Metalox startūnai – Kinija

Apie metalox ir startūnus esame rašę tekstuose: „Metalox varytuvų varžybos“, „Nevienkartinis startūnas ZQ-3“, „Kinija, raketiniai startuoliai ir methalox“, „Metano raketos nesekmė“.

Metano privalumai

Methalox (methane + liquid + oxygen) varytuvai oksidatorių O2 ir kurą CH4 pagal masę naudoja santykiu 3.55 arba 78% deguonies ir 22% metano. Teoriškai pilnam metano sudegimui reikia santykio 4:1, praktikoje naudojamas „riebesnis“ mišinys (daugiau kuro) nes mažesnis deguonies kiekis neleidžia degimo kamerai išsilydyti, o „kuro perteklius“ išmetamosiose dujose palieka nesudegusių lengvų molekulių, o tai padidina specifinį impulsą (Isp​) – variklio efektyvumą. Metanas yra pigiausias, lyginant metaną, žibalą ir vandenilį, o metalox bei žibalo varytuvų trauką galima reguliuoti paprasčiau. Vandenilio (Hydrolox) varytuvų, pvz „Space Shuttle“ RS-25, trauką galima reguliuoti, tačiau tai techniškai yra gerokai sudėtingiau nei naudojant metaną ar žibalą.

Pirmieji pasaulyje

Kinijos startuolis LandSpace su startūnu „Zhuque-2“ (ZQ-2) tapo pirmąja bendrove pasaulyje, sėkmingai pasiekusia orbitą su Methalox startūnu. Tai įvyko 2023 m. liepą, kuomet „Starship“ dar tik buvo bandomas, „Zhuque-2“, stumiama Tianque-12 (TQ-12) varytuvų, sėkmingai iškėlė krovinius į orbitą.

ZQ-2 orientuosis į vidutinio dydžio krovinius, užpildydami rinkos nišą tarp mažų raketų, tokių kaip „Electron“ ir „Falcon-9“ milžinų.

Pirmieji ZQ-3 liuoktelėjimai primena…SpaceX Grasshoper liuoktelėjimus

2025 gruodžio 3 startūnas ZQ-3 paleistas ne visai sėkmingai, nes 510 lėkio sekundę sudužo už 390 km Gobio dykumoje. ZQ-3 tūpimas planuojamas ir ant jūrinių platformų dronų.

Palyginimui, startūnas Falcon-9 su „Merlin“ žibalo varytuvais į žemą Žemės orbitą (LEO) iškelia 22,8 t krovinį ir nuo 2010 metų kilo 581 kartą. „LandSpace“ planuoja pasiūlyti 1 kg krovinio iškėlimo į LEO kainą mažiau nei $2,000. Dabartinė „SpaceX“ 1 kg kaina startūnu „Falcon 9“ yra $2,500-$3,000.

Startūnas „NewLine-1“

LinkSpace yra viena seniausių Kinijos privačių kosmoso kompanijų, įkurta dar 2014 m. Kartais ji vadinama pirmąja, pradėjusia rimtus VTVL bandymus. Startūnas NewLine-1 (Shinxiansen-1) yra skirta mažiems satams iškelti, o jos pirmoji pakopa yra pritaikyta daugkartiniam panaudojimui. 1.8 m skersmens ir 20 m aukščio startūnas turi keturis 100 kn stūmos varytuvus ir į 250-550 km Saulės sinchroninę orbitą (SSO) kels krovinius iki 200 kg.

„NewLine-1“ (Shinxiansen-1) kels mikro ir nano satus

LinkSpace išgarsėjo savo „liuoktelėjimo“ bandymais su mažais prototipais, kurių metu įrodytas valdomas nutūpimas naudojant precizišką varytuvų Fengbao-1 (taip pat žinomas kaip Great Storm) kontrolę.

Startūnas „Nebula-1“

Kompanija Deep Blue Aerospace kuriamas startūnas „Nebula-1“ sėkmingai vykdo liuoktelėjimo (angl. hop tests) bandymus, kuomet pakyla ir nusileidžia atgal ant platformos, naudodamas traukos reguliavimą. Varytuvų Leiting-20 (LT-20) stumiamas startūnas į LEO kels 2-8 tonų krovinius. LT-20 varytuvai yra pigūs, nes spausdinti 3D būdu, o jų praradimas pradiniuose bandymuose nėra kritinis. Lygiai taip pat, konstruodamas Falcon startūną, darė E. Musk.

