La Gran Marcha 7 ( chino :长征七号运载火箭), o Chang Zheng 7 en pinyin , abreviado LM-7 para exportación o CZ-7 dentro de China, originalmente Gran Marcha 2F/H o Chang Zheng 2F/H , apodado Bingjian (冰箭; 'la Flecha de Hielo'), es un vehículo de lanzamiento chino de combustible líquido de la familia Gran Marcha , desarrollado por la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CAST). [4] Realizó su vuelo inaugural el 25 de junio de 2016.
Diseñado como reemplazo del Long March 2F , se esperaba que el Long March 7 y sus variantes fueran el caballo de batalla de la flota, que se proyecta representaría alrededor del 70% de todos los lanzamientos chinos. El Long March 7 juega un papel fundamental en el programa de la Estación Espacial China : se utiliza para lanzar la carga robótica Tianzhou y reabastecer la nave espacial a la estación. El cohete estaba destinado a reemplazar al Long March 2F como vehículo de lanzamiento con tripulación de China en el futuro, [4] aunque para 2023 esta función aparentemente ha sido asumida por los subdesarrollados Long March 10 y Long March 10A.
Desde 2020, además de la configuración básica del Long March 7, existe la variante Long March 7A ( CZ-7A , etc.) que se diferencia del CZ-7 básico por la adición de una tercera etapa de hidrógeno líquido y oxígeno líquido heredada del Tercera etapa de la Larga Marcha 3B . [3] El cohete también se ha convertido en el Gran Marcha 8 .
El proyecto Gran Marcha 7 comenzó en 2008 con la formación del equipo de desarrollo dentro del diseñador tradicional de vehículos de lanzamiento espacial, CALT . [5] Con la adquisición de la tecnología RD-120 y el desarrollo de los motores YF-100 y YF-115 , el plan original era rediseñar el Long March 2F . El Long March 2F/H , como se habría llamado, "simplemente" cambiaría de N 2 O 4 / UDMH a un propulsor LOX / queroseno y motores de empuje mejorados para ofrecer un mejor rendimiento. Pero el cambio dio lugar a una cascada de cambios que aumentaron significativamente la complejidad del proyecto. [6]
Al mismo tiempo, se esperaba que el proyecto original del Gran Marcha 5 incluyera versiones pesada, media y ligera. Dado que el Long March 2F/H y el Long March 5 mediano tenían superposiciones importantes, se decidió fusionar ambos proyectos. De esta manera, los componentes y tecnologías heredados de vuelo y alta confiabilidad del Long March 2F se fusionaron con las nuevas tecnologías desarrolladas para el Long March 5. [6] Aunque se terminó casi al mismo tiempo, el Long March 6 era un producto completamente separado. desarrollado por un equipo joven dentro de SAST . Como tal, comparte poco más que los diámetros del tanque y la propulsión con el LM-5 y el LM7, pero cubre el rango de cargas útiles entre el mediano Gran Marcha 7 y el muy ligero Gran Marcha 11 . [7]
En 2010, el nombre del proyecto se cambió oficialmente a 7 de Marcha Larga . Según el subdirector del proyecto, Zhang Tao, el proyecto requirió once nuevas tecnologías importantes. Pero la innovación no se produjo sólo a nivel del producto, sino también del proceso mismo. Esta fue, según el director del proyecto, Wang Xiaojun, la primera vez que todo el proceso se desarrolló en 3D digital, pasando del diseño asistido por ordenador directamente a la fabricación asistida por ordenador . [8]
El vuelo inaugural se realizó con éxito el 25 de junio de 2016, a las 12:00 UTC desde la plataforma de lanzamiento LC-2 de Wenchang . Se lanzó en la configuración LM-7 con la adición de la etapa superior Yuanzheng-1A que debutó simultáneamente; el vuelo realizó con éxito su misión multiórbita. [9]
El Long March 7 es la variante de carga media de una familia de cohetes de nueva generación que incluye el Long March 5 de carga más pesada y el Long March 6 de carga pequeña-mediana . La estructura se basa en el confiable vehículo de lanzamiento Long March 2F , apto para humanos . Heredó la etapa central de 3,35 m de diámetro y los propulsores de cohetes líquidos de 2,25 m de diámetro . Mientras que la anterior familia de cohetes Gran Marcha 2 utilizaba propulsores N 2 O 4 / UDMH caros y peligrosos , el Gran Marcha 7 utiliza LOX y queroseno . Los motores se comparten con el Gran Marcha 5 y 6. El objetivo era construir una familia de cohetes más rentable y menos peligrosa para reemplazar al Gran Marcha 2 actual y, eventualmente, al Gran Marcha 3. [10] Es capaz de colocar 5.500 kg (12,100 lb) de carga útil en una órbita sincrónica con el sol (SSO) de 700 km (430 mi). [11]
