Chang Zheng-10 – O foguetão lunar da China

Tendo como objectivo uma alunagem tripulada nos próximos cinco a sete anos, a China corre contra ela própria em direcção à Lua.

Muito para lá das megalomanias do bilionário norte-americano e com um programa de exploração lunar consistente e devidamente faseado, a Agência Espacial Tripulada da China toma os passos necessários e seguros para concretizar o objectivo de atingir a superfície lunar através de um programa de exploração que viu recentemente os primeiros testes dos motores que rião propulsionar as duas versões do foguetão lunar Chang Zheng-10.

O Chang Zheng-10 (长征十号) – CZ-10 – está a ser desenvolvido tendo em conta o plano de desenvolvimento para colocar em órbita o veículo tripulado Mengzhou (梦舟) e o veículo de exploração lunar Lanyue (揽月).

O novo lançador foi projectado com os mais elevados níveis de segurança para o voo espacial tripulado e será utilizado para a futura exploração lunar tripulada, avançado de forma rápida a tecnologia de veículos lançadores da China. Planos futuros prevêem a sua utilização em conjunto com o foguetão Chang Zheng-9 (长征九号火箭) para a criação de uma base lunar tripulada e atingir um desenvolvimento e utilização sustentável dos recursos lunares.

O CZ-10 foi anteriormente designado “Veículo Lançador Tripulado da Próxima Geração”, recebendo ainda as designação Chang Zheng-5G, Chang Zheng-5DY e “Veículo Lançador 921”.

O desenho do CZ-10 foi pela primeira vez apresentado a 6 de Novembro de 2018 e o lançador quebra com o tradicional modelo de desenvolvimento, adoptando métodos avançados de desenvolvimento, tais como um desenho de integração colaborativo e testes virtuais digitais. Ao se substituir os tradicionais testes complexos com testes de demonstração integrados, pode-se reduzir de forma significativa o ciclo de desenvolvimento, melhorar a eficiência de desenvolvimento, e promover a inovação no modelo de desenvolvimento.

O foguetão Chang Zheng-10 adopta uma configuração modular de estágio central universal, com este estágio e outros estágios a utilizar um tanque inferior comum.

Evento Tempo de voo (s)
Decolagem 0
Separação dos propulsores 173,0
Separação entre 1.º / 2.º estágio 227,0
Separação do sistema emergência
Separação da carenagem
Separação entre 2.º / 3.º estágio 442,0
Final da 1.ª queima do 3.º estágio 634,0
Segunda ignição do 3.º estágio 1.234,0
Final da 2.ª queima do 3.º estágio
Separação da carga 1.966,0

O estágio central universal está equipado com sete motores YF-100K/L que consomem querosene e oxigénio líquido, dos quais três motores YF-100K possuem oscilação bidirecional com retorno de bomba e os outros quatro YF-100L não possuem função vetorial. O motor YF-100K/L é uma melhoria em relação ao motor YF-100 (com oscilação frontal com bombeamento), com um impulso único ao nível do mar de 1.250 kN e um impulso específico ao nível do mar de 2.958 m/s. Note que o estágio central e o propulsor não têm o mesmo comprimento.

O estágio central e o propulsor fornecem aproximadamente 2.678 toneladas de impulso de descolagem.

O segundo estágio está equipado com dois motores YF-100M, cada motor oscila em ambos os sentidos. O motor YF-100M é um modelo optimizado para alta altitude, desenvolvido com base no motor YF-100K, com um único impulso no vácuo de 1.450 kN e um impulso específico a vácuo de 349,8 s.

O terceiro estágio está equipado com três motores YF-75E que consome hidrogénio líquido e oxigénio líquido, e cada motor oscila em ambas as direções. O motor YF-75E tem um impulso no vácuo de 92,108 kN, um impulso específico a vácuo de 4.424 m/s e uma relação de área da tubeira de 175. O terceiro estágio utiliza energia auxiliar para completar o controlo de atitude, a gestão do propelente e a separação da carga útil, e o ajuste de atitude durante a fase de não propulsão.

A carenagem tem um comprimento de 5 metros e um diâmetro de 5 metros.

O Chang Zheng-10 surgem em duas versões: uma versão de “três estágios e meio” – o “Chang Zheng-10”, que será utilizado para o programa lunar tripulado; e uma versão de “dois estágios” – o “Chang Zheng-10A”, que comparado com o CZ-10, não utiliza os propulsores laterais e o terceiro estágio, e o seu segundo estágio foi substituído por um único YF-100M. Nesta versão, o primeiro estágio é reutilizável, capaz de descolagem e aterragem verticais, sendo ainda utilizado um dispositivo de recuperação de rede para obter uma aterragem suave durante a fase de aterragem. Este lançador poderá realizar missões de transporte de taikonautas astronautas e carga para a estação espacial em órbita terrestre.

