Dieser Artikel ist der zweite und letzte Teil eines zweiteiligen Blogbeitrags von China Aerospace Blog über chinesische Raumflugzeuge. Der erste Teil diskutierten Chinas historischen Ansatz zur Wiederverwendbarkeit und insbesondere zu Raumflugzeugen. Dieser Teil erweitert die Diskussion, indem er aktuelle chinesische Raumflugzeugprojekte überprüft und eine Karte bereitstellt.

Kartierung aktueller chinesischer Raumfahrtprojekte

Unten ist eine Karte aller chinesischen Raumflugzeugprojekte, einschließlich aufgegebener Projekte und Projekte, die sich derzeit in der Entwicklung befinden. Untersucht wurden private und staatliche Unternehmensinitiativen ebenso wie unbestätigte Geheimprogramme. Für die letztere Kategorie habe ich mich dafür entschieden, nur häufig erwähnte Projekte anzugeben, da viele diesbezügliche Informationen auf Spekulationen beruhen. Die derzeit durchgeführten Raumfahrtprogramme werden im Rest des folgenden Artikels besprochen.

Abb. 1 – Karte von China Spaceplane-Projekten, Vergangenheit und Gegenwart und Zukunft*
(Vollversion finden Sie hier)

*Wenn ein spaceplace-Projekt vergessen wurde, lass es mich gerne in den Kommentaren oder per PN wissen, ich werde die Karte gerne aktualisieren.

Satellitenstart

Wiederverwendbarkeit ist einer der sich am meisten entwickelnden Trends in der chinesischen Raumfahrtindustrie. Insbesondere beim Satellitenstart besteht Konsens über die Notwendigkeit, Trägerraketen aus Kostengründen wiederverwendbar zu machen. Die von den Chinesen bevorzugte technische Lösung, um dies zu erreichen, war jedoch überwiegend eine retropropulsive Landung im SpaceX-Stil mit mindestens einem Dutzend Projekten von Vertical Take-Off Vertical Landing (VTVL)-Raketen mit wiederherstellbaren ersten Stufen. Vor allem chinesische NewSpace-Startups waren maßgeblich an der Förderung der Idee beteiligt, unterstützt von kapitalstarken Investoren und ermutigt durch aufkommende Konstellationsprojekte. In dieser Hinsicht wurde den Raumflugzeugen wenig Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl zwei Projekte unsere Aufmerksamkeit auf sich ziehen:

• Tengyun (腾云), eines der fünf kommerziellen „Yun“-Luft- und Raumfahrtprojekte von CASIC im Jahr 2016. CASIC, kurz für China Aerospace Science and Industry Corporation, ist einer der beiden (riesigen) chinesischen Luft- und Raumfahrtkonzerne und auch Chinas wichtigster Raketenhersteller. Während die 4 anderen „Yun“-Projekte*, zwei Breitband- und Schmalband-Konstellationen, ein solarbetriebenes HALE-UAV und ein Stratosphären-Luftschiff plausibel erscheinen, erscheint das Tengyun-Projekt technisch sehr ambitioniert.
  Tengyun ist ein vollständig wiederverwendbares Luft- und Raumfahrtflugzeug, das auf einem zweistufigen (TSTO) und einem Horizontal Take-off Horizontal Landing (HTHL) Design basiert. Seine Antriebssysteme wären potenziell Weltklasse: ein turbinenbasiertes Kombikraftwerk (TBCC) für die erste Stufe und eine klassischere Rakete für die zweite Stufe. Beide Stufen sind wiederverwendbar und würden durch eine horizontale Landung auf den Boden zurückkehren. Die Entwicklung der neuen Technologien wie des TBCC-Antriebssystems soll 1 abgeschlossen sein, der Erstflug 2025.
  * Hongyun, Xingyun, Feiyun, Kuaiyun

Abb. 2 – künstlerische Darstellung des Raumflugzeugs Tengyun (Credits unbekannt)

