Langer Marsch 2

Sie bildeten für Jahre das Rückgrat der chinesischen Raumfahrt und brachten die ersten Taikonauten ins Weltall: Die Langer Marsch 2 ist auch heute noch essentieller Bestandteil der chinesischen Raumfahrt.

Ein Beitrag von Daniel Maurat. Quelle: CALT, CGWIC.

Geschichte

Die Geschichte dieses Trägers begann Ende der 1960er Jahre. Zu dieser Zeit arbeitet man in China an den beiden Trägerraketen CZ 1 und FB 1, wobei schnell klar wurde, dass die CZ 1 zu klein war, um größere Nutzlasten wie Kommunikations- oder Militärsatelliten zu starten, während die FB 1 an Unterstützung verlor. So suchte man nach einer Rakete, die diese Aufgaben erledigen konnte.

Man kam schnell zur Dong Feng 5 (DF 5, chin. für Ostwind), die erste chinesische Interkontinentalrakete. Ihre Entwicklung begann 1965 bei der China Academy of Launch Vehilce Technology, wobei man von China aus die wichtigsten Ziele in Nordamerika erreichen wollte, also die großen Städte wie New York, Washington oder Los Angeles. Die DF 5 basiert dabei auf Technologien, die man schon für die Vorgängermodelle DF 3A und DF 4 entwickelt hatte. Sie konnte einen einzelnen Nuklearsprengkopf mit einem Maximalgewicht von 3 t über 12.000 km weit transportieren. Neu war dabei, dass die Erststufe keine Strahlruder mehr benutzte, wie etwa die Raketen vom Typ DF 3A und DF 4, sondern die Triebwerke kardanisch aufgehängt wurden und so geschwenkt werden konnten, um den Kurs zu ändern. Als Treibstoff nutzte man das auch von anderen Staaten für ihre Interkontinentalraketen genutzten Treibstoffe Unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH) und Distickstofftetroxid (N₂O₄) Auch die zweite Stufe war eine Neuentwicklung und benutzte die gleiche Treibstoffkombination wie die Erststufe. Die DF 5 wurde dann als Trägerrakete adaptiert, ähnlich der FB 1. Sie wurde zur Verdeutlichung der Nachfolge der CZ 1 als Langer Marsch 2 (chin. Chang Zheng 2, CZ 2) bezeichnet.

Versionen

Die CZ 2 gibt es zurzeit (Stand: Oktober 2011) in insgesamt fünf Varianten, wobei es insgesamt zwölf Untervarianten gibt:

• Die CZ 2A war ein Prototyp für die neue Trägerfamilie. Im Grunde genommen war sie nichts anderes als eine DF 5 mit einem neuen Flugprofil, um Satelliten in den Orbit zu bringen. Sie flog zwischen 1974 und 1978 nur vier Mal, wobei es einen Fehlstart gab, nämlich gleich den ersten. Als Nutzlasten flogen ausschließlich die erste Generation von chinesischen Fotoaufklärern vom Typ FSW 0 (chin. Fanhui Shei Weixing für rückführbarer Satellit).
• Eine CZ 2B gab es nicht. Wenn es sie denn gab, kamen keinen Informationen aus China raus.

Die CZ 2C ist der wohl erfolgreichste Vertreter der Langer Marsch 2-Familie. Sie ist der CZ 2A sehr ähnlich, wobei es trotzdem einige Unterschiede in der Leistung gibt, da die CZ 2C etwas leistungsfähiger ist. Die CZ 2C flog seit 1982 bisher insgesamt 32 Mal, wobei es nur einen Fehlstart bislang gab. Dieser ereignete sich am 18. August 2011, wobei es zu einer Fehlfunktion in der 2. Stufe kam und diese vorzeitig abgeschaltet wurde. Sie wurde in den Jahren mehrmals modifiziert und es existieren heute sechs Varianten:

• Die CZ 2C-Basisversion war eine leicht modifizierte CZ-2A und wurde zwischen 1982 und 1987 sechs Mal zum Start von Fotoaufklärern vom Typ FSW-0 genutzt. Beim vorletzten Start flog neben der Primärnutzlast, einem FSW-1-Spionagesatelliten eine weitere Nutzlast.
• Die CZ 2C+ war eine in der Leistung gesteigerte Version der CZ 2C. Bei ihr waren vor allem die Triebwerke verbessert worden. Sie flog zwischen 1987 und 1993 fünf Mal, wobei als Nutzlasten modifizierte Fotoaufklärer vom Typ FSW-1 gestartet wurden. Als erste nicht-chinesische Nutzlast startete man 1992 neben einem FSW-1-Fotoaufklärer den schwedische Magnetosphärenforschungssatellit Freja in den Weltraum.
• Die CZ 2CS/SD war eine spezielle Version der CZ 2C, die für den Start von Satelliten des Mobilfunkkommunikationssystems Iridium gestartet wurden. Die größte Veränderung betraf dabei eine neue Nutzlastverkleidung, in der zwei Iridium-Satelliten Platz fanden, sowie ein so genannter Smart Dispender (SD), ein Antriebsmodul, mit dem ein Satellit korrekt auf seine Umlaufbahn ausgesetzt werden konnte. Auch wurde die Zweitstufe verlängert, wodurch die Brenndauer der Stufe verlängert wurde. Diese Version startete sieben Mal, wobei die erste Mission ein Testflug war. Bei den sechs darauffolgenden Flügen wurden je zwei Iridium-Satelliten gestartet.
• Die CZ 2CS war eine CZ 2CS/SD ohne einen Smart Dispenser, wobei man schon ein neues Triebwerk für die zweite Stufe nutzte. Sie flog nur zwei Mal im Jahr 2004, wobei zwei Erdbeobachtungssatelliten vom Typ Shiyan gestartet wurden.

• Die CZ 2CS-4 ist eine leicht modifizierte CZ 2CS. Die Modifikationen betrafen vor allem die Elektronik, die nun moderner gestaltet wurde. Sie startete seit 2004 insgesamt neun Mal, wobei vor allem Aufklärungssatelliten der FSW-Klasse sowie experimentelle Frühwarnsatelliten vom Typ Shijian 11 gestartet wurden. Beim bisher letzten Start am 18. August 2011 gab es einen Fehlschlag, der auf die Zweitstufe zurückgeführt werden konnte. Dies war der bisher einzige Fehlschlag der CZ 2C-Reihe.
• Die CZ 2CS/SM war eine Spezialversion, die 2003 und 2004 dazu genutzt wurde, die zwei Satelliten der Double Star-Konstellation zu starten. Sie hatte dazu eine Drittstufe, ähnlich dem SD, welcher für die CZ 2CS/SD genutzt wurde.

Die CZ 2D ist laut China eine „verbesserte Version der CZ 2C-Familie“. Doch westliche Beobachter sehen sie eher als ein Vertreter der CZ 4-Familie, da sowohl die Erst- als auch die Zweitstufe erstaunliche Ähnlichkeiten mit der CZ 4A haben. Dafür spricht auch, dass der Hersteller nicht, wie sonst, die China Academy of Launch Vehilce Technology (CAST) ist, sondern die Shanghai Academy of Spaceflight Technology (SAST) ist. Der einzige große Unterschied zwischen der CZ 2D und der CZ 4A ist, dass die CZ 2D nur zweistufig ist. Von der CZ 2D gibt es zwei Unterversionen:

• Die CZ 2D war die Basisversion der Rakete. Sie wurde nur drei Mal zwischen 1992 und 1996 genutzt, wobei stets die Nutzlast aus einem FSW-2-Spionagesatelliten bestand.
• Die CZ 2D-4 ist eine verbesserte Version, wobei vor allem die Zweitstufe verbessert wurde und nun einen höheren Schub liefert. Sie wurde zwischen 2003 und 2010 insgesamt elf Mal eingesetzt. Als Nutzlasten wurden unter anderem Spionagesatelliten vom Typ FSW-3, aber auch Erdbeobachtungssatelliten der Yaogan-Klasse, mehrere Kleinsatelliten und auch den Satelliten Shijian 12, der mit dem Satelliten Shijian 6F ein Rendezvousmanöver durchführe, transportiert. Dies war wohl ein Test für das bemannte Shenzhou-Programm, bei dem das Rendezvousmanöver zwischen einer Shenzhou-Kapsel und einer Raumstation vom Typ Tiangong getestet wurde.