A Agência Espacial Tripulada da China anunciou o seu objetivo de realizar a primeira alunagem tripulada da China antes de 2030. O foguetão Chang Zheng-10 será utilizado para o lançamento de um módulo lunar de 26 toneladas e uma nave lunar de 26 toneladas para a órbita de transferência Terra-Lua.

A nova geração de naves espaciais tripuladas constituem um novo tipo de nave espacial de transporte da Terra para o espaço que foi amplamente actualizada e desenvolvida com base na nave espacial Shenzhou.

É constituído por um módulo de regresso e um módulo de serviço, sendo utilizada principalmente para a missão de exploração lunar tripulada e tem em conta o funcionamento da estação espacial próxima da Terra. Possui as características de alta segurança, alta fiabilidade, suporte multimissão e reutilização. A missão lunar pode transportar três taikonautas de e para o solo e a órbita lunar.

O módulo lunar Lanyue é uma nave espacial tripulada de descida e subida da superfície lunar. É constituído por um módulo habitacional e um módulo de propulsão. É utilizado principalmente para o transporte de taikonautas entre a órbita lunar e a superfície lunar. Pode transportar dois taikonautas de e para a órbita lunar e pode transportar rovers lunares e cargas úteis científicas. Constitui o centro da vida lunar, fornecimento de energia e centro de dados para os taikonautas após a alunagem, apoiando a residência lunar e as atividades lunares. Após a chegada do módulo lunar à superfície lunar, os taikonautas viajarão no rover lunar para realizar trabalhos na superfície lunar. O rover lunar tripulado pesa cerca de 200 kg, sendo utilizado para recolhas de amostras lunares num raio de 10 km.

O processo principal de uma missão de alunagem tripulada será iniciado com o lançamento um módulo de alunagem para a órbita da Lua onde irá aguardar a chegada dos seus tripulantes. Seguidamente será lançada a cápsula espacial Mengzhou com três taikonautas a bordo, dirigindo-se para a órbita lunar. Após a chegada à órbita lunar, a cápsula espacial irá acoplar com o módulo Lanyue e proceder-se-á à transferência de dois tripulantes que irão verificar os seus sistemas e preparar a descida em direcção à superfície da Lua.

Com todos os sistemas verificados, inicia-se o processo de separação e a fase de descida para a superfície lunar. As comunicações entre os dois veículos e entre estes e a Terra será permanente, sendo auxiliada por uma rede de satélites em órbita lunar que permitirão a transmissão de voz e dados de forma permanente e contínua.

A fase de descida para a superfície lunar é cuidadosamente executada, com o veículo a dirigir-se para o local de alunagem predeterminado. Com todos os sistemas a funcionar correctamente e não havendo problemas ou condições que impeçam a alunagem, esta ocorre de forma suave. Na superfície lunar os dois taikonautas irão realizar diversas actividades de investigação e exploração durante diferentes períodos que serão mais longos à medida que o programa evolui e se matura na superfície lunar, com missões mais ambiciosas a cada passo de desenvolvimento.

Finalizadas as actividades na superfície lunar, os dois tripulantes preparam o módulo para o lançamento desde a superfície e posterior viagem até à órbita lunar onde irão acoplar com o veículo Mengzhou. Após a acoplagem, as amostras da superfície lunar e outras experiências são transferidas para o veículo e inicia-se posteriormente o regresso à Terra.

Cronologia do desenvolvimento do programa

Em 2016, a Primeira Academia lançou o trabalho de demonstração do esquema do foguetão tripulado de nova geração, segundo os requisitos de desenvolvimento tendo por base uma tecnologia madura, garantindo segurança e fiabilidade e atualizando capacidades e padrões técnicos.

A 27 de Maio de 2017, o motor YF-100K concluiu o primeiro teste a quente de verificação completa do princípio de funcionamento.

A 28 de Junho de 2018, o primeiro teste do YF-100M foi bem-sucedido e a 6 de Novembro, a equipa de investigação e desenvolvimento da Primeira Academia concluiu a investigação e o desenvolvimento de uma série de tecnologias-chave para o YF-100K e o seu motor de regresso de alta altitude, motor de pós-combustão de alta pressão com arranque a baixa pressão, motor de controlo de atitude de impulso ajustável sólido, novo motor de controlo de atitude de propelente não tóxico à temperatura ambiente e servomecanismo leve.

