Longue Marche 7

La Longue Marche 7 (LM-7, CZ-7 ou encore Chang Zheng 7, du chinois: 长征七号, pinyin: Chángzhēng qī hào) est un lanceur de la République populaire de Chine de puissance moyenne dont le premier vol a eu lieu le . Il fait partie de la nouvelle génération de fusées chinoises qui doit remplacer les lanceurs Longue Marche 2, 3 et 4 développés au début du programme spatial chinois. La CZ-7 utilise des moteurs performants reposant sur la technologie russe des RD-120 et brulant un mélange semi-cryogénique kérosène/LOX. Le lanceur est capable de placer 13,5 tonnes en orbite basse et 5,5 tonnes en orbite héliosynchrone. Doté de capacités supérieures aux fusées de la génération précédente amplifiées par un site de lancement plus proche de l'équateur (la nouvelle base de lancement de Wenchang), la CZ-7 jouera un rôle central dans le lancement des satellites lourds en particulier des satellites de télécommunications à destination de l'orbite géostationnaire. À la fin des années 2020, ce lanceur devrait reprendre le rôle de la fusée Longue Marche 2F chargée aujourd'hui de placer en orbite les vaisseaux Shenzhou transportant les équipages chinois.

Longue Marche 7
Données générales
Pays d’origine République populaire de Chine
Constructeur Académie chinoise de technologie des lanceurs
Premier vol 25 juin 2016
Période développement 2010-2015
Statut Opérationnelle
Lancements (échecs) 3 (1)
Hauteur 53,1 m.
Diamètre 3,35 m.
Masse au décollage 595 t.
Étage(s) 2
Base(s) de lancement Wenchang
Version décrite CZ-7
Autres versions CZ-734, CZ-720
Charge utile
Orbite basse 13,5 t.
Orbite héliosynchrone 7 t.
Transfert géostationnaire (GTO) 5,5t.
Dimension coiffe 12,4 x 4,2 (dia.) m
Motorisation
Ergols Kérosène/LOX
Propulseurs d'appoint 4 x K2-1 : 1xYF-100
1er étage K3-1 : 2xYF-100
2e étage K3-2 : 4xYF-115
Missions
Satellites de télécommunications
Vaisseau avec équipage Shenzhou
Cargo spatial Tianzhou
Maquette Longue Marche 7, Salon du Bourget 2015

Développement

La fusée Longue Marche 7 fait partie de la nouvelle génération de lanceurs que la République populaire de Chine a développé pour remplacer la famille des Longue Marche 2, 3 et 4 utilisée depuis les premiers vols spatiaux chinois. L'objectif est tout à la fois est de remplacer des lanceurs brulant un mélange d'ergols toxiques et de disposer de fusées plus performantes et plus puissantes. La Longue Marche 7 était initialement baptisée Longue Marche 2F/H et devait être une version modernisée de la Longue Marche 2F destinée à la fois au lancement de vaisseaux habités et de satellites. Le projet a évolué par la suite pour combler l'écart de capacité entre le nouveau lanceur lourd Longue Marche 5 et le lanceur léger Longue Marche 6[1]. Il conserve uniquement le diamètre du corps central de son prédécesseur (3,5 m.) mais utilise par contre les technologies qui équipent les LM-5 et LM-6 en particulier les nouveaux moteurs[2],[3].

Le lanceur est construit par la société chinoise CALT le constructeur traditionnel des fusées Longue Marche. La fabrication est réalisée dans une nouvelle usine destinée à cette nouvelle génération de lanceurs inaugurée en 2012. Pour faciliter le transport des lanceurs, celle-ci est implantée à Tianjin sur la côte est de la Chine à un peu plus d'une centaine de kilomètres de Pékin. Le lanceur est ensuite convoyé par bateau jusqu'au nouveau Centre spatial de Wenchang construit pour la fusée Longue Marche 5 et situé dans l'île de Hainan. Un pas de tir destiné à ce nouveau lanceur a été construit à Hainan. Après son vol inaugural, le nouveau lanceur se subsistera progressivement aux lanceurs existants qu'il devrait complètement remplacer au cours de la première moitié de la décennie 2020. Des pas de tir dédiés devraient être construits sur certaines des trois bases de lancement situées sur le continent[1],[3].

