Lijian-1

Lijian-1 (chinesisch 力箭一号, Pinyin Lìjiàn Yīhào), auch bekannt unter der historischen Bezeichnung ZK-1A bzw. 中科一号甲 und als Kinetica-1, ist eine Trägerrakete des chinesischen Raumfahrtunternehmens CAS Space,[1] einer Ausgründung des Instituts für Mechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Der Name – wörtlich „Kraftpfeil“ – leitet sich von „Kraftkunde“ (力学), dem chinesischen Ausdruck für „Mechanik“, und „Feuerpfeil“ (火箭), dem chinesischen Ausdruck für „Rakete“ ab, bedeutet also „Rakete des Instituts für Mechanik“. Im Englischen wird die Rakete auch als „Powerrocket 1“ bzw. „PR-1“ bezeichnet.[2]

Technik

Die Lijian-1 ist eine vierstufige Feststoffrakete, die am Zentrum für Raumflugtechnologie des Instituts für Mechanik unter Beteiligung von Ingenieuren der Zhongke Raumfahrterkundungstechnik GmbH entwickelt wurde. Die Raketenstufen werden, wie Stand 2022 bei allen chinesischen Raumfahrtunternehmen, von der Akademie für Feststoffraketentriebwerkstechnik geliefert, der Führungsgesellschaft der staatlichen China Aerospace Science and Technology Corporation für das Geschäftsfeld Feststofftriebwerke.[3] Die Rakete besitzt ein Startgewicht von 135 t, das Triebwerk der mit 71 t Treibstoff gefüllten Erststufe entwickelt einen Startschub von 2000 kN. Die Brennkammer der insgesamt gut 80 t schweren Erststufe besteht aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff mit Kohlenstofffasern vom Typ T700 wie sie zum Beispiel auch für Fahrradrahmen eingesetzt werden. Die 2. Stufe ist mit 35 t Treibstoff gefüllt und besitzt einen Schub von 1100 kN, die 3. Stufe ist mit 10 t Treibstoff gefüllt und besitzt einen Vakuumschub von 450 kN.[4]

Die Lijian-1 ist 30 m lang, die ersten beiden Stufen besitzen einen Durchmesser von 2,65 m. Es stehen zwei verschiedene Nutzlastverkleidungen mit einem Durchmesser von 2,65 m oder 3,35 m zur Verfügung. Die Rakete kann bis zu 2 t in eine um 40° zum Äquator geneigte Umlaufbahn von 200 km Höhe oder 1,5 t in eine 500 km hohe sonnensynchrone Umlaufbahn bringen.[5] Die vierte Raketenstufe ist nach dem Brennende des kugelförmigen Feststoffmotors mit 1,30 m Durchmesser (2 t Treibstoff, Vakuumschub 100 kN) durch vier wiederzündbare Lageregelungstriebwerke lenkbar, was den Transport mehrerer Satelliten und ihr Aussetzen in leicht verschiedenen Umlaufbahnen ermöglicht. Mit den Lageregelungstriebwerken wird die Oberstufe nach dem Abschluss der Mission in die Atmosphäre gesteuert, wo sie verglüht.[6]

Startvorbereitung

Die Zhongke Raumfahrterkundungstechnik GmbH verfügt auf dem Kommerziellen Startgelände des Kosmodroms Jiuquan über ein 13 ha großes Areal mit einer Werkhalle, wo bis zu 10 der ursprünglich in Peking, ab August 2022 auf der Fertigungsbasis für Raumflugtechnologie der Firma in Guangzhou hergestellten Raketen[7] montiert[4] und zwischengelagert werden können. Sechs Monate nachdem ein Kunde den Vertrag unterzeichnet hat, kann der Start stattfinden, wobei für die Arbeiten auf dem Kosmodrom sieben Tage angesetzt sind.[5]

