höhe bringen soll, und 3 t in eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 700 km Höhe.[31] Galactic Energy hofft, damit von der China Satellite Network Corporation Aufträge für den Aufbau des Nationalen Netzwerks zu erhalten.[32] Die Rakete ist 52 m lang, besitzt einen Durchmesser von 3,35 m und ein Startgewicht von 257 t,[33] sie ist für Starts von den Kosmodromen Wenchang und Taiyuan vorgesehen. Die erste Stufe soll in fernerer Zukunft wiederverwendbar sein.[34][35]

Ab 2019, also ein Jahr nach Gründung der Firma, wurde ein regelbares, mit Raketenkerosin und Flüssigsauerstoff betriebenes und nach dem Nebenstromverfahren arbeitendes Triebwerk namens „Cangqiong“ (苍穹, „Firmament“) entwickelt. Das Triebwerk, das Ende Februar 2022 auf dem Prüfstand erstmals vom Start bis zum Abschalten vollständig getestet wurde, besitzt auf Meereshöhe eine maximale Schubkraft von 500 kN und einen spezifischen Impuls von 2600 m·s−1; im Vakuum hat das Triebwerk einen Schub von 600 kN und einen spezifischen Impuls von 3237 m·s−1. Die Schubkraft kann mittels einer Nadeleinspritzdüse[36][37] zwischen 40 % und 105 % geregelt werden.[33] Die erste Stufe besitzt sieben dieser Triebwerke, von denen eines ausfallen kann, ohne die Mission zu gefährden (im Regelbetrieb sollen die Triebwerke nur mit 400 kN laufen).[38] Die zweite Stufe der Rakete besitzt ein Cangqiong-Triebwerk. Es wird angestrebt, die um 6° aus der Vertikalen schwenkbaren Triebwerke 50 mal wiederzuverwenden.[39] Die Nutzlastverkleidung hat einen Innendurchmesser von 3,8 m und eine lichte Höhe von 8 m.[34]

Am 17. Mai 2023 war der erste, bei der Galactic Energy Gerätetechnik GmbH in Chizhou, Provinz Anhui hergestellte Prototyp der Rakete fertiggestellt. Nach etwa 60 verschiedenen Tests, unter anderem zur beschädigungslosen Abtrennung der ersten Stufe,[40] soll der Erstflug in der zweiten Jahreshälfte 2024 erfolgen.[33]