El Long March 7 hereda las etapas modulares del proyecto original Long March 5 . Como tal, su primera etapa es el mismo módulo que los propulsores LM-5. También comparte diámetros de tanque y motores con el Long March 6 , pero los grupos de diseño eran completamente diferentes. El LM-5 y el LM-7 fueron desarrollados por la Academia China de Tecnología de Vehículos de Lanzamiento (CALT), mientras que el LM-6 fue desarrollado por la Academia de Tecnología de Vuelos Espaciales de Shanghai (SAST). Incluso la aviónica es diferente. [7]
El Gran Marcha 7 básico se puede optimizar variando la cantidad de refuerzos o mejorar agregando etapas superiores. Estas etapas permiten una mayor flexibilidad en la misión, como la inyección directa a órbitas más altas o el despliegue en órbitas múltiples. También pueden aumentar significativamente el rendimiento. Gracias a esta modularidad, el rendimiento se puede ajustar entre 4.000 kg (8.800 lb) y 13.500 kg (29.800 lb) para LEO , 2.000 kg (4.400 lb) y 8.000 kg (18.000 lb) para SSO y 4.000 kg (8.800 lb) y 7.000 kg (15,000 lb) a Órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). [12] [13]
El Long March 7 puede utilizar 0, 2 o 4 propulsores utilizando propulsor RP-1 / LOX . [14] Están propulsados por un único motor YF-100 de combustión por etapas rico en oxidantes . Cada propulsor suministra 1.200 kN (270.000 lb f ) al nivel del mar y 1.340 kN (300.000 lb f ) en el vacío de empuje. Su impulso específico es de 300 s (2,9 km/s) al nivel del mar y de 335 s (3,29 km/s) en el vacío. Cada módulo tiene su propio control del vector de empuje de un solo eje y, por lo tanto, requirió un diseño especial en los sistemas de control del cohete para coordinar todas las toberas del cohete. [11] [14] Utilizan el ancho heredado de 2,25 m (7 pies 5 pulgadas) de las familias Gran Marcha 2 y Gran Marcha 3 , pero debido al mayor empuje del YF-100 con respecto al YF-20 y el YF. -25 , los propulsores son casi el doble de largos, 27 m (89 pies). [14] Un cohete propulsor Gran Marcha 7 creó una bola de fuego visible desde partes de Utah , Nevada , Colorado , Idaho y California en la tarde del 27 de julio de 2016; su desintegración fue ampliamente reportada en las redes sociales , y el reingreso incontrolado de un objeto de cinco toneladas se consideró un evento raro. [15]
La primera etapa tiene tanques de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro que transportan propulsor RP-1/LOX. Está propulsado por dos motores YF-100, que comparten los mismos elementos de propulsión que los propulsores, sólo que para la primera etapa los motores pueden girar en dos ejes. [14] Además, esta primera etapa es el mismo módulo básico que los propulsores Gran Marcha 5 . El diámetro fue diseñado para el transporte terrestre y, como tal, podrá lanzarse desde todos los sitios de lanzamiento chinos. Esta es una diferencia crítica con respecto al LM-5 que requiere transporte acuático para sus etapas principales. [11] Si bien comparte diámetro y motores con la primera etapa del Long March 6 , el desarrollo fue completamente separado y realizado por diferentes grupos. [7]
La segunda etapa también comparte los primeros tanques y propulsor de 3,35 m (11,0 pies) de diámetro. Está propulsado por cuatro motores RP-1/LOX YF-115 de combustión por etapas ricos en oxidantes. Dos son fijos y dos pueden girar en dos ejes. [14] Ofrece 706 kN (159.000 lb f ) de empuje en el vacío con un impulso específico de 341,5 s (3,349 km/s). [11] Si bien comparte motores con la segunda etapa del Long March 6, el desarrollo estuvo completamente separado y realizado por diferentes grupos. [7]
Puede utilizar la etapa superior Yuanzheng-1A para aumentar la carga útil a órbitas de mayor energía y permitir múltiples misiones de ignición. En particular, permite la inyección directa a órbitas SSO . [16] El vuelo inaugural utilizó con éxito esta etapa superior para entregar múltiples cargas útiles a diferentes órbitas. [12]
Se espera que el Gran Marcha 7 se vea reforzado por una etapa de hidrógeno líquido y oxígeno líquido de alta energía . Esta etapa y la baja inclinación de Wenchang permitirían lanzar una carga útil de entre 4.000 kg (8.800 lb) y 7.000 kg (15.000 lb) a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO). Esto supondría un aumento del 25% con respecto al lanzador chino más potente hasta ahora, el Long March 3B , pero muy por debajo del Long March 5 . [12] La variante Gran Marcha 7A, activa desde marzo de 2020, logra precisamente esta mejora; Está formado por las dos etapas iniciales del Gran Marcha 7, con una tercera etapa impulsada por hidrógeno líquido y oxígeno líquido.
