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Langer Marsch 8 chinesisch 长征八号 Pinyin Changzheng Bahao kurz CZ 8 ist eine von der Chinesischen Akademie fur Tragerraketentechnologie entwickelte Serie von mittelschweren Tragerraketen 1 Der Erstflug der Rakete fand am 22 Dezember 2020 statt Chefkonstrukteur der Changzheng 8 Raketen ist Song Zhengyu 宋征宇 1970 2 Langer Marsch 8 Inhaltsverzeichnis 1 Entwicklungsgeschichte 2 Aufbau 2 1 CZ 8 2 2 CZ 8G 2 3 CZ 8R 3 Einsatzprofil 4 Ablauf der Startvorbereitungen 4 1 Zielvorgaben 4 2 Ablauf beim Erstflug 5 Technische Daten 6 Startliste 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseEntwicklungsgeschichte BearbeitenDurch den modularen Aufbau der neuen Changzheng Raketengeneration verkurzte sich die Entwicklungszeit der CZ 8 betrachtlich Wahrend der jahrlichen Vollversammlung der Politischen Konsultativkonferenz des chinesischen Volkes im Marz 2015 enthullte Liang Xiaohong 梁小虹 PKKCV Mitglied fur den Chinesischen Verein fur Wissenschaft und Technologie 中国科学技术协会 3 und Betriebsratsvorsitzender der Chinesischen Akademie fur Tragerraketentechnologie dass seine Firma auf der Basis der existierenden Systeme an einer Tragerrakete arbeitete bereits damals Changzheng 8 genannt die die chinesische Lucke bei sonnensynchronen Orbits schliessen sollte zu jenem Zeitpunkt konnte China nur Nutzlasten von maximal 2 t in derartige Umlaufbahnen befordern 4 Im September 2016 wurde anlasslich der Jahreshauptversammlung des Vereins fur Wissenschaft und Technologie in Xi an erstmals ein Modell der neuen Rakete gezeigt 5 Seinerzeit wurde die Changzheng 8 als umweltfreundliche Rakete vorgestellt die zweite Stufe verwendet flussigen Wasserstoff als Treibstoff mit der es nun moglich war eine Nutzlast von 3 4 5 t in eine sonnensynchrone Umlaufbahn zu befordern was eine hohe Prazision bei der Steuerung der Rakete erforderte 6 Im Mai 2017 erteilte der Staatsrat der Volksrepublik China die Genehmigung fur den Bau der Changzheng 8 bei der Akademie fur Tragerraketentechnologie wurde eine Projektgruppe unter der Leitung von Xiao Yun 肖耘 eingerichtet 7 8 Chefkonstrukteur der Rakete bei der von Anfang an moglichst niedrige Kosten angestrebt wurden um sie auf dem internationalen Markt konkurrenzfahig zu machen wurde Song Zhengyu der bereits bei der Changzheng 2F und der Changzheng 7 als stellvertretender Chefkonstrukteur tatig gewesen war 9 Von der offiziellen Genehmigung dauerte es dank der Verwendung bereits existierender Komponenten siehe unten nur noch 1316 Tage also etwa dreieinhalb Jahre bis zum Erstflug Dies ist eine sehr kurze Entwicklungszeit fur eine Rakete 10 Fur die angestrebte Kostendampfung hatte man damals eine ganze Reihe von Ansatzen verfolgt vom Ersetzen hydraulisch gesteuerter Ventile durch solche elektrischer Bauart bis hin zur Senkung der Qualitatsanforderungen bei der Produktion und der bewussten Inkaufnahme einer gewissen Zahl von Fehlstarts 1 Ausserdem hatten schon nach dem Falcon 9 Flug 20 am 22 Dezember 2015 bei dem SpaceX erstmals die erste Stufe einer Rakete sicher zur Erde zuruckbringen und senkrecht landen lassen konnte viele Menschen in China gefragt ob man nicht auch wiederverwendbare