Rôle du nouveau lanceur

Une des premières taches de la fusée Longue Marche 7 est de placer sur orbite le cargo spatial Tianzhou chargé de ravitailler la station spatiale Tiangong 2. Un premier lancer a été réussi le [4].

Le lanceur devrait jouer un rôle central dans le lancement des engins spatiaux chinois en prenant notamment en charge la mise sur orbite géostationnaire des satellites de télécommunications. À la fin des années 2020, le lanceur devrait également reprendre le rôle de la Longue Marche 2F chargée aujourd'hui de lancer les vaisseaux Shenzhou avec équipage chinois.

Caractéristiques techniques

Le lanceur Longue Marche 7 dans sa configuration standard comporte deux étages avec quatre propulseurs d'appoint à ergols liquides. Sa masse est de 594 tonnes pour une hauteur de 53,1 mètres. Il est capable de placer 13,5 tonnes en orbite basse ou 5,5 tonnes en orbite héliosynchrone (700 km d'altitude)[2],[3].

Premier étage

Le premier étage K3-1 est propulsé par deux moteurs-fusées YF-100 orientables d'une poussée unitaire de 122 tonnes (environ 1 200 kN) brulant un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. Ce moteur dont le développement a démarré en 2010 est basé sur le moteur russe de conception très avancée (combustion étagée) RD-120 dont la Chine a acquis des exemplaires dans les années 1990. Le moteur a une impulsion spécifique au sol de 300 secondes. La poussée peut être modulée de 65 à 100%. La durée de la combustion est d'environ 215 secondes. Les moteurs peuvent être orientés selon deux axes pour modifier l'axe de la poussée. L'étage réalisé en alliage d'aluminium (épaisseur 1,7 mm) a un diamètre de 3,35 mètres et est long de 26 mètres. Sa masse à vide de 12 tonnes et il contient 174 tonnes d'ergols. Les deux réservoirs sont placés l'un au-dessus de l'autre avec la conduite d'alimentation en oxygène traversant le réservoir de kérosène. Les ergols sont maintenus sous pression dans les réservoirs grâce à de l'hélium stocké.

Propulseurs d'appoint

Les quatre propulseurs d'appoint K2-1 ont un diamètre de 2,25 mètres et sont longs de 26,5 mètres. Comme le premier étage ils sont propulsés par un moteur-fusée YF-100 d'une poussée unitaire de 122 tonnes (environ 1 200 kN) brulant un mélange de kérosène et d'LOX. Ils ont chacun une masse à vide de 6 tonnes et emportent 75,5 tonnes d'ergols. Le moteur, qui est orientable selon 2 axes, fonctionne durant 185 secondes. les propulseurs d'appoints qui sont construits en alliage d'aluminium sont chacun doté d'un empennage destiné à stabiliser le vol de la fusée à basse vitesse. Ils se terminent par une coiffe aérodynamique.

Second étage

Le second étage K3-2 d'un diamètre de 3,35 mètres et d'une longueur de 11,5 mètres est propulsé par quatre moteurs-fusées YF-115 (deux orientables et deux fixes) d'une poussée unitaire de 18,35 tonnes (environ 180 kN) brulant un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. Ces moteurs alimentés par une turbopompe ont une impulsion spécifique dans le vide de 341,5 secondes. Contrairement aux lanceurs de la génération précédente, les moteurs de cet étage peuvent être rallumés plusieurs fois ce qui apporte une grande souplesse dans la réalisation des missions. La poussée des moteurs peut être modulée de 80 à 100%. La masse à vide de l'étage est de 6 tonnes et il emporte 65 tonnes d'ergols.

Coiffe

La coiffe a un diamètre de 4,2 mètres pour une longueur de 12,4 mètres et un diamètre intérieur de 3,8 mètres.

