Ceres-1

Die Ceres-1 (chinesisch 谷神星一号, Pinyin Gǔshénxīng Yīhào) ist eine Trägerrakete des chinesischen Herstellers Galactic Energy.^[1] Sie dient zum Transport von Kleinsatelliten in niedrige Erdumlaufbahnen und sonnensynchrone Orbits.^[2] Die Rakete ist nach dem Zwergplaneten Ceres benannt, dem größten Objekt im Asteroidengürtel. Dessen Name stammt wiederum von der römischen Gottheit Ceres.

Die Ceres-1 ist 19 Meter lang, besitzt einen Durchmesser von 1,4 m und hat ein Startgewicht von 30 t. Sie besteht aus drei Stufen mit Feststofftriebwerken und einer oberen Stufe mit Flüssigkeitsantrieb. Die erste Stufe hat einen Startschub von rund 600 kN, die zweite 280 kN und die dritte 88 kN.^[3] Die flüssigkeitsgetriebene vierte Stufe besitzt in der Hochatmosphäre eine Schubkraft von 2 kN.^[4] Als maximale Nutzlast nennt Galactic Energy 350 kg für eine erdnahe Umlaufbahn, 300 kg für eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 500 km Höhe^[5] und 230 kg für eine sonnensynchronen Umlaufbahn von 700 km Höhe.

Mitte Juli 2020 gelangen erstmals Versuche, die weitgehend montierte Rakete aufzurichten,^[6] der erfolgreiche Erstflug vom Kosmodrom Jiuquan fand am 7. November 2020 statt.^[7] Dabei wurde für die Pekinger Guodian Gaoke Technologie GmbH (北京国电高科科技有限公司) der von der ASES Spaceflight Technology, einer Tochterfirma der Shanghaier Akademie für Raumfahrttechnologie gebaute, 50 kg schwerer Datensammelsatellit Tianqi-11 in einen sonnensynchronen Orbit von 500 km Höhe gebracht.^[8][9]

Beim zweiten Exemplar der Rakete wurde die Metallschale der zweiten Stufe durch kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoff ersetzt. Im August 2021 begann man mit der Endmontage, im Oktober jenes Jahres verließ die Rakete die Fabrik und wurde zum Kosmodrom Jiuquan gebracht.^[4] Am 7. Dezember 2021 transportierte die Rakete, die nach einem Sponsor den Namen „Ping An Bank Mobile-Banking“ trug, fünf kleinere Satelliten und drei Erinnerungsstücke der Ping An Bank in eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 500 km Höhe.^[10] Mit dem erfolgreichen Start wurde Galactic Energy das erste chinesische Privatunternehmen, dem zwei Orbitalflüge gelangen.^[11]

Bei dem am 9. August 2022 gestarteten dritten Exemplar der Rakete wurde der Durchmesser der Nutzlastverkleidung auf 1,6 m und ihre Länge auf 5,2 m erhöht. Dadurch vergrößerte sich der zur Verfügung stehende Raum auf 8,1 m³. Die Gesamtlänge der Rakete hatte sich dadurch auf 20 m erhöht, ihr Startgewicht auf 33 t.^[5]

Galactic Energy entwickelte für die Ceres-1 ein eigenes, sowohl für Starts von Land als auch von Schiffen geeignetes Startfahrzeug (海陆通用机动发射平台),^[12] mit dem die Rakete horizontal zum Startgelände transportiert und, nachdem das Fahrgestell seitlich herausgefahren wurde, aufgerichtet werden kann. Die Rakete mit der Nutzlast ist durch eine aufklappbare Schale vor den auf den Kosmodromen Jiuquan und Taiyuan sehr kalten Wintertemperaturen geschützt.^[13] Mit diesem Fahrzeug reduziert sich die Zeit für die Startvorbereitung von vier auf eine Stunde. Der erste Start einer Ceres-1 mit dem Anfang September 2022 fertiggestellten Fahrzeug fand am 16. November 2022 statt.^[14][15]

Beim neunten Festlandstart der Ceres-1 am 21. September 2023 kam es erstmals zu einem Verlust der Rakete und ihrer Nutzlast. Die Unfalluntersuchung ergab, dass bei der Herstellung der Triebwerksdüse der Erststufe ein Defekt an deren ablativem Hitzeschild entstanden war. Während des Flugs nutzte sich die Düsenbeschichtung zu schnell ab, was zu einer instabilen Fluglage führte. Galactic Energy verbesserte daraufhin den Herstellprozess und die Qualitätskontrolle.^[16]