Raketen bauen sollte Im Jahr 2017 erklarte Lu Yu 鲁宇 der Vorsitzende der Kommission fur Wissenschaft und Technik bei CALT eine Art Aufsichtsrat der Presse gegenuber dass die Firma derzeit an zwei Methoden arbeite senkrechte Landung mit eigenem Triebwerk und Fallschirmlandung Zu beiden Ansatzen hatte CALT damals bereits praktische Versuche durchgefuhrt Im November jenes Jahres entschied man sich dann fur die senkrechte Landung 11 Auf einer Konferenz am 24 April 2018 erlauterte Long Lehao 龙乐豪 1938 bei CALT fur alle Changzheng Raketen zustandig dass man auf der Basis der Changzheng 8 bereits an einer teilweise wiederverwendbaren Rakete arbeite bei der ahnlich wie bei der amerikanischen Falcon 9 eine Stufe mit ihrem eigenen Motor senkrecht landen konnte 12 Bei einem Vortrag an der Universitat Peking Anfang Juli 2018 stellte er dann ein Konzept vor bei dem die beiden Booster der Changzheng 8 an der ersten Stufe blieben und mit dieser zusammen landeten 13 Der Erstflug dieser Variante ist fur etwa 2025 geplant 14 15 Aufbau BearbeitenAhnlich wie bei der Changzheng 5 sind fur die zweistufige Rakete verschiedene Varianten geplant Die Basisversion CZ 8 mit zwei Boostern Der Erstflug erfolgte am 22 Dezember 2020 16 Die CZ 8A ohne Booster 17 Der Erstflug dieser Variante erfolgte am 27 Februar 2022 18 Die noch in Entwicklung befindliche CZ 8G mit starkerer Oberstufe und grosserer Nutzlastverkleidung Die noch in Entwicklung befindliche CZ 8R mit zwei fest an der Erststufe montierten Boostern wobei die gesamte Kernstufe Booster Gruppe wiederverwendbar ist 1 CZ 8 Bearbeiten Die erste Stufe der Rakete ist fast identisch mit der ersten Stufe der mittelschweren Tragerrakete Changzheng 7 bzw dem K 3 Booster der Changzheng 5 komplett mit den beiden fur diese Raketenfamilie entwickelten YF 100 Triebwerken Die zweite Stufe entspricht der dritten Stufe der Changzheng 3A mit einem Durchmesser von 3 m und zwei YF 75 Triebwerken Fur die beiden Booster waren noch im Februar 2017 zweistufige Feststoffraketen mit 2 m Durchmesser und 120 kN Schubkraft vorgesehen 19 20 an denen die Akademie fur Feststoffraketentriebwerkstechnik gerade arbeitete 21 Dann wechselte man jedoch zu den K 2 Boostern der am 25 Juni 2016 und 20 April 2017 erfolgreich gestarteten Changzheng 7 mit 2 25 m Durchmesser und jeweils einem YF 100 Triebwerk mit Flussigsauerstoff und Raketenkerosin als Treibstoff 22 Die Nutzlastverkleidung der Rakete besitzt einen Durchmesser von 4 2 m 23 Die Rakete besteht aus standardisierten Komponenten und ist dank neuer Fertigungsmethoden relativ schnell herzustellen So werden zum Beispiel die Tankboden nicht mehr aus einzelnen Blumenblatt Segmenten zusammengeschweisst sondern aus einem Stuck geformt Dadurch reduziert sich die Herstellungszeit fur dieses Bauteil um 80 1 Die Akademie fur Tragerraketentechnologie geht davon aus dass nach dem Beginn der Serienproduktion eine Rakete 12 Monate nachdem der Kunde den Vertrag unterzeichnet hat die Fabrik verlasst 24 CZ 8G Bearbeiten Laut den im 14 Funfjahresplan 2021 2025 festgeschriebenen Anforderungen an ein Nationales Netzwerk aus Kommunikations Navigations und Erdbeobachtungssatelliten in mittleren und