China gaat twee raketten gebruiken om mensen naar de maan te sturen

Vanaf 2019 is China begonnen met voorbereidende studies voor een bemande missie naar de maan die tegen 2030 zal plaatsvinden. Twee jaar later kondigden de China National Space Agency (CNSA) en Roscosmos een samenwerking aan om het International Lunar Research Station (ILRS) op te richten rond het Antarctic-Aitken Basin. De voorgestelde ontwikkelingstijdlijn is verdeeld in drie fasen: verkenning (2021-25), constructie (2025-35) en gebruik (vanaf 2035). Eerder dit jaar kondigde China aan dat zijn ruimtevaartorganisatie tegen 2030 de eerste bemande missie naar het maanoppervlak zal sturen.

Op 12 juli, tijdens het 9e China (International) Commercial Space Forum in Wuhan, China, verstrekten Chinese functionarissen aanvullende informatie over het bemande maanverkenningsprogramma. Dit omvatte onder meer plaatsvervangend hoofdingenieur Zhang Hailian van het China Aerospace Engineering Bureau (CMSE) die het voorlopige plan aankondigde voor China’s eerste bemande maanmissie. Zoals Zhang met een reeks animaties uitlegde, zal de missie bestaan ​​uit twee draagraketten die alle noodzakelijke elementen naar de maan lanceren, die elkaar vervolgens in een baan om de aarde ontmoeten en op het oppervlak landen om wetenschappelijke operaties uit te voeren.

De architectuur van deze missie is vergelijkbaar met die van Artemis 3, de voorgestelde NASA-missie die “de eerste vrouw en eerste persoon van kleur” op de maan zal landen, en die ook de eerste astronauten zullen zijn die het maanoppervlak aanraken sinds het Apollo-tijdperk meer dan 50 jaar geleden eindigde. De huidige NASA-missiearchitectuur vereist dat het Orion-ruimtevaartuig (met vier bemanningsleden) en het door SpaceX geleverde Human Landing System (HLS) (HLS) afzonderlijk worden gelanceerd, elkaar ontmoeten in een baan om de maan, en dat twee astronauten aan boord van de HLS vliegen en deze gebruiken voor een landing op het oppervlak.

Zodra de operaties aan de oppervlakte zijn voltooid, keert de tweekoppige bemanning terug naar een baan om de aarde met behulp van het Starship HLS, waar ze Orion zullen ontmoeten, aan boord zullen gaan en terugkeren naar de aarde. De missie staat gepland voor 2025, maar kan afhankelijk van verschillende factoren vertraging oplopen. Het zal echter worden gevolgd door nog een aantal Artemis-missies die zullen uitmonden in de bouw van een orbitaal platform (Lunar Gateway) en een maanbasis rond het Antarctische bekken – Aitken (Artemis Base Camp).

Chinese missie-engineering

Evenzo is China van plan om twee Long March-10-raketten (momenteel in ontwikkeling) te lanceren die de maanlander en het bemande ruimtevaartuig afzonderlijk dragen. Die zullen rendez-vous- en docking-manoeuvres uitvoeren in een baan om de maan, waardoor astronauten op de rover kunnen springen, van boord kunnen gaan en in een vooraf bepaald gebied kunnen landen, en de komende dagen kunnen besteden aan het uitvoeren van wetenschappelijk onderzoek en het verzamelen van monsters. Eenmaal voltooid, zullen de astronauten opstijgen in de lander en aanmeren bij het ruimtevaartuig, dat zal worden gebruikt voor de terugreis naar de aarde.

Tijdens de toespraak presenteerde Zhang foto’s van enkele items van de missie, waaronder de Long March-10 (CZ-10) raketten, de maanlander en de maanrover. Het CZ-10-ontwerp van de volgende generatie werd voor het eerst gepresenteerd in het National Museum of China in februari 2022 als onderdeel van de tentoonstelling “30 jaar Chinese bemande ruimtevlucht”. Er wordt lang naar deze raket uitgekeken, aangezien China heeft aangekondigd, net als de Long March-9 (ook in ontwikkeling), dat hij “volledig herbruikbaar” zal zijn. Vanaf 2023 hebben ingenieurs met succes de motor van de eerste trap van de YF-100K en andere componenten getest, met een inaugurele lanceringsdoelstelling van 2027.