• Tianxing-1, 2 und 3 (天行), sind die Raumflugzeuge, die derzeit vom chinesischen Start-up Space Transportation Co. entwickelt werden, das 2018 gegründet wurde und sich anscheinend auf die Herstellung kostengünstiger wiederverwendbarer horizontaler Landeraketen spezialisiert hat. Während über die Tianxing-Familie nur sehr wenige Informationen veröffentlicht wurden, wird auf der Unternehmenswebsite des Unternehmens erwähnt, dass Tianxing 1 und 2 suborbitale Fahrzeuge für wissenschaftliche Hyperschallexperimente sein würden, während Tianxing 3 ein kleines orbitales Fahrzeug sein wird, das eine Nutzlast in eine niedrige Erdumlaufbahn transportieren kann . Es wird auch von Tianxing-4 gesprochen, einem suborbitalen Raumflugzeug, das dem Weltraumtourismus gewidmet ist, obwohl es zum Zeitpunkt des Schreibens nicht auf der offiziellen Website von Space Transportation erwähnt wird.
  Für Tianxing-1 wurden 2019 Testflüge durchgeführt (siehe einen früheren Artikel zu diesem Thema) hier) und eine Kooperation mit der Xiamen University [1], einer Institution, die für ihre Arbeiten zur Hyperschalltechnik bekannt ist.

Abb. 3 – eine Darstellung der Tianxing-Familie aus dem Jahr 2019 [2], die zu diesem Zeitpunkt wahrscheinlich rein spekulativ ist, außer für Tianxing-1

Abb. 4 – Jiageng-1, basierend auf dem Tianxing-1-Fahrzeug, in Kooperation mit der University of Xiamen (Credits: University of Xiamen)

Raumfahrt mit Besatzung

Für bemannte Raumfahrt, wie in der Vorheriger Blogpost, Raumflugzeuge waren eher unbeliebt: Das konservativere Kapseldesign hat sich in der Vergangenheit (Shenzhou) durchgesetzt und wird auch in der Gegenwart bevorzugt. Chinas bemannte Raumsonde der neuen Generation (die noch keinen offiziellen Namen erhalten hat) wird Chinas wichtigstes Arbeitspferd für zukünftige bemannte LEO- und Mondmissionen sein. Die Konfiguration ist eine Kapsel, die viel größer ist als die von Shenzhou, wobei das Besatzungsmodul wiederherstellbar und wiederverwendbar ist. Der erste Flugtest fand Anfang Mai 2020 statt.

Der Privatsektor hat jedoch einige bemannte Raumflugzeugprojekte hervorgebracht, die sich alle in einem sehr frühen Entwicklungsstadium befinden. Es ist schwer zu sagen, welches dieser Raumschiffe den Tag tatsächlich erleben wird.

• Landraum Qinglong (青龙): In einer Keynote von 2018 präsentierte Landspace ein Raumfahrzeug namens Qinglong (青龙), das laut Sprecher 10 Passagiere in eine niedrige Erdumlaufbahn bringen kann. Weitere Informationen sind (meinem Wissen nach) nicht bekannt, und Qinglong erscheint zum Zeitpunkt des Schreibens nicht auf der Unternehmenswebsite von Landspace. Landspace ist ein privates Unternehmen und gilt weithin als eines der vielversprechendsten chinesischen NewSpace-Startunternehmen.