niedrigen Umlaufbahnen sollen in jenem Zeitraum Nutzlasten von 1 5 t in sonnensynchrone Umlaufbahnen 73 aller Raketenstarts ausmachen 25 Um diesem Bedarf nachzukommen wurde Anfang 2023 ein Konzept fur eine verbesserte Version 改进型 Gǎijin Xing entwickelt Die Satelliten des Nationalen Netzwerks sind sowohl schwer als auch gross Wahrend die erste Stufe und die Booster der CZ 8G identisch mit der Basisversion sind besitzt die zweite Stufe einen Durchmesser von 3 35 m und verwendet zwei Wasserstoff Sauerstoff Triebwerke vom Typ YF 75H 26 eine weiterentwickelte Version des YF 75D mit 100 kN statt 88 kN Vakuumschub 25 Fur die zweite Stufe die in Zukunft auch als dritte Stufe der Changzheng 7A Verwendung finden soll entwickelte die Akademie fur Tragerraketentechnologie einen Wasserstoff Sauerstoff Tank mit gemeinsamem Boden was das Eigengewicht der Raketenstufe reduziert 27 Der Durchmesser der Nutzlastverkleidung wurde von 4 2 m auf 5 2 m vergrossert Die neue Rakete ist mit 50 5 m etwas hoher als die Basisversion sie besitzt eine Startmasse von 371 t und kann eine Nutzlast von 6 8 t in einen sonnensynchronen Orbit von 900 km Hohe befordern 28 Die beiden Stufen und die Booster der CZ 8G werden in Tianjin einzeln montiert und in Containern auf dem Seeweg zum Kosmodrom Wenchang gebracht Dort werden die einzelnen Komponenten senkrecht aufgestellt und die Booster an der ersten Stufe befestigt Die nun zwei Komponenten 1 Stufe Booster und 2 Stufe werden in senkrechtem Zustand getestet und an die Startrampe gefahren ebenso wie die in einer separaten Halle montierte in die Nutzlastverkleidung verpackte Nutzlast An der Startrampe werden die drei Elemente mit einem Kran aufeinandergehoben und montiert dann noch einmal getestet betankt und gestartet Ahnlich wie bei den auf Vorrat montierten Rettungsraketen fur die Chinesische Raumstation auf dem Kosmodrom Jiuquan ist es moglich die drei Komponenten einer Rakete nach der ersten Testung senkrecht aufzubewahren um dann sehr schnell einen zweiten Start durchfuhren zu konnen 26 Der Erstflug der Rakete soll im Juni 2024 vom Kommerziellen Kosmodrom Hainan erfolgen 28 CZ 8R Bearbeiten Fur die Raketen dier CZ 8 Familie mochte man auf dem Gelande des Kosmodroms Wenchang eine Endmontagehalle mit einer Produktionskapazitat von 50 Raketen pro Jahr errichten sodass im Durchschnitt und bei geeignetem Wetter jede Woche ein Start stattfinden kann 26 Fur die fernere Zukunft denkt man jedoch auch daran eine teilweise wiederverwendbare Variante der CZ 8 zu entwickeln bei der die erste Stufe mit den Boostern nach der Abtrennung der zweiten Stufe mit ihren auf 65 drosselbaren Triebwerken zur Erde zuruckkehren soll Dazu besitzt sie vier Gitterflossen fur die Steuerung des Abstiegs durch die Atmosphare und vier ausklappbare Landebeine Eine am 18 Januar 2020 veroffentlichte Videoanimation eines CZ 8R Flugs zeigt dass die beiden Seitenbooster wahrend des gesamten Flugs mit der Erststufe verbunden bleiben 29 Diese auf den ersten Blick ungewohnlich erscheinende Konstruktion wurde nach sorgfaltiger Abwagung aller Faktoren gewahlt Bei der Changzheng 8 stellt die erste Stufe zusammen mit den beiden Boostern 70 der Kosten