3.35 m skersmens startūno „Nebula-1“ liuoktelėjimai

Nors „Nebula-1“ yra mažesnės galios nei „Falcon 9“, jie vysto VTVL (Vertical Take-off, Vertical Landing) technologiją. 2025 m. gruodžio bandymai parodė, kad Nebula-1 gali tūpti itin tiksliai, kas yra kritiškai svarbu tūpiant ant nedidelių platformų jūroje arba autonominių kosmodromų laivų dronų (Autonomous Spaceport Drone Ship – ASDS). Tokių dronų SpaceX turi tris.

Startūnas „Darwin-1“

Jiuzhou Yunjian (dar žinoma kaip Deep Blue Aerospace varytuvų tiekėja arba partnerė) yra viena svarbiausių metano technologijų kūrėjų Kinijoje. Jos vidutinės klasės startūnas Darwin-1, sukurtas kartu su kompanija Rocket Pi, stumiamas „Lingyun“ metano varytuvais.

70 ir 10 tonų „Lingyun“ varytuvai

Sukurti du varytuvai. 10 tonų varytuvo parametrai: stūma Žemėje 100 kN, vakuume 123,5 kN, specifinis impulsas Žemėje 287,4 s, vakuume 355 s, masė 248 kg, stūmos reguliavimo diapazonas 100 % – 30 %, vieno lėkio metu varytuvą galima įjungti 3 kartus, panaudojimas iki 30 kartų. 70 tonų varytuvo parametrai: stūma Žemėje 686,5 kN, vakuume 770,2 kN, specifinis impulsas Žemėje 290 s, vakuume 350 s, masė 880 kg, stūmos reguliavimo diapazonas 110 % – 30 %, vieno lėkio metu varytuvą galima įjungti 3 kartus, panaudojimas iki 30 kartų.

Tai vieni pirmųjų Kinijos privačių varytuvų, sėkmingai pademonstravusių gilų traukos reguliavimą (throttling), būtiną vertikaliam nusileidimui (VTVL). Skirtingai nei kitos bendrovės, Jiuzhou Yunjian orientuojasi į „varytuvus kaip paslauga“ modelį, tiekdama savo Methalox technologiją kitiems startuoliams.

Startūnas „Hyperbola-1“

Kompanija iSpace (Beijing Interstellar Glory Space Technology) įėjo į istoriją kaip pirmoji privati Kinijos įmonė, pasiekusi orbitą kieto kuro startūnu Hyperbola-1. Vėliau atsisuko į metaną.

Konstruojamas methalox varytuvas JD-1 (Jiaodian-1) yra skirtas Hyperbola-2 (Shuangquxian) bei Hyperbola-3 startūnams ir gali būti naudojamas iki 30 kartų. iSpace naudoja JD-1 bandymus, kad pereitų prie skysto kuro sistemų. Jie jau sėkmingai atliko VTVL bandymus su prototipu, naudojančiu kintamos traukos funkciją nusileidimui.

Startūnas „Gravity“

Bendrovė OrienSpace siekia tapti tiesioginiu konkurentu SpaceX startūnams „Falcon 9“ ir „Falcon Heavy“ ir kuria vidutinio svorio „Gravity-2“ su septyniais Yuanhu“ (OOR-100) varytuvais. Jos pirmoji pakopa naudos Methalox varytuvus ir tikimasi, kad ji galės iškelti apie 15.5–25.6 tonų į LEO.

„Gravity-3“ konfigūracija bus panaši į „Falcon Heavy“ su trimis pirmos pakopos blokais ir į LEO galės iškelti iki 30 tonų. Kuriamų OOR-100 varytuvų nurodoma stūma ~1000 kN (jūros lygyje) / ~1100 kN (vakuume), o specifinis impulsas ~285 s (jūros lygyje) / ~335–350 s (vakuume).

Kinijos Methalox startūnų ir varytuvų techniniai duomenys

Europos „skausmas“

Kol Europa leidžia vienkartinį žibalo vandenilio startūną „Ariane 6“, Kinijos privatūs startuoliai tuo siūlys paslaugas su pigiu metanu ir daugkartiniu naudojimu. Europos „Prometheus“ varytuvas vis dar atsilieka nuo kiniškų TQ-12 pagal realų skrydžių stažą.

Kinija pasirinko „brutalaus kopijavimo ir tobulinimo“ kelią. „Falcon 9“ yra dabartinis kosmoso „darbinis arklys“, o ketina „Zhuque-3“ bando tapti „pigesniu ir geresniu arkliu“. Vienintelis dalykas, kurio kinams trūksta – tai patirtis ir skrydžių kiekis.