A 9 de Outubro de 2019, o projeto “Módulo de 5 metros de diâmetro para o foguetão tripulado de nova geração – tecnologia geral e aplicação de engenharia” da Primeira Academia da Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China foi aprovado na revisão de aceitação organizada pelo Gabinete de Engenharia Espacial Tripulada da China. Os especialistas da revisão concordaram unanimemente que os resultados deste projeto de investigação preliminar podiam ser utilizados para o desenvolvimento da engenharia de foguetões lançadores tripulados de nova geração da China.

A 14 de Junho de 2022, no 101º Instituto da Sexta Academia da Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China, o primeiro teste de ignição múltipla de longo alcance do motor de três fases do foguetão lançador tripulado de nova geração foi concluído com sucesso, assinalando que o motor estava pronto para entrar na fase de desenvolvimento do protótipo.

A 28 de Julho, o Instituto 702 da Primeira Academia da Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China concluiu com sucesso o teste conjunto estático e dinâmico de múltiplos motores em paralelo para o novo lançador , o que apoiou fortemente a transição tranquila do desenvolvimento deste tipo de foguetão para a fase de protótipo. Este teste foi um teste importante para verificar as principais tecnologias de múltiplos motores em paralelo e transmissão de força de fundo, sendo um trabalho marcante para que o modelo entre na fase de desenvolvimento de engenharia.

A 10 de Abril de 2023, o primeiro acumulador de pressão de oito vias para os novos lançadores passou com sucesso o teste de choque frio e o teste hidráulico de 1,4 MPa, indicando que a 211ª Fábrica da Primeira Academia da Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China avançou e dominou com sucesso as principais tecnologias para o desenvolvimento do acumulador de pressão de oito vias e alcançou resultados importantes. A 16 de Maio, a Academia de Foguetões concluiu com sucesso o teste de implantação do leme de grade do foguetão lançador tripulado de nova geração e a 22 de Julho, o motor principal do foguetão de aterragem lunar tripulado era testado com sucesso na área de testes de Fengzhou da Sexta Academia da Corporação de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China. Este teste verificou o perfil da missão de voo do motor e forneceu um forte apoio para a consolidação do estado técnico do motor, o estabelecimento da linha de base da tecnologia do produto e a melhoria da fiabilidade.

Em Fevereiro de 2024, o Chang Zheng-10 entrava totalmente na fase de desenvolvimento do protótipo e a 14 de Junho, o teste do sistema de energia do primeiro estágio do lançador era bem-sucedido. Durante o teste, os três motores YF-100K do primeiro estágio foram accionados simultaneamente. Os motores arrancaram normalmente, operaram de forma estável e desactivaram-se como previsto. Todos os parâmetros testados foram nominais.

A 20 de Novembro de 2024, foi concluido com sucesso o teste de separação da carenagem. O teste avaliou completamente o esquema de projecto da carenagem, a estrutura de ligação, o esquema de separação e o envelope máximo disponível.

A 15 de Agosto de 2025, ocorreu o primeiro teste de ignição com cabo do CZ-10, organizado e realizado pela Academia Chinesa de Foguetões. O teste foi realizado no Sítio de Lançamentos Espaciais de Wenchang. Neste teste, os sete motores do produto de teste do primeiro estágio do lançador Chang Zheng-10 foram acionados simultaneamente, e vários processos de teste foram concluídos de acordo com os procedimentos programados. Através do teste, foi testada a capacidade dos sete motores paralelos do primeiro estágio de operar simultaneamente em condições nominais e elevadas, e foram obtidos dados importantes para o contínuo desenvolvimento do lançador.

Um segundo teste foi realizado a 12 de Setembro de 2025. Todos os testes de ignição com cabo programados foram concluídos como planeado. O objectivo foi testar o funcionamento em baixas condições e as capacidades de arranque da ignição secundária dos sete motores paralelos do primeiro estágio do foguetão.

Os testes realizados verificaram de forma abrangente o desempenho do sistema de potência de sete motores do primeiro estágio do foguetão e a exatidão e fiabilidade do projecto do procedimento de trabalho da fase de recuperação, marcando um avanço gradual no desenvolvimento do protótipo do foguete lançador da série Chang Zheng-10.

O primeiro lançamento do Chang Zheng-10 está previsto para 2027 a partir do Complexo de Lançamento LC301 do Sítio de Lançamentos Espaciais de Wenchang, província de Hainan, enquanto que o primeiro lançamento do Chang Zheng-10A deverá ocorrer em 2026.

Fotografias: Internet chinesa



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