Nach dem Verschließen der Nutzlastverkleidung und dem Aufsetzen der 4. Stufe in der Werkhalle[3] bringt ein vielachsiger Transporter die Rakete – zum Zeitpunkt ihres Erstflugs am 27. Juli 2022 die größte Feststoffrakete Chinas – zur firmeneigenen, speziell für die Lijian-1 gebauten Startrampe (力箭一号发射工位).[2] Hierbei handelt es sich um eine von einer fahrbaren Halle überdachte, fest montierte Aufrichtvorrichtung mit einem Flammengraben an dem der Hydraulik entgegengesetzten Ende, über den die Abgase des Triebwerks von der Rampe weggeleitet werden. Der Transporter bugsiert die Rakete rückwärts zwischen die beiden Arme der Aufrichtvorrichtung und verlässt dann die Halle.[6]

Während der folgenden, mehrtägigen Überprüfung bleibt die Rakete in ihrer horizontalen Position, sodass die Techniker, ohne mehrere Dutzend Meter hochklettern zu müssen, alle Stellen an der Rakete problemlos erreichen können. Wenn die Rakete einmal ausgereift ist, sollen hier nicht mehr als 20 Personen beschäftigt sein, deren primäre Aufgabe es ist, Messdaten per Satellit oder Internet an das Zentrum für Raumflugtechnologie in Peking zu übertragen, wo sie ausgewertet werden. In dringenden Fällen wie dem Start von Erdbeobachtungssatelliten bei Naturkatastrophen kann diese Phase auf einige Stunden reduziert werden.[4] Anschließend wird die Halle nach vorne weggefahren und die Rakete aufgerichtet. Hierbei ist sie, wie schon während des Transports, am oberen Ende der 2. und der 3. Stufe mit jeweils zwei Haltearmen fixiert. Nun erfolgt eine abschließende Überprüfung durch auf dem Kosmodrom stationierte Soldaten der Strategischen Kampfunterstützungstruppe.[3] Auch die Startabwicklung und die Bahnverfolgung bis zum Erreichen des Orbits erfolgt durch die Strategische Kampfunterstützungstruppe auf dem Kosmodrom. Langfristig wird jedoch angestrebt, dies in die Hände der Firma zu übertragen. Prinzipiell kann der Start mit zwei Computern abgewickelt werden – einer für die Steuerung der Startrampe und Zündung (der Ablauf erfolgt im Regelfall vollautomatisch), einer für die Telemetrie.[4]

Vor dem Start werden die Haltearme weggeklappt und die Aufrichtvorrichtung wieder zurück in die horizontale Position gebracht. Die von zwei unweit der Rampe positionierten Blitzableitertürmen geschützte Rakete steht nun völlig frei.[6] Von der Rampe sind Starts in alle Richtungen zwischen Osten (also mit der Erdumdrehung), Norden (Polarbahnen) und Westen (rückläufige Umlaufbahn) möglich, nicht jedoch nach Süden.[5] Dort befindet sich in 100 km Entfernung die „Erprobungs- und Ausbildungsbasis der Luftwaffe der chinesischen Volksbefreiungsarmee“, Asiens größter Militärflughafen.[8]

Außerdem arbeitet man an einer Möglichkeit für Seestarts vom Ostchinesischen Raumfahrthafen. Damit ließe sich die Startfrequenz – gutes Wetter vorausgesetzt – auf bis zu 20 Starts pro Jahr erhöhen.[2] Hierfür entwickelte CAS Space eine sogenannte „schwimmende Plattform“ (浮式平台), wobei „schwimmend“ hier nicht den Seestart an sich meint, sondern die Entkopplung des Startturms von den Bewegungen des Startschiffs. Im Rahmen des Projekts „Satellitenstarts und -landungen auf See“, das von der Provinz Shandong aus ihrem Fonds für wichtige wissenschaftlich-technische Innovationen (山东省重大科技创新工程) gefördert wird, hatte die Jiaotong-Universität Shanghai ein künstliches neuronales Netzwerk mit Lang- und Kurzzeitgedächtnis entwickelt, mit dem insbesondere bei Starts jenseits der Küstengewässer die durch den Seegang hervorgerufenen Bewegungen des Schiffs extrem schnell vorhergesagt und modelliert werden können. Darauf aufbauend konstruierte CAS Space eine Mechanik, die, in mehreren Zeitphasen reagierend, diese Bewegungen in Echtzeit ausgleicht und auch auf hoher See Heißstarts ermöglicht, bei denen die Rakete nicht, wie bei der Changzheng 11, zuerst mit Pressluft aus einer Startröhre geschleudert wird und ihre Triebwerke erst in großer Höhe zündet, sondern, wie die Jielong-3, direkt von Schiff aus startet.