Einzelnachweise
  1. 星河动力航天完成股改，正式变更为股份有限公司. In: galactic-energy.cn. 7. Dezember 2022, abgerufen am 31. März 2023 (chinesisch).
  2. Gunter Krebs: Ceres-1 (Gushenxing-1, GX-1). In: Gunter's Space Page. Abgerufen am 7. November 2020 (englisch).
  3. Ceres-1. In: galactic-energy.cn. Abgerufen am 3. Dezember 2021 (englisch).
  4. 成功入轨一周年！谷神星一号完成系列可靠性试验，遥二火箭一箭多星蓄势待发. In: mp.weixin.qq.com. 7. November 2021, abgerufen am 7. November 2021 (chinesisch).
  5. 勇夺三连胜！星河动力率先迈入民营火箭规模化发射新阶段. In: weixin.qq.com. 9. August 2022, abgerufen am 9. August 2022 (chinesisch).
  6. 星河动力“谷神星一号”全箭与地面设备匹配试验圆满成功. In: zhuanlan.zhihu.com. 21. Juli 2020, abgerufen am 9. August 2022 (chinesisch).
  7. 星河动力“谷神星一号”商业运载火箭入轨首飞圆满成功. In: galactic-energy.cn. 11. November 2020, abgerufen am 9. August 2022 (chinesisch).
  8. 又一枚民营火箭发射成功 天启星座十一星开启“天蝎座”任务. In: sohu.com. 7. November 2020, abgerufen am 18. Februar 2022 (chinesisch).
  9. 马帅莎: 一箭五星！中国成功发射谷神星一号遥二运载火箭. In: chinanews.com.cn. 7. Dezember 2021, abgerufen am 18. Februar 2022 (chinesisch).
  10. 一箭五星，民营火箭首次连续发射成功，星河动力实现商业航天新突破. In: mp.weixin.qq.com. 7. Dezember 2021, abgerufen am 7. Dezember 2021 (chinesisch).
  11. Chinese private firm Galactic Energy puts five satellites in orbit with second launch. 7. Dezember 2021, abgerufen am 9. Dezember 2021 (amerikanisches Englisch).
  12. 星河动力谷神星一号HY1. In: weibo.com. 5. September 2023, abgerufen am 5. September 2023 (chinesisch).
  13. HD recap of commercial space company GalacticEnergy(星河动力)’s Ceres-1 Y4 launch auf YouTube, 8. Dezember 2022, abgerufen am 8. Dezember 2022.
  14. 谷神星一号火箭转运发射车顺利完成验收交付. In: galactic-energy.cn. 7. September 2022, abgerufen am 16. November 2022 (chinesisch).
  15. 付毅飞: 四连胜！谷神星一号一箭五星发射成功. In: stdaily.com. 16. November 2022, abgerufen am 16. November 2022 (chinesisch).
  16. 谷神星一号（遥十一）运载火箭飞行故障通过归零评审. Shanghai Security News, 24. Oktober 2023 (chinesisch).
  17. Tianqi 21-24 IoT constellation satellites launched by Ceres-1S rocket auf YouTube, 6. September 2023, abgerufen am 6. September 2023.
  18. 杨弘杨、曹汉杰: 谷神星一号海射型运载火箭成功发射. In: news.cri.cn. 5. September 2023, abgerufen am 5. September 2023 (chinesisch).
  19. 曹政: 中国民营火箭首次海上发射成功！这家火箭公司，来自北京. In: baijiahao.baidu.com. 5. September 2023, abgerufen am 6. September 2023 (chinesisch).
  20. TIANQI 24. In: n2yo.com. Abgerufen am 11. September 2023 (englisch).
  21. Andrew Jones: Chinese Ceres-1 rocket reaches orbit with first sea launch. In: spacenews.com. 5. September 2023, abgerufen am 5. September 2023 (englisch).
  22. 六连胜！谷神星一号运载火箭正式启动高密度发射交付. In: weixin.qq.com. 22. Juli 2023, abgerufen am 22. Juli 2023 (chinesisch).
  23. Philip Ye: 乾坤一号超低轨卫星发射在即. In: weibo.cn. 3. Juli 2023, abgerufen am 23. Juli 2023 (chinesisch).
  24. 国星宇航“星时代AI星座”计划得到中央电视台等多家媒体争相报道. In: weixin.qq.com. 2. Juli 2019, abgerufen am 22. Juli 2023 (chinesisch).
  25. 毕凤玲: 星时代—16(泰安号)卫星领命出征. In: sd.chinanews.com.cn. 15. Juni 2023, abgerufen am 22. Juli 2023 (chinesisch).
  26. 涂佳煜: 揭秘我国首颗超低轨卫星：比星链更低，它拿下新空间“通行证”. In: tianmunews.com. 22. Juli 2023, abgerufen am 23. Juli 2023 (chinesisch). Qiankun-1 wurde in 500 km Höhe ausgesetzt und senkte dann seinen Orbit bis auf 200 km ab.
  27. 一箭七星，七连胜！谷神星一号火箭成功将西光一号等七颗卫星送入预定轨道. In: weixin.qq.com. 10. August 2023, abgerufen am 10. August 2023 (chinesisch).
  28. 霍强: “西安航投一号”卫星发射成功. In: shaanxi.gov.cn. 11. August 2022, abgerufen am 10. August 2023 (chinesisch).
  29. 八连胜！星河动力航天顺利将吉林一号宽幅02A星送入预定轨道. In: weixin.qq.com. 25. August 2023, abgerufen am 25. August 2023 (chinesisch).
  30. 宋晨、张漫子: 一箭双星！谷神星一号火箭首次成功实施晨昏轨道发射任务. In: news.cn. 5. Dezember 2023, abgerufen am 5. Dezember 2023 (chinesisch).
  31. Andrew Jones: China’s Galactic Energy raises $200 million for reusable launch vehicle development. In: spacenews.com. 24. Januar 2022, abgerufen am 24. Januar 2022 (englisch).
  32. 智神星一号首箭. In: weibo.cn. 18. Mai 2023, abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch). Der Sprecher in dem Video ist Liu Baiqi, der Vorstandsvorsitzende von Galactic Energy.
  33. 星河动力首枚“智神星一号”液体火箭总装下线，预计明年下半年首飞. In: ithome.com. 18. Mai 2023, abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch).
  34. 智神星一号. In: galactic-energy.cn. Abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch).
  35. 星河动力顺利完成火箭末段回收算法先期缩比验证. In: weixin.qq.com. 25. Juli 2023, abgerufen am 25. Juli 2023 (chinesisch).
  36. 星河动力航天50吨级液氧/煤油发动机首次全系统试车圆满成功. In: mp.weixin.qq.com. 1. März 2022, abgerufen am 1. März 2022 (chinesisch).
  37. 火箭发动机针栓喷注技术的价值在哪里？ In: zhihu.com. 2. November 2019, abgerufen am 1. März 2022 (chinesisch).
  38. Andrew Jones: Galactic Energy Prepares Ceres-1 Rocket for First Launch. In: spectrum.ieee.org. 20. März 2020, abgerufen am 3. Dezember 2021 (englisch).
  39. 星河动力首台50吨级“苍穹”液氧/煤油发动机完成总装，全系统试车在即. In: mp.weixin.qq.com. 3. Dezember 2021, abgerufen am 3. Dezember 2021 (chinesisch).
  40. 智神星一号液体运载火箭级间分离试验圆满完成！ In: weixin.qq.com. 16. Juni 2023, abgerufen am 18. Juni 2023 (chinesisch).
Chinesische Trägerraketen
Im Einsatz:

Ceres-1 · CZ-2 · CZ-3 · CZ-4 · CZ-5 · CZ-6 · CZ-7 · CZ-8 · CZ-11 · Hyperbola-1 · Jielong-1 · Jielong-3 · Kuaizhou‑1 · Kuaizhou-11 · Lijian-1 · Tianlong-2 · Yinli-1 · Zhuque 2
In Entwicklung:

CZ-9 · CZ-10 · CZ-12 · Darwin-2 · Hyperbola-3 · Jielong-4 · Lijian-2 · Nebula-1 · Pallas-1 · Tianlong-3 · Yinli-2 · Zhuque 3

Ausgemustert:

FB-1 · CZ-1 · KT-1 · KT‑2 · OS‑M · Zhuque 1

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