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CZ-​8/ZH

Trägerrakete

CZ-8/ZH

Im Rahmen einer großangelegten Initiative zur Ablösung der bisherigen Trägerraketen mit ihren hoch-​toxischen Treibstoffkomponenten, die in Ursprüngen alle bis in die 1960er Jahre zurück reichten und zuletzt in den 1980er und 90er Jahren einen Modernisierungsschub erhalten hatten, studierte die CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology) unter dem Dach der CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation) vielfältige Entwüfre für moderne umweltfreundliche Modelle. Auf dem Reißbrett entstanden ganze Familien von leichten, mittelschweren und schweren Trägerraketen mit Antrieben auf Basis von Kerosin/Flüssigsauerstoff oder Flüssigwasserstoff/-​sauerstoff. Für das mittlere Nutzlastsegment, in das sowohl die bemannten und unbemannten Versorgungsraumschiffe für eine Raumstation als auch viele Erdbeobachtungs– und Aufklärungssatelliten fielen, wurde ab 2009 oder 2010 die CZ-​7  Familie studiert (aufbauend auf Vorarbeiten noch im Rahmen des CZ-​5  Programms). Einige davon waren aber vollkommen unwirtschaftlich zu realisieren, andere redundant zu bereits laufenden Entwicklungen. Ausgewählt wurden schließlich die CZ-​724 als CZ-​7, die CZ-​734 als CZ-​7 A, die CZ-722(HO) und die CZ-720(HO). Da die CZ-​7 aufgrund ihres geplanten bemannten Einsatzes extrem auf Zuverlässigkeit optimiert worden war, konnten mit ihrem Entwurf die erhofften Kosteneinsparungen nur bedingt realisiert werden. Vermutlich war das einer der Gründe für die Entscheidung, die CZ-722(HO) und CZ-720(HO) Entwürfe eigenständig als CZ-​8 bzw. CZ-​8 A weiterzuführen. Bei ihnen sollte besonderer Wert auf die Wettbewerbsfähigkeit gelegt werden. SpaceX und Europas Ariane 6 wurden als Maßstab genommen. Um die Produktionskosten niedrig zu halten, wurde sogar auf besonders aufwendige Fertigungsverfahren verzichtet und eine etwas höhere Leermasse in Kauf genommen. Die Erststufe mit ihren zwei YF-​100 Kerolox Triebwerken übernahm man weitgehend unverändert von der CZ-​7 . Ebenso die großen Flüssigkeitsbooster, die jedoch in ihrer Anzahl auf zwei reduziert wurden. Eine Besonderheit waren die zwei Modellvarianten im Hinblick auf die Booster. Beim CZ-​8/ZH Entwurf wurden diese wie üblich abwerfbar gestaltet. Dagegen zielte die CZ-​8/RH auf eine weitere Kostenoptimierung. Hier bildeten Erst(Kern-)stufe und Booster eine untrennbare Einheit. Die Zweitstufe wurde dagegen direkt von der Drittstufe der CZ-​3 A Familie abgeleitet. Eigentlich sah die Designphilosophie vor, sich auf drei Stufendurchmesser (2,25 m, 3,35 m und 5,0 m) zu beschränken. Mit der CZ-​3 Oberstufe kam nun doch ein weitere Durchmesser (3,0 m) hinzu. Aus Kostengründen reduzierte man die Änderungen der kryogenen Oberstufe auf ein Minimum. Anpassungen betrafen natürlich vor allem die Schnittstellen zwischen den Stufen, die Berücksichtigung der anderen klimatischen Bedingungen auf Hainan und die optimierten Startvorbereitungsprozesse. Denn erklärtes Ziel war es, eine Startkampagne in sieben bis zehn Tagen abwickeln zu können. Ein umfangreiches Testprogramm der auf dem Seeweg in Containern angelieferten Stufen war nicht mehr vorgesehen. Wie bei der CZ-​7 kam auch bei der CZ-​8 eine neue 4,2 m Nutzlastverkleidung aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zum Einsatz Mit einer Länge um 13 m konnten auch sehr großvolumige Nutzlasten transportiert werden. Hervorgehoben wurde, daß die neue Rakete eine Lücke im Portfolio zum Start schwerer Nutzlasten (einschließlich Cluster-​Starts zahlreicher kleiner Satelliten) auf sonnensynchrone Bahnen schloß. Die bereits eingeführte CZ-​5 war für solche Misisonen viel zu teuer, die CZ-​4 Modelle erreichten bestenfalls drei Tonnen. Andererseits hatte erst wenige Wochen vor dem CZ-​8 Jungfernflug die CZ-​3 B/G5  ihre Premiere gefeiert, die mit 4.500 kg auf sonnensynchrone 500 km Bahnen in diesem Segment ähnliche Leistungswerte erreichte.


Gesamtsystem
Nation China (CALT)
Bezeichnung(en) Chang Zheng 8/ZH (CZ-​8/ZH), Long March 8 (LM-​8/ZH) []
Entwicklungszeitraum
erster Start 22.12.2020 
Einsatzzeitraum 2020–
Stufenzahl 2 + 2 Booster
Gesamthöhe 50,34 m
Basisdurchmesser 3,35 m
max. Nutzmasse ca. 8.100 kg (LEO) []
ca. 5.000 kg (SSO 500 km) []
ca. 4.500 kg (SSO 700 km) []
ca. 2.800 kg (GTO) []
Startmasse ca. 356.000 kg
Startschub 4.797 kN [] []
Flüssigkeits-​Starthilfen
Hersteller
Bezeichnung(en)
Länge 26,90 m []
Durchmesser 2,25 m
Leermasse
Treibstoffmasse
Gesamtmasse je ca. 77.500 kg
Antrieb je 1 Flüssigkeitstriebwerk YF-​100 
Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff
Startschub je 1.199 kN [] []
spezifischer Impuls (Seehöhe)
Brenndauer (typisch)
1. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en)
Länge 25,08 m []
Durchmesser 3,35 m
Leermasse
Treibstoffmasse
Gesamtmasse ca. 160.000 kg
Antrieb 2 Flüssigkeitstriebwerke YF-​100 
Treibstoff Kerosin + Flüssigsauerstoff
Startschub (Seehöhe) 2.399 kN [] []
spezifischer Impuls (Seehöhe)
Brenndauer
2. Stufe
Hersteller
Bezeichnung(en)
Länge
Durchmesser 3,00 m
Leermasse
Treibstoffmasse
Gesamtmasse
Antrieb 2 Flüssigkeitstriebwerke YF-​75 
Treibstoff Flüssigwasserstoff + Flüssigsauerstoff
Vakuumschub 2× 83,5 kN []
spezifischer Impuls (Vakuum) 442 s
Gesamt-​Brenndauer
Nutzlastverkleidung
Länge ca. 13 m
max. Durchmesser 4,20 m

Quellen:

http://​www​.cjss​.ac​.cn/​E​N​/​1​0​.​1​1​7​2​8​/​c​j​s​s​2​0​1​8​.​0​5.593  (Development of China’s New Generation Launch Vehicles)
chinesische Internet-​Publikationen