En la presentación de variantes de 2013 también se utilizó como segunda etapa una etapa propulsada por hidrógeno. No estaba claro si sería la misma etapa utilizada como segunda etapa o una etapa diferente. En ambos casos (segunda y tercera etapa) estarían propulsados por el YF-75 o el YF-75D . [14]
La presentación de la variación en 2013 también propuso propulsores sólidos más pequeños de 2 m (6 pies 7 pulgadas) de diámetro como una opción más económica para cargas útiles más pequeñas. [14]
Después del vuelo inaugural, Song Zhengyu, diseñador jefe adjunto de sistemas de control del proyecto Gran Marcha 7, afirmó que el vuelo contaba con aviónica autóctona probada . Tuvieron que trabajar con la industria local para desarrollar PLC de procesador dual con capacidad espacial . También se afirmó que el sistema operativo en tiempo real también era un desarrollo autóctono. El diseño general se basó en una arquitectura distribuida para permitir la escalabilidad y la tolerancia a fallos . Esta aviónica sería la base para la mayoría de los desarrollos futuros y se diseñó teniendo en cuenta la reutilización . [17]
En un artículo publicado en la publicación Manned Spaceflight del CMSEO , el Long March 7 se presentó como una familia de vehículos de lanzamiento. [14] Las variaciones se codificarían mediante un código de dos números más letras variables y un prefijo CZ-7 en la forma CZ-7## . El primer dígito significaría el número de etapas en el núcleo, que podría ser 2 o 3 . El segundo número significaría el número de propulsores, que podrían ser 0 , 2 o 4 , con una S añadida si los propulsores fueran de tipo sólido. También se propuso una segunda etapa alternativa impulsada por el propulsor LH / LOX y los motores duales YF-75 se identificarían agregando un (HO) a la designación. Por fin, podría tener una etapa superior adicional, posteriormente identificada como Yuanzheng-1A , que se identificaría añadiendo a la designación /SM . [14]
Por ejemplo, la versión que debutó fue codificada bajo esta nomenclatura como CZ-724/SM , ya que contaba con dos etapas centrales RP-1 / LOX , cuatro propulsores líquidos y estaba potenciada por la etapa Yuanzheng-1A. Un CZ-720 tendría dos etapas RP-1/LOX y ningún propulsor. Un CZ-724S(HO) tendría una primera etapa RP-1/LOX, una segunda etapa LH/LOX y cuatro propulsores sólidos. Un CZ-732 tendría dos etapas RP-1/LOX, una tercera etapa LH/LOX y dos propulsores líquidos. El periódico esperaba el siguiente rendimiento de determinadas versiones. [14]
El documento también presentó las opciones de propulsión para cada etapa. La segunda etapa del RP-1 / LOX tenía sólo dos YF-115 en lugar de los cuatro normales, cuando se utilizaba en la versión sin propulsores. Podría haber implicado un escenario superior diferente, más pequeño o uno insuficientemente lleno. [14]
Desde 2020, la configuración básica CZ-7 de dos etapas se ha complementado con la variante CZ-7A. Esta variante emplea los propulsores y las dos primeras etapas de la configuración base, y agrega a esto una tercera etapa que emplea dos motores criogénicos YF-75 que funcionan con combustibles líquidos LH 2 y LOX ; La tercera etapa de la variante 7A es heredada de la tercera etapa de la Gran Marcha 3B . (Tenga en cuenta que la variante 7A es similar a las variantes CZ-73X propuestas por primera vez en 2013; consulte la subsección anterior).
El primer CZ-7A se lanzó el 16 de marzo de 2020 a las 13:34 UTC desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Wenchang en la isla de Hainan. Dos horas después del lanzamiento, fuentes de noticias estatales anunciaron que el vuelo terminó en fracaso; Inicialmente no se indicaron las causas del fallo. Los preparativos del lanzamiento del vuelo inaugural continuaron en las semanas previas al lanzamiento a pesar de las medidas adoptadas para combatir la propagación del virus COVID-19 en China. [18] En 2021, algunos observadores especularon, basándose en publicaciones chinas no confirmadas de Baidu , que el fallo del vuelo inaugural del CZ-7A fue causado por la pérdida de presurización en uno de sus cuatro propulsores justo antes del corte del motor principal y la puesta en escena de la primera etapa (unos 168 segundos de vuelo). [19]
El segundo CZ-7A se lanzó con éxito desde Wenchang el 11 de marzo de 2021. [20] El vehículo de lanzamiento transportaba el satélite Shiyan-9 para probar nuevas tecnologías como la vigilancia ambiental espacial, según la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China (CASC). [21]
在实际研制中它应用了全数字化设计手段，代表了我国60年来运载火箭研制的最高水平