der Rakete dar Wenn man alle drei Komponenten auf einmal landen lasst benotigt man nur eine Steuereinheit Ausserdem erhoht sich das Gewicht der herabsturzenden Einheit was die Regelung der Triebwerke einfacher gestaltet Da man wahrend des Bremsvorgangs abwechselnd die Triebwerke der Kernstufe und die der Booster zunden kann reduziert sich die Zahl der Zundungsvorgange fur das einzelne Triebwerk was das Risiko einer Fehlfunktion senkt Dadurch dass die Booster nach dem Ausbrennen nicht abgeworfen werden reduziert sich die maximal mogliche Nutzlast der Rakete deren Eigengewicht sich durch Gitterflossen Landebeine und die notige Elektronik sowieso schon erhoht Nichtsdestotrotz ware es auch unter Berucksichtigung der Kosten fur Rucktransport Wartung etc selbst bei einer zwanzigfachen Wiederverwendung nicht moglich kostengunstiger zu operieren als die Basisversion wenn nur die erste Stufe landen wurde Bei der verschmolzenen Version gleichen sich die Mehrkosten fur die Wiederverwendung dagegen ab dem vierten Start aus Ab etwa der zehnten Wiederverwendung sinken die Kosten pro Start nicht mehr weiter sondern bleiben bei rund 80 der Einmal Rakete 1 Einsatzprofil BearbeitenDurch ihren relativ geringen Durchmesser kann die Changzheng 8 sowohl vom Kosmodrom Wenchang als auch vom Kosmodrom Jiuquan aus starten Sie ist derzeit 2020 primar dafur gedacht Nutzlasten vor allem Erdbeobachtungssatelliten in eine sonnensynchrone Umlaufbahn zu bringen Hierbei hangt das maximal mogliche Gewicht von der konkreten Bahnhohe ab Bei einer Hohe von 700 km wie beim Erstflug am 22 Dezember 2020 sind 4 5 Tonnen moglich bei einer niederen Bahn von 500 km bis zu 5 Tonnen bei einer hohen sonnensynchronen Umlaufbahn von 1500 km nur 3 Tonnen Die Bahn von sonnensynchronen Satelliten ist ublicherweise um etwa 90 99 zum Aquator geneigt es handelt sich mehr oder weniger um eine Polarbahn 30 Fur diese Missionen ist Chinas nordlichstes Kosmodrom Jiuquan besser geeignet da dort bei einem Start in Richtung Norden oder Suden weniger Erdrotation kompensiert werden muss Fur andere Umlaufbahnen ist Wenchang auf der Insel Hainan ganz im Suden Chinas besser geeignet da dort in Richtung Osten mit dem zusatzlichen Schub von der Erdrotation gestartet werden kann Mit der Changzheng 8 konnen Nutzlasten von bis zu 8 1 Tonnen in zum Aquator gering geneigte niedrige Erdumlaufbahnen gebracht werden sowohl einzelne Satelliten als auch Konstellationen die Rakete verfugt uber eine Moglichkeit zum Aussetzen mehrerer Satelliten Bei Starts in eine geostationare Transferbahn ist ein maximales Nutzlastgewicht von 2 8 Tonnen moglich wobei man vor allem an kleinere Satelliten mit Ionenantrieb denkt 1 Die Chinesische Akademie fur Tragerraketentechnologie kundigte an mit der Changzheng 8 zunachst etwa ein dutzend Starts pro Jahr durchzufuhren zu wollen spater mehr als 20 Starts pro Jahr 31 Insbesondere fur Starts in sonnensynchrone Umlaufbahnen besteht eine betrachtliche Nachfrage Die China Great Wall Industry Corporation die die Rakete vermarktet konnte gleich beim ersten Start vier der funf Nutzlastplatze Haisi 1 Yuanguang ET Smart RSS und Tianqi 8 an private Kunden vermitteln 32 Ablauf der