• Die CZ 2E war eine verstärkte Version der CZ 2, mit der vor allem westliche Kommunikationssatelliten gestartet wurden. Die größte Veränderung waren vier Startbooster, die die Rakete beim Start unterstützen. Dieses Konzept ist ähnlich zu dem der europäischen Ariane 4, wobei die CZ 2E nicht so flexibel ist wie sein europäisches Pendant. Für den Start in den GTO gab es zwei verschiedene Feststoffoberstufen: die eine war die amerikanische Star 63F, die andere die chinesische EPKM. Sie war eine der größten Fehlschläge der chinesischen Raumfahrt: von sieben Start zwischen 1990 und 1995 schlugen zwei fehl. Beim ersten am 21. Dezember 1992 kam die Rakete durch einen Softwarefehler nicht mit den Scheerwinden in Xichang zurecht, wodurch die Nutzlastverkleidung kollabierte und abgeworfen wurde. Die Rakete aber funktionierte tadellos und brachte das Wrack des Satelliten Optus B2 in den Orbit. Der zweite Fehlschlag am 25. Januar 1995, der fünfte Start der CZ 2E, war ungleich schlimmer. Auch dieses Mal kam die Rakete mit den Scheerwinden, die es bei den Gipfeln des Startzentrums in Xichang gibt, nicht zurecht. Die Rakete mit dem Satelliten APStar 2 an Bord kam aber dieses Mal vollkommen vom Kurs ab und stürzte einige Kilometer entfernt von der Startrampe in ein Dorf. Dabei starben laut offiziellen Angaben 21 Menschen, wobei aber westliche Beobachter von mehr als 120 Toten ausgehen. Nach diesem Fehlschlag bekam die Rakete keine neuen Nutzlasten mehr und startete dann seine zwei noch zugesicherten Nutzlasten. Zwar gab es ein Konzept für eine Weiterentwicklung, die so genannte CZ 2E(A), bei der die Booster verlängert werden sollten. Dies würde die Nutzlast erheblich steigern. Doch wurde bisher nichts aus diesem Konzept.
• Die CZ 2F ist Chinas wohl bekannteste Rakete. Mit ihr starten seit 1999 die Raumschiffe vom Typ Shenzhou. Näheres zu diesem Träger im dazugehörigen Artikel.
• Die CZ 2G ist eine Spezialversion der CZ 2F für den Start der Tiangong-Raumlabore. Näheres zur diesem Träger im dazugehörigen Artikel.

Technik

• Die Booster der CZ 2E waren verkleinerte Zweistufen der CZ 2, welche für den Atmosphärenbetrieb optimiert wurden. Ein einzelner Booster war 15,33 m lang, hatte einen Durchmesser von 2,25 m und wog voll betankt 41 t. Das einzelne Triebwerk vom Typ YF-20 lieferten für 128 Sekunden Brenndauer einen Schub von 740,4 kN. Zum Betrieb nutzte man die Kombination aus UDMH als Treibstoff und N₂O₄ als Oxydator.

Die Erststufe der CZ 2A / C leitet sich direkt von der Erststufe der DF 5 ab. Sie ist 20,52 m lang, hat einen Durchmesser von 3,35 m und wiegt voll betankt zwischen 148,5 t bei der CZ 2A und 153,5 t bei der CZ 2C+. Aber auch Gewichte von 152,7 t bei der CZ 2CS/SM und 151 t bei den restlichen Versionen sind möglich. Als Triebwerk nutzte man als Basis vier YF-21-Triebwerke, welches immer wieder modifiziert wurde. Das YF-21-Triebwerk der CZ 2A, welches aus vier Triebwerken vom Typ YF-20 bestand, hatte bei einer Brenndauer von 126,7 Sekunden einen Schub von 2.784,6 kN. Bei der CZ 2C hatte es schon eine Brenndauer von 129,5 Sekunden. Das YF-21A (4x YF-20A) der CZ 2C+ hatten dagegen schon einen Schub von 2.804 kN bei einer Brenndauer von 131 Sekunden. Das YF-21C (4x YF-20C) der CZ 2C-Versionen CZ 2CS, CZ 2CS-4 und CZ 2CS/SM hatte einen Schub von 2.961,6 kN bei einer Brenndauer von 122,2 Sekunden. Bei der CZ 2CS/SM wurde die Brenndauer auf 123,7 Sekunden gesteigert. Schließlich nutzte man bei der CZ 2C/SD ein YF-21B (4x YF-20B), welches bei einer Brenndauer von 122,2 Sekunden einen Schub von 2.961,6 kN hatte. Als Treibstoff nutzte man bei allen Trägern die Kombination aus UDMH als Treibstoff und N₂O₄ als Oxidator.

Die Erststufe der CZ 2D ist im Grunde genommen nichts anderes als eine Erststufe der CZ 4-Familie. Sie ist 24,7 m lang, hat einen Durchmesser von 3,35 m und wiegt voll betankt 192,5 t. Als Triebwerk nutzt sie das YF-21B-Triebwerk, das aus vier YF-20B-Triebwerken besteht, mit einem Schub von 2.961,6 kN bei einer Brenndauer von 158,6 Sekunden. Als Treibstoff nutzte man UDMH, als Oxydator N₂O₄.