Étage supérieur à faible poussée

Pour placer des engins spatiaux sur une orbite haute, le lanceur pourra utiliser un troisième étage de faible poussée Yuanzheng-1 (en) utilisé par la fusée Longue Marche 3 depuis 2015. L'étage Yuanzheng-2 utilise une paire de moteurs-fusées YF-50D brulant un mélange hypergolique de UDMH et de peroxyde d'azote. Chaque moteur a une poussée de 6,5 kN et une impulsion spécifique dans le vide de 315,5 secondes[5].

Réutilisation de composants de la génération Longue Marche 5

Pour réduire à la fois les couts de développement et de fabrication le nouveau lanceur partage plusieurs composants essentiels avec les autres lanceurs de la même génération : la Longue Marche 6 (lanceur léger) et Longue Marche 5 (lanceur lourd) comme le montre le tableau ci-dessous :

Composants communs aux lanceurs de la génération Longue Marche 5 [6],[7],[8]
Composant Origine Longue Marche 5 Longue Marche 6 Longue Marche 7
Charge utile orbite basse :23 tonnes1,5 tonnes13,5 tonnes
Moteur YF-100NouveauPropulseurs d'appoint1er étage- Propulseurs d'appoint
- 1er étage
Moteur YF-115Nouveau-2e étageétage supérieur
Moteur YF-75Longue Marche 32e étage--

Versions dérivées

D'après des documents du constructeur CALT au moins deux versions dérivées sont envisagées[3]  :

  • La première version, baptisée CZ-734 ou CZ-7A, comprend par rapport à la version de base un troisième étage supplémentaire identique au 3e étage de la fusée Longue Marche 3A. Cette version devrait permettre de placer sur une orbite géostationnaire les satellites de télécommunications les plus lourds avec une charge utile de 7 tonnes GTO. Le troisième étage d'une longueur de 12,38 mètres pour un diamètre de 3 mètres a une masse de 21 tonnes (2,7 tonnes à vide). Il est propulsé par un moteur YF-75 développant une poussée de 157 knewtons et brulant un mélange d'oxygène liquide et d'hydrogène liquide. Le moteur, qui doit fonctionner durant 469 secondes a une tuyère dont le rapport de section est de 80 et peut être redémarré.
  • Une version allégée, baptisé CZ-720, sans propulseurs d'appoint mais avec un deuxième étage constitué par le troisième étage de la fusée Longue Marche 3A, serait utilisée pour placer des satellites pouvant peser jusqu'à 2,9 tonnes sur une orbite héliosynchrone.

Comparaison avec des lanceurs de puissance équivalente
Lanceur Date 1er vol Masse Charge utile
orbite basse		 Charge utile
orbite héliosynchrone		 Charge utile
orbite de transfert		 Ergols utilisés Propulseurs d'appoint Remarques
Longue Marche 725/6/2016595 t.13,5 tonnes7 tonnes5,5 tonnesKérosène et OxygèneKérosène et Oxygène
GSLV Mark III2016640 t.8 tonnes4 tonnesUDMH/Peroxyde d'azote
Hydrogène et Oxygène		Propergol solide
/ Zenit 21985460 tonnes13,4 tonnes5 t.Kérosène et Oxygènesans objet
H-IIA 2042001445 t.15 tonnes6 tonnesHydrogène et OxygènePropergol solide
Ariane 6en développement500 t.6 tonnesHydrogène et OxygènePropergol solide