Startvorbereitungen BearbeitenZielvorgaben Bearbeiten Angestrebtes Ziel ist es unter optimalen Bedingungen bei dieser Rakete nur eine sehr kurze Zeit fur die Startvorbereitungen zu benotigen Der Bahntransport von Peking zum Kosmodrom Jiuquan dauert zwei Tage der Seetransport von Tianjin nach Hainan abhangig vom Wetter etwa eine Woche Nach der Ankunft auf dem Kosmodrom werden die erste Stufe die zweite Stufe und die Booster innerhalb eines Tages in waagrechter Position zusammengefugt und auf ein vielradriges Transportfahrzeug ahnlich dem Startfahrzeug der Kuaizhou 1A gehoben Im Laufe der folgenden drei Tage finden Tests und die Montage der Nutzlasten statt Nach einem weiteren Tag der Vorbereitungsarbeiten also am sechsten Tag nach der Ankunft wird die fertig montierte Rakete zum Startplatz gefahren und aufgerichtet Nach dreieinhalb Tagen weiterer Tests und Anschluss der Treibstoffleitungen wird die Rakete einen halben Tag vor dem Start betankt 33 Die nur wenige Tage dauernden Tests sollen moglich sein weil sich die Rakete weitgehend selbst uberpruft mithilfe eines kunstlichen neuronalen Netzwerks die Messdaten interpretiert und nach vernunftigem Abwagen von Wahrscheinlichkeiten eventuell auftretende Fehlfunktionen nach Moglichkeit selbst repariert Diese Prozesse werden uber Funk und uber Kabel an das Bodensystem ubertragen sodass Techniker gegebenenfalls eingreifen konnen Die Zahl des Bodenpersonals ist jedoch im Vergleich zu traditionellen Startvorbereitungen deutlich niedriger was einen weiteren Faktor bei der Kostenreduzierung und Erhohung der Konkurrenzfahigkeit der Rakete darstellt 1 Nicht alle Satelliten sind fur horizontale Montage geeignet weshalb es auch in Zukunft immer auch Starts mit senkrechter Montage wie beim Erstflug siehe unten geben wird Andererseits pradestiniert die Moglichkeit der horizontalen Montage die Rakete fur Seestarts wo ein hoher Startturm eine schwimmende Plattform instabil machen wurde Vom derzeit im Bau befindlichen 162 5 m lange Schiff fur Seestarts sollen auch mittelschwere Tragerraketen wie die Changzheng 8 starten konnen 34 Langfristig ist jedoch an eine Katamaran artige halb versenkbare Plattform mit einer Deckslange von 230 m gedacht die zwei Raketen mit aufs Meer nehmen kann und so zwischen den Starts nicht nach Tianjin zuruckzukehren braucht 35 Ablauf beim Erstflug Bearbeiten Beim Erstflug am 22 Dezember 2020 kamen die Ingenieure am 22 Oktober also genau zwei Monate vorher auf dem Kosmodrom an um Montage und Uberprufung der Rakete durchzufuhren noch auf die traditionelle Art in senkrechter Position 10 Am 16 Dezember 2020 um 00 20 UTC wurde die Rakete auf einem mobilen Starttisch aus dem Raumfahrzeugmontagegebaude herausgefahren und zur 2 8 km entfernten Startrampe gebracht 36 Dann verzogerte sich jedoch der ursprunglich fur den 20 Dezember um 04 00 UTC angesetzte Start wegen starker Hohenwinde um zwei Tage 37 38 obwohl im Dezember also in der asiatischen Trockenzeit eigentlich die beste Zeit fur Raketenstarts ist Realistisch sind die 10 Tage Startvorbereitung nur fur das Kosmodrom Jiuquan in der Wuste Gobi wo an 300 Tagen im Jahr geflogen werden kann 39 Technische Daten Bearbeiten nbsp