Abb. 5 – Qinglong-Raumflugzeug, gezeigt während der Keynote von Landspace 2018

• iSpace Suborbitales Konzeptfahrzeug (亚轨道概念飞行器):  Genau wie andere chinesische NewSpace-Start-ups konzentriert sich iSpace auf die Herstellung wiederverwendbarer kleiner und mittlerer VTVL-Trägerraketen. Aber sie haben auch ein interessantes Raumflugzeug-Projekt, das sich dem Weltraumtourismus und sogar dem Punkt-zu-Punkt-Transport von Passagieren widmen wird („Shanghai nach Los Angeles in 39 Minuten“). Während dieses Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt nur ein Konzept ist, gab der CEO einige Einblicke in die Konfiguration: Es würde vertikal auf einem wiederverwendbaren Booster (vermutlich die Hyperbola-Serie von iSpace?) gestartet werden, wobei letzterer eine vertikale Landung durchführen würde. Die von iSpace geteilten Bilder zeigen auch das Raumflugzeug, das von einem einzigen Raketentriebwerk angetrieben wird. [3]

Abb. 6 – Suborbital Concept Vehicle von iSpace (Credits: iSpace)

• Tianxing-4: Wie bereits erwähnt, hat Space Transportation unbestätigte Pläne für ein Raumflugzeug für den Tourismus. Zum Redaktionsschluss sind keine weiteren Informationen bekannt.

Abb. 7 – Illustration von Tianxing-4 (Credits: Space Transportation?)

Akademisches Interesse

Obwohl es sich nicht um ein „Weltraumprojekt“ an sich handelt, war das chinesische akademische Interesse an Themen im Zusammenhang mit Raumflugzeugen stark. Es wurden Schlagwortkombinationen wie „space“ & „plane“ & hypersonic“ oder „space“ & „plane“ & „scramjet“ in wissenschaftlichen Papiersuchmaschinen realisiert*. Es wurde eine starke Repräsentativität Chinas festgestellt, vergleichbar mit der Forschung aus anderen Luft- und Raumfahrtländern. Beeindruckend ist eine wachsende Bedeutung chinesischer Forschung zu diesen Themen (insbesondere für „Weltraum“ & „Ebene“ & Hyperschall“, vgl. Abb. 8).

*Für diesen Blogbeitrag wurde die Suchmaschine Scopus verwendet

Abb. 8 – Suche nach Papieren mit den Schlagworten „Space“, „Plane“ und „Hypersonic“ (Suchmaschine Scopus, April 2020)

Anzumerken ist, dass diese Methode etwas grob ist: Ein Großteil der geflügelten Hyperschall-Flugforschung ist wahrscheinlich für militärische Anwendungen bestimmt, die nicht die gleiche Flugbahn verfolgen oder die gleichen Anforderungen wie die oben genannten Raumflugzeuge haben. Darüber hinaus zeigt eine akademische Suchmaschine wahrscheinlich nur die Spitze des Eisbergs, da ein Großteil dieser Art von Forschung vertraulich bleibt.

Die Tendenzen bleiben dennoch gültig: starke und wachsende Repräsentativität der China-Forschung zu Themen, die eng mit dem Design von Raumflugzeugen verbunden sind. Es rückt auch führende chinesische Universitäten ins Rampenlicht der Hyperschallforschung, wie CARDC, NUDT, Beihang University, Northwestern Polytechnical University, NUAA und das Harbin Institute of Technology*.

*CARDC: Chinas Zentrum für aerodynamische Forschung und Entwicklung; NUDT: Nationale Universität für Verteidigungstechnologie; NUAA: Nanjing Universität für Luft- und Raumfahrt;

Als abschließende Bemerkung möchte ich hinzufügen, dass Raumflugzeuge eine alte Idee sind: Konzepte florierten seit den 1950er Jahren, insbesondere in den USA, wobei die meisten aus technischen Gründen oder aus Budgetgründen eingestellt wurden. Es wird interessant sein, in den nächsten 10 Jahren zu sehen, ob China in der Lage ist, die vielen Hindernisse zu überwinden und erfolgreich zu sein, wo viele in der Vergangenheit gescheitert sind.

Bibliographie

[1] 厦门大学成功发射 “嘉庚一号”带翼回收火箭, Xinhua News, 24
[2] , 小火煎，23
[3] ：中国商业航天发展迅速，未来可期, , 09/12/2019

Quelle: https://china-aerospace.blog/2020/05/11/chinas-spaceplane-projects-past-present-and-future/