Während die chinesischen Seestarts bislang von Begleitschiffen aus abgewickelt wurden, strebt CAS Space danach, dies von Land aus zu tun – der Startknopf wird in Haiyang gedrückt, die Rakete hebt im Südchinesischen Meer ab. Eines der Probleme hierbei ist der Funkverkehr auf den Schifffahrtsstraßen, der Störungen verursachen kann. Daher entwickelte das Forschungsinstitut 709 der China State Shipbuilding Corporation – ebenfalls im Rahmen des Projekts „Satellitenstarts und -landungen auf See“ – ein System zur Messung der elektromagnetischen Umgebung bei Seestarts, das mit hoher Dichte das gesamte Frequenzspektrum überwacht. Die Startabwicklung erfolgt über kürzere Strecken mit Mikrowellen-Richtfunk oder über lange Entfernung per Satellitenkommunikation.

Am 12. Januar 2023 wurde das Seestart-Konzept der CAS Space von einer Expertenkommission der kreisfreien Stadt Haiyang, die die Aufsicht über den Ostchinesischen Raumfahrthafen hat, als machbar gebilligt. Dies steht im Zusammenhang mit der Dongfang-Huiyan-Konstellation (东方慧眼星座, „Kluge Augen Ostchinas“) des Ostchinesischen Raumfahrthafens,[9] bei der bis 2030 mehr als 200 Satelliten gestartet werden sollen,[10] die neben Erdbeobachtung auch zu Navigations- und Kommunikationszwecken dienen sollen. Der erste Testsatellit Yantai 1 (烟台一号), auch bekannt als Luojia 3-01 (珞珈三号01星), wurde am 15. Januar 2023 vom Kosmodrom Taiyuan aus gestartet.[11]

Startliste

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

Lfd. Nr. Datum (UTC) Startplatz Nutzlast Art/Zweck der Nutzlast Umlaufbahn Anmerkungen
1 27. Juli 2022
04:12		 Jiuquan SATech-01
Guidao Daqimidu Tance Shiyan
Jinan 1
Dianci Zuzhuang Shiyan 1
Dianci Zuzhuang Shiyan 2
Nanyue Kexue		 TE/Sonnenbeobachtung,[12] Gammaastronomie[13][14]
Dichte der Thermosphäre ◻
Quantenschlüsselaustausch[15][16]
TE ◻
TE ◻
TE/Erdbeobachtung ◻[1][17]		 SSO[18] Erfolg
Erstflug der Lijian-1
2 7. Juni 2023
04:10		 Jiuquan Fucheng-1
Tianyi-26
Shiyan-24A
Shiyan-24B[19]
Xi’an Hangtou 8
CXPD Cubesat
20 weitere Satelliten[20][21]		 InSAR-Satellit[22]
TE[23]
TE
TE[24]
Umweltschutz[25]
Prototyp für Polar-2[26]
Kleinsatelliten		 SSO[27] Erfolg
3 23. Jan. 2024
04:03		 Jiuquan 5× Taijing Erdbeobachtung Erfolg