De diavoorstelling van Zhang bevatte schematische diagrammen van de CZ-10’s met de drie primaire raketten van de eerste trap, elk uitgerust met zeven YF-100K-motoren. Er waren ook foto’s van de eerste trap (en het systeem voor het afbreken van de lancering) en de maanlander met het draagraket van de derde trap eraan. De lander heeft een bekende configuratie die lijkt op de configuratie die vorig jaar werd afgebeeld in het bemande projectbureau voor maanonderzoek in China. Dit ontwerp maakte deel uit van een muurschildering die veel verschillende elementen van de bemande maanmissie afbeeldde en had hetzelfde gedrongen vierpotige profiel met zonnepanelen met dubbele propeller.

Het diagram van de bemande maanmodule toont een voertuig met twee zitplaatsen met de motor ervoor en instrumenten die op een mast lijken te zijn gemonteerd. Dan is er een uitgesneden weergave van het maanlaboratorium (foto hierboven), dat bestaat uit twee gekoppelde modules (beide aangedreven door zonnepanelen met twee ventilatoren) die zijn bevestigd aan een oppervlakterover die de bemanning lijkt te vervoeren. Op de achtergrond is aan een ander voertuig een groot parachute-achtig apparaat bevestigd – dat veel lijkt op de Kilopower-reactor voorgesteld door NASA met behulp van Stirling Technology (KRUSTY).

Verander software

Tijdens het forum werden details gedeeld door Wu Weiren, hoofdontwerper van het Lunar Exploration Program, over de toekomst van het Chinese Lunar Exploration Program (Chang’e) en hoe deze zullen bijdragen aan de realisatie van het ILRS. Dit omvat de Chang’e-6 maansonde, die volgens de planning ergens volgend jaar gelanceerd zal worden en het allereerste monster van de andere kant van de maan zal uitvoeren. De Chang’e-7-missie, die rond 2026 wordt gelanceerd, zal de eerste lander en rover zijn die zoekt naar bewijs van water rond de zuidpool van de maan.

Tegen 2028 zal de Chang’e-7-missie zich bij Chang’e-7 voegen om een ​​basisonderzoeksstation op te zetten, wetenschappelijke experimenten uit te voeren en het bestaan ​​en het gebruik van maanbronnen te onderzoeken, ook wel In situ resource utilisation (ISRU) genoemd. Wu zei dat de Chang’e-8-missie ook bouwmethoden zal testen, potentiële basislocaties zal onderzoeken en radiocommunicatie-uitdagingen rond de zuidpool van de maan zal onderzoeken. Dit station moet in 2030 voltooid zijn, samenvallend met de aankomst van de eerste bemande missie, en zal de voorloper zijn van de ILRS (volgens voltooiing in 2035).

Die plannen lopen mogelijk vertraging op als gevolg van het conflict in Oekraïne, dat de betrekkingen tussen Rusland en zijn ruimtevaartpartners heeft verslechterd. Dit omvat de beëindiging van meerdere samenwerkingsovereenkomsten tussen Roscosmos en het Europees Ruimteagentschap en de inbeslagname van de Baikonoer-kosmodroom door de staat Kazachstan in maart 2023. Het zou ook kunnen leiden tot vertragingen bij de ontwikkeling van het zware Angara-5-lanceervoertuig van Rusland, een essentieel onderdeel van Roscosmos ‘toewijding aan het ILRS en de plannen van het land voor toekomstige verkenning van de maan.

China is echter duidelijk meer dan in staat om het op dit moment alleen te doen met de ILRS. Ze boekten niet alleen enorme vooruitgang met het bemande programma voor verkenning van de diepe maan, maar CNSA droeg ook al de meeste financiële en logische lasten die gepaard gingen met het bouwen van de basis.