Carrière opérationnelle

Vol inaugural de juin 2016

Le lanceur Longue Marche 7 effectue son premier vol le et inaugure à cette occasion les installations de la base de lancement de Wenchang. Pour ce premier vol de test la configuration de base du lanceur a été retenue augmentée d'un troisième étage de faible poussée Yuanzheng-1. La fusée place la charge utile sur une orbite basse (200 x 394 km) 25 minutes après le décollage. La charge utile est constituée de ballast, du petit satellite Aolong-1 destiné à tester la récupération de débris avec un bras robotique et leur injection sur une orbite de rentrée, d'un nano-satellite de 33 kg de type CubeSat 12U, l'étoile d'Aoxiang (test d'un instrument de navigation optique utilisant la polarisation), de deux nano-satellites Tiange (test de télécommunications spatiales) La principale charge utile est une maquette fonctionnelle à l'échelle 0,6 (2,8 tonnes2 2,6 m. de diamètre et 2,3 m. de haut) du futur véhicule spatial qui remplacera à terme le vaisseau Shenzhou utilisé par les astronautes chinois. Ce vaisseau doit être développé en deux versions (14 tonnes pour la desserte de l'orbite basse et 20 tonnes pour des orbites plus éloignées). La version embarquée pour le vol inaugural du lanceur est équipée d'un système de navigation, d'un bouclier thermique, de parachutes et d'un système de télécommunications capable d'émettre durant la phase de rentrée à vitesse hypersonique. Le vaisseau, après plusieurs orbites, a effectué sa rentrée atmosphérique et atterri en Mongolie intérieure une vingtaine d'heures après le lancement[5],[9],[10].

Liste vols

Lancements passés
Numéro du vol Date Version Site de lancement Charge utile Orbite Résultat
1 25 juin 2016[11] 7 Wenchang, LC-201 Maquette réduite du vaisseau spatial de nouvelle génération LEO Succès
2 20 avril 2017[12] 7 Wenchang, LC-201 Tianzhou-1, véhicule de cargo GTO Succès
3 16 mars 2020[13] 7A Wenchang, LC-201 XJY-6, satellite militaire GTO Échec
4 12 mars 2021 7A Wenchang Shiyan-9[14] , satellite optique expérimental de plus de 6t GTO Succès[15]

Lancements prévus
Numéro du vol Date Version Site de lancement Charge utile Orbite Résultat
5 2021[16] 7 Wenchang, LC-201 Tianzhou-2, véhicule de cargo LEO Prévu
6 2021[16] 7 Wenchang, LC-201 Tianzhou-3, véhicule de cargo LEO Prévu
7 2022[16] 7 Wenchang, LC-201 Tianzhou-4, véhicule de cargo LEO Prévu
8 2022[16] 7 Wenchang, LC-201 Tianzhou-5, véhicule de cargo LEO Prévu

Notes et références

Notes

    Références
    1. (en) « Chang Zheng-7 (Long March-7) » [archive du ], Sinodefence[date=27 janvier 2015 (consulté le )
    2. (en) N. Brügge, « Long March 7 Launch Vehicle » (consulté le )
    3. (en) Patric Blau, « Long March 7 Launch Vehicle » (consulté le )
    4. « Le premier cargo spatial chinois est sur orbite - Ciel & Espace », sur www.cieletespace.fr (consulté le )
    5. (en) Patric Blau, « Debut Launch of Long March 7 to mark Grand Opening of China’s new Spaceport »
    6. (en) Patric Blau, « Long March 5 Launch Vehicle » (consulté le )
    7. (en) Patric Blau, « Long March 6 Launch Vehicle » (consulté le )
    8. (en) Patric Blau, « Long March 7 Launch Vehicle » (consulté le )
    9. (en) Patric Blau, « China debuts Long March 7 Rocket from new Wenchang Satellite Launch Center »
    10. (en) Patric Blau, « China lands Prototype Crew Spacecraft after inaugural Long March 7 Launch »
    11. (en) Jeff Foust, « China successfully launches Long March 7 rocket », sur SpaceNews.com, (consulté le )
    12. Henri KENHMANN, « La Chine lance son premier vaisseau cargo Tianzhou-1 », sur East Pendulum, (consulté le )
    13. (en) Andrew Jones, « Launch of China's new Long March 7A ends in failure », sur SpaceNews.com, (consulté le )
    14. https://www.air-cosmos.com/article/retour-en-vol-du-lanceur-chinois-longue-marche-7a-24410
    15. https://mobile.twitter.com/HenriKenhmann/status/1370086343921987586?s=20
    16. (en) « CHINESE LAUNCH MANIFEST » (consulté le )

    Voir aussi

    Articles connexes
    • YF-100 Moteur-fusée utilisé par le premier étage et les propulseurs d'appoint

    Lien externe
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