Einzelnachweise
  1. Gunter Dirk Krebs: Zhongke-1 (ZK-1, Lijian-1). In: space.skyrocket.de. 27. Juli 2022, abgerufen am 1. August 2022 (englisch).
  2. 李刚: 构建完备产品服务体系，推动商业火箭航班化飞行——中科宇航系列火箭谱系亮相. In: weixin.qq.com. 16. Januar 2023, abgerufen am 30. Januar 2023 (chinesisch).
  3. 一箭六星！我国迄今运载能力最大的固体运载火箭“力箭一号”首飞成功. In: weixin.qq.com. 27. Juli 2022, abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  4. 全国最大固体火箭首飞成功！去探秘！ In: bilibili.com. 27. Juli 2022, abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  5. 产品信息. In: cas-space.com. Abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  6. 关于我们. In: cas-space.com. Abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  7. 赵磊: 中科宇航将快速形成商业火箭量产能力. In: chinadaily.com.cn. 26. September 2021, abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  8. 洪国荃: 《军营大拜年》带你进入空军“神秘地带”. In: 81.cn. 17. Februar 2016, abgerufen am 1. August 2022 (chinesisch).
  9. 庞磊: 中科宇航运载火箭多场景通用化海上发射方案论证昨日海阳通过评审. In: shm.com.cn. 13. Januar 2023, abgerufen am 1. Februar 2023 (chinesisch).
  10. “东方慧眼”智能遥感星座项目：服务数字时代，开启智慧生活. In: haiyang.gov.cn. 29. April 2022, abgerufen am 1. Februar 2023 (chinesisch).
  11. Philip Ye: 珞珈三号01星最高分辨率0.7m，可使用APP在手机上直接接收在轨实时处理遥感图像. In: weibo.com. 15. Januar 2023, abgerufen am 1. Februar 2023 (chinesisch).
  12. 我国首次实现太阳过渡区探测. In: weixin.qq.com. 14. September 2022, abgerufen am 14. September 2022 (chinesisch).
  13. Xiong Shaolin et al.: GECAM and HEBS detection of a short X-ray burst from SGR J1935+2154 associated with radio burst. In: astronomerstelegram.org. 15. Oktober 2022, abgerufen am 29. März 2023 (englisch).
  14. Xiao Shuo, Xiong Shaolin et al.: Energetic transients joint analysis system for multi-INstrument (ETJASMIN) for GECAM – I. Positional, temporal, and spectral analyses. In: academic.oup.com. 13. April 2022, abgerufen am 29. März 2023 (englisch).
  15. 世界首颗量子微纳卫星“济南一号”成功发射入轨. In: weixin.qq.com. 29. Juli 2022, abgerufen am 10. März 2023 (chinesisch).
  16. Gunter Dirk Krebs: Jinan 1 (Diguidao Lianzi Miyao Fenfao). In: space.skyrocket.de. 14. Januar 2023, abgerufen am 10. März 2023 (englisch).
  17. Andrew Jones: CAS Space puts six satellites in orbit with first orbital launch. In: spacenews.com. 27. Juli 2022, abgerufen am 1. August 2022 (englisch).
  18. OBJECT A. In: n2yo.com. Abgerufen am 1. August 2022 (englisch).
  19. 张泉: 一箭26星！力箭一号遥二运载火箭成功发射. In: news.cctv.com. 7. Juni 2023, abgerufen am 8. Juni 2023 (chinesisch).
  20. Philip Ye: 我国一箭多星新纪录！力箭一号遥二一箭26星发射成功. In: weibo.com. 7. Juni 2023, abgerufen am 7. Juni 2023 (chinesisch).
  21. 赵竹青: 一箭26星！力箭一号刷新我国一箭多星最高纪录. In: finance.people.com.cn. 7. Juni 2023, abgerufen am 7. Juni 2023 (chinesisch).
  22. 洪刚: 出征酒泉！首颗四川造SAR遥感卫星即将发射升空. In: myfc.gov.cn. 13. April 2023, abgerufen am 7. Juni 2023 (chinesisch).
  23. 柳时强: 年产可达30发运载火箭，国内首个全产业链商业航天产业化基地在南沙投产. In: 163.com. 10. Januar 2023, abgerufen am 7. Juni 2023 (chinesisch).
  24. Andrew Jones: Chinese commercial rocket firm launches 26 satellites, sets national record. In: spacenews.com. 7. Juni 2023, abgerufen am 8. Juni 2023 (englisch).
  25. 再添一枚“太空天眼” “秦岭小卫星星座”首发星成功发射. In: news.cnwest.com. 8. Juni 2023, abgerufen am 8. Juni 2023 (chinesisch).
  26. 刘琴: 广西大学主导研制的X射线偏振探测立方星成功发射. In: gxu.edu.cn. 9. Juni 2023, abgerufen am 13. Juni 2023 (chinesisch).
  27. OBJECT A. In: n2yo.com. Abgerufen am 24. Juni 2023 (englisch).
Chinesische Trägerraketen
Im Einsatz:

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