Langer Marsch 8AModell CZ 8 40 CZ 8A 18 Stufen 2Hohe 50 3 m 48 mDurchmesser 3 35 mStartmasse 356 t 198 tStartschub 4800 kN 2400 kNNutzlast 4 5 t SSO 32 8 1 t LEO2 8 t GTO 41 1 2 t LTO 42 3 t SSO1 Stufe K 3 1 Hohe 26 mDurchmesser 3 35 mTriebwerk 2 YF 100 mit je 1188 kN StartschubTreibstoff flussiger Sauerstoff und RaketenkerosinBooster 2 K 2 1 Hohe 26 5 mDurchmesser 2 25 mTriebwerk 1 YF 100 mit je 1188 kN StartschubTreibstoff flussiger Sauerstoff und Raketenkerosin2 Stufe H 3 2 Hohe 12 4 mDurchmesser 3 mTriebwerk 2 YF 75 wiederzundbar mit je 78 kN VakuumschubTreibstoff flussiger Sauerstoff und flussiger WasserstoffStartliste BearbeitenDies ist eine vollstandige Liste der CZ 8 Starts Stand 31 Oktober 2023 Datum UTC Typ Startplatz Nutzlast Art der Nutzlast Orbit 1 Anmerkungen22 Dezember 202004 37 37 43 CZ 8 Wenchang 201 China Volksrepublik nbsp XYZ 7China Volksrepublik nbsp Haisi 1China Volksrepublik nbsp YuanguangAthiopien nbsp ET Smart RSSChina Volksrepublik nbsp Tianqi 8 TechnologieerprobungssatellitErdbeobachtungssatellitForschungssatellitErdbeobachtungssatellitInternet der Dinge SSO 32 Erfolg27 Februar 202203 06 18 44 CZ 8A Wenchang 201 China Volksrepublik nbsp Hainan 1 01China Volksrepublik nbsp Hainan 1 02China Volksrepublik nbsp DayunChina Volksrepublik nbsp Wenchang 1 01China Volksrepublik nbsp Wenchang 1 02China Volksrepublik nbsp Taijing 3 01China Volksrepublik nbsp Taijing 4 01China Volksrepublik nbsp Jilin 1 Gaofen 03D10 18China Volksrepublik nbsp Jilin 1 MF02A01China Volksrepublik nbsp Xidian 1China Volksrepublik nbsp Chaohu 1China Volksrepublik nbsp ThorChina Volksrepublik nbsp Tianqi 19China Volksrepublik nbsp Phospherus 1 SeeuberwachungSeeuberwachungErdbeobachtungMultispektralbeobachtungMultispektralbeobachtungoptische ErdbeobachtungSAR Erdbeobachtung9 Erdbeobachtung 45 46 TEHyperspektralsatellitSAR ErdbeobachtungTEInternet der DingeHyperspektralsatellit SSO Erfolg1 Bahn auf der die Nutzlast von der obersten Stufe ausgesetzt werden soll nicht zwangslaufig der Zielorbit der Nutzlast Weblinks BearbeitenThemenheft der Zeitschrift fur Tiefraumerkundung zu senkrecht landenden Raketen chinesisch mit englischen Zusammenfassungen Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f g 宋征宇 肖耘 et al 长征八号 长征火箭系列商业化与智慧化的先行者 PDF 1 7 MB In jdse bit edu cn 17 Mai 2020 abgerufen am 5 Marz 2021 chinesisch 宋征宇校友荣获 中国青年五四杰出贡献奖章 In zuaa zju edu cn Abgerufen am 22 Dezember 2020 chinesisch 王喆 仝宗莉 中国人民政治协商会议第十二届全国委员会委员名单 In cppcc people com cn 4 Februar 2013 abgerufen am 16 Februar 2020 chinesisch 杨柳 中国长征系列运载火箭大家族将添六大新成员 In news sina com cn 7 Marz 2015 abgerufen am 16 Februar 2020 chinesisch 火箭院院长李洪在第十八届中国科协年会上展示航天60年科技成就 In calt com 30 September 2016 abgerufen am 16 Februar 2020 chinesisch 张素 军民融合科技创新展览会首现 长征八号 In chinanews com 24 September 2016 abgerufen am 16 Februar 2020 chinesisch 李沐霖 新一代运载火箭长征八号首飞成功 In sasac gov cn 23 Dezember 2020 abgerufen am 23 Dezember 2020 chinesisch 柴雅欣 叶源昊 长征八号首飞告捷 火箭回收时代何时来 In chinanews com 22 Dezember 2020 abgerufen am 23 Dezember 2020 chinesisch 周亦颖 陈晗钰 宋征宇 长征八号总设计师埋首科研十多年 In zuaa zju edu cn Abgerufen am 22 Dezember 2020 chinesisch a b 唐肇求 长八首飞背后的 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