Die Erststufe der CZ 2E war eine vergrößerte Version der Erststufe der CZ 2C. Sie war 23,7 m lang, hatte einen Durchmesser von 3,35 m lang und hatte ein Startgewicht von 196,5 t. Das aus vier YF-20B bestehende YF-21B-Triebwerk hat einen Schub von 2.961,6 kN bei einer Brenndauer von 166 Sekunden. Als Treibstoff nutzte man UDMH, als Oxydator N₂O₄.

Die Zweitstufe der CZ 2A / C ist nichts anderes als eine DF 5-Zweitstufe. Sie war 8,51 m lang, hatte einen Durchmesser von 3,35 m und wog voll betankt 38,2 t. Das Triebwerk YF-24, welches aus einem Haupttriebwerk YF-22 und vier Verniertriebwerken YF-23 besteht, hatte einen Gesamtschub von 765,9 kN bei einer Brenndauer von 125,9 Sekunden. Die Verniertriebwerke liefern dabei 46,1 kN Schub bei einer Gesamtbrenndauer von 134 Sekunden. Bei der CZ 2C hat man die Treibstoffzuladung um 800 kg erhöht, sodass die Startmasse nun 39 t betrug. Dies steigerte die Brenndauer auf nun 129 Sekunden, wobei die Brenndauer der Verniertriebwerke bei 134 Sekunden bleibt. Als Treibstoff nutzte man UDMH, als Oxidator N₂O₄.

Die Zweitstufe der CZ 2C+ ist eine überarbeitete Version der CZ 2C-Zweitstufe und ein Zwischenschritt zur CZ 2CS-Oberstufe. Sie war 8,51 m lang, hatte einen Durchmesser von 3,35 m und wog voll betankt 39 t. Das Triebwerk vom Typ YF-24B hatte einen Schub von 789,6 kN, wovon die Verniertriebwerke 47,2 kN leisteten, bei einer Brenndauer von 129 Sekunden. Die Verniertriebwerke brannten dabei 134 Sekunden lang. Als Treibstoff nutzte man UDMH und als Oxidator N₂O₄.

Die Zweitstufe der CZ 2CS ist eine verlängerte Variante der Zweitstufe der CZ 2C+. Sie ist 9,94 m lang, hat einen Durchmesser von 3,35 m und wiegt voll betankt 58,6 t. Das YF-24E-Triebwerk liefert für 179,8 Sekunden Brenndauer einen Schub von 789,6 kN, wobei die Verniertriebwerke 47,2 kN leisten und 489 Sekunden brennen. Durch diese lange Brenndauer der Verniertriebwerke wird die Stufe stabilisiert, während die Drittstufe ausgerichtet wird. Als Treibstoff nutzte man UDMH, als Oxidator N₂O₄.

Die Zweitstufe der CZ 2D ist nichts anderes als eine Zweitstufe der CZ 4-Familie. Sie ist 10,41 m lang, hat einen Durchmesser von 3,35 m und wiegt voll betankt 40 t. Das YF-24C-Triebwerk hat bei einer Brenndauer von 131 Sekunden einen Schub von 789,6 kN. Als Treibstoffkombination nutzt sie UDMH und als Oxidator N₂O₄.

Die Zweitstufe der CZ 2E war eine Weiterentwicklung der Zweitstufe der CZ 2CS, wurde aber im Gegensatz zum Vorbild verlängert. Sie war 15,52 m lang, hatte einen Durchmesser von 3,35 m und wog voll betankt 91,5 t. Das einzelne Triebwerk vom Typ YF-26 lieferte für 295 Sekunden Brenndauer einen Schub von 831 kN. Als Treibstoff nutzte man UDMH, als Oxidator N₂O₄.

• Die Drittstufe der CZ 2CS/SD, der Smart Dispender (SM), war eine Spezialoberstufe zum Positionieren der Iridium-Satelliten. Sie war 0,85 m lang, hatte einen Durchmesser von 2,7 m und wog voll betankt 160 kg. Das einzelne SpaB-54-Triebwerk, auch bekannt als FG-47, lieferte für 36 Sekunden Brenndauer einen Schub von 9,8 kN. Als Treibstoff nutzte man den Festtreibstoff HTPB.
• Die Drittstufe der CZ 2CS/SM war dem SM der CZ 2CS/SD ähnlich. Sie war 2,23 m lang, hatte einen Durchmesser von 1,4 m und wog voll betankt 2,91 t. Das einzelne SpaB-140C-Triebwerk lieferte für 74 Sekunden Brenndauer einen Schub von 104,2 kN. Als Treibstoff nutzte sie, genauso wie der SM, den Festtreibstoff HTPB.
• Die erste Drittstufe der CZ 2E, auch bekannt als EPKM, war eine Standartoberstufe der CZ 2E. Sie war 3,1 m lang, hatte einen Durchmesser von 1,7 m und wog voll betankt 6 t. Das einzelne SpaB-170-Triebwerk, auch bekannt als FG-46, lieferte einen Schub von 179,2 kN, während sie 87 Sekunden brannte. Als Treibstoff nutzte man den Festtreibstoff HTPB.
• Die zweite Drittstufe der CZ 2E war eine Star-63F-Oberstufe aus den USA. Sie war 1,78 m lang, hatte einen Durchmesser von 1,6 m und hatte eine Startmasse von 4,59 t. Das einzelne TE-M-963-Triebwerk von Thiokol hat einen Schub von 126,3 kN bei einer Brenndauer von 120 Sekunden. Als Treibstoff nutzte man den Festtreibstoff HTPB.

Starts

Alle Varianten der Langer Marsch 2 starteten (Stand: Juni 2013) insgesamt 76 Mal. Dabei gab es vier Fehlstarts, wobei je einer die CZ 2A und die CZ 2CS-4 und zwei die CZ 2E betraf. Als Startplätze nutzte man alle drei chinesischen Weltraumbahnhöfe. Dies sind Jiuquan in der Provinz Gansu (innere Mongolei) für Starts mit mittlerer Inklination (vor allem CZ 2A, CZ 2C, CZ 2D, CZ 2F), Taijuan in der Provinz Shangxi westlich von Peking für polare Starts (CZ 2C) und Xichang in der Provinz Sichuan im Südosten Chinas für Starts in den geostationären Orbit (CZ 2E, CZ 2C). Hier eine kleine Statistik der Starts:

• CZ 2 (Gesamt): 74 Starts, 4 Fehlstarts; Erstflug: 5. November 1976, Letzter Flug: –
• CZ 2A: 4 Starts, 1 Fehlstart; Erstflug: 5. November 1976, Letzter Flug: 26. Januar 1978
• CZ 2C (Familie): 34 Starts, 1 Fehlstart; Erstflug: 09. September 1982, Letzter Flug: –
• CZ 2C: 6 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 09. September 1982, Letzter Flug: 05. August 1987
• CZ 2C+: 5 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 09. September 1987, Letzter Flug: 08. Oktober 1993
• CZ 2CS/SD: 7 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 01. September 1997, Letzter Flug: 10. Juni 1999
• CZ 2CS: 2 Starts, 0 Fehlstart; Erstflugs: 18. April 2004, Letzter Flug: 18. November 2004
• CZ 2CS-4: 12 Starts, 1 Fehlstart; Erstflug: 29. August 2004, Letzter Flug: –
• CZ 2CS/SM: 2 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflugs: 29. Dezember 2003, Letzter Flug: 26. Juli 2004
• CZ 2D (Familie): 19 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 9. August 1992, Letzter Flug: –
• CZ 2D: 3 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 9. August 1992, Letzter Flug: 20. Oktober 1996
• CZ 2D-4: 16 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 03. November 2003, Letzter Flug: –
• CZ 2E: 7 Starts, 2 Fehlstarts; Erstflug: 16. Juli 1990, Letzter Flug: 28. Dezember 1995
• CZ 2F: 10 Starts, 0 Fehlstarts; Erstflug: 19. November 1999, Letzter Flug: –
• CZ 2G: 1 Start, 0 Fehlstarts; Erstflug: 29. September 2011, Letzter Flug: –

Verwandte Artikel:

• Technische Daten
• Startliste
• Langer Marsch 2F

Verwandte Webseiten:

• Daten zur CZ 2C bei CWIGC
• Daten zur CZ 2D bei CWIGC
• Daten zur CZ 2C bei CAST
• Daten zur CZ 2E bei CAST
• Daten zur Langer Marsch bei Globalsecurity.org
• CZ 2 bei sinodefence.com
• CZ 2 auf Gunther’s Space Page
• Daten zur CZ 2 bei SpaceLaunchReport.com
• Daten zur CZ 2 bei Norbert Brügge
• Daten zur CZ 2E bei Norbert Brügge

Diskussion zu diesem Artikel

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• Chinas bemannte Raumfahrt
• Chinesische Raketenstarts