Am 5. September 2023 fand – in Sichtweite der Küste – erstmals ein Seestart von einem vom Ostchinesischen Raumfahrthafen in Haiyang, Provinz Shandong, etwas aufs Meer hinausgeschleppten Seeleichter aus statt.^[17] Hierzu wurde die spezielle Variante Ceres-1H (von chin. 海射型, Hǎishè Xíng „Seestart“) verwendet,^[18] die vom selben Startfahrzeug wie die Festlandsversion startet,^[12] wobei die Triebwerke anders als zum Beispiel bei der Changzheng 11H, die zuerst mit Pressluft aus einer Startröhre geschleudert wird, direkt auf dem Deck gezündet werden. Die Rakete ist gegen den Seegang am unteren Ende mit Magnesiumbändern auf dem Deck fixiert, die beim Zünden der Triebwerke sofort verbrennen.^[19] Bei dem Start am 5. September 2023 wurden vier Satelliten in eine um 50° zum Äquator geneigte Umlaufbahn von 800 km Höhe befördert,^[20] 300 km mehr als die bis dahin bedienten sonnensynchronen Umlaufbahnen von 500 km Höhe.^[21] Galactic Energy war damit das erste private Raumfahrtunternehmen Chinas, das eine Nutzlast in einer derartigen Bahn aussetzte. Die Ceres-1H war auch die erste Feststoffrakete weltweit, die auf See ungezielt startete und erst während des Fluges durch bordeigene Navigationssysteme und per Fernsteuerung gelenkt wurde.^[19]

Die Ceres-1H entspricht äußerlich der ab 2022, also ab dem dritten Exemplar, eingesetzten Variante der Ceres-1. Sie ist 20 m lang, besitzt einen Durchmesser von 1,4 m und hat ein Startgewicht von 33 t; der Durchmesser der Nutzlastverkleidung beträgt 1,6 m. Die Schubkraftverteilung der einzelnen Stufen ist jedoch anders als bei der Festlandsvariante: die erste Stufe der Ceres-1H hat einen Startschub von nur 560 kN, die zweite dafür 315 kN und die dritte 150 kN. Die flüssigkeitsgetriebene vierte Stufe besitzt in der Hochatmosphäre eine Schubkraft von 2,5 kN. Daher werden die Festlandsversion und die Seestart-Version der Rakete separat durchnummeriert. Die am 25. August 2023 vom Kosmodrom Jiuquan gestartete Ceres-1 trug die Seriennummer Y8, die am 5. September 2023 vor der Küste von Shandong gestartete Ceres-1H trug die Seriennummer Y1.^[12]

Dies ist eine Liste aller Ceres-1-Starts, Stand 30. November 2024.

Neben der Ceres-1 entwickelt Galactic Energy auch die Pallas-1 (智神星一号), eine zweistufige mittelschwere Trägerrakete, die eine Nutzlast von 5 t in eine erdnahe Umlaufbahn von 200 km Höhe bringen soll, und 3 t in eine sonnensynchrone Umlaufbahn von 700 km Höhe.^[32] Galactic Energy hofft, damit von der China Satellite Network Corporation Aufträge für den Aufbau des Nationalen Netzwerks zu erhalten.^[33] Die Rakete ist 52 m lang, besitzt einen Durchmesser von 3,35 m und ein Startgewicht von 257 t,^[34] sie ist für Starts von den Kosmodromen Wenchang und Taiyuan vorgesehen. Die erste Stufe soll in fernerer Zukunft wiederverwendbar sein.^[35][36]

Ab 2019, also ein Jahr nach Gründung der Firma, wurde ein regelbares, mit Raketenkerosin und Flüssigsauerstoff betriebenes und nach dem Nebenstromverfahren arbeitendes Triebwerk namens „Cangqiong“ (苍穹, „Firmament“) entwickelt. Das Triebwerk, das Ende Februar 2022 auf dem Prüfstand erstmals vom Start bis zum Abschalten vollständig getestet wurde, besitzt auf Meereshöhe eine maximale Schubkraft von 500 kN und einen spezifischen Impuls von 2600 m·s⁻¹; im Vakuum hat das Triebwerk einen Schub von 600 kN und einen spezifischen Impuls von 3237 m·s⁻¹. Die Schubkraft kann mittels einer Nadeleinspritzdüse^[37][38] zwischen 40 % und 105 % geregelt werden.^[34] Die erste Stufe besitzt sieben dieser Triebwerke, von denen eines ausfallen kann, ohne die Mission zu gefährden (im Regelbetrieb sollen die Triebwerke nur mit 400 kN laufen).^[39] Die zweite Stufe der Rakete besitzt ein Cangqiong-Triebwerk. Es wird angestrebt, die um 6° aus der Vertikalen schwenkbaren Triebwerke 50 mal wiederzuverwenden.^[40] Die Nutzlastverkleidung hat einen Innendurchmesser von 3,8 m und eine lichte Höhe von 8 m.^[35]

Am 17. Mai 2023 war der erste, bei der Galactic Energy Gerätetechnik GmbH in Chizhou, Provinz Anhui hergestellte Prototyp der Rakete fertiggestellt. Nach etwa 60 verschiedenen Tests, unter anderem zur beschädigungslosen Abtrennung der ersten Stufe,^[41] soll der Erstflug in der zweiten Jahreshälfte 2024 erfolgen.^[34]

1. ↑ 星河动力航天完成股改，正式变更为股份有限公司. In: galactic-energy.cn. 7. Dezember 2022, abgerufen am 31. März 2023 (chinesisch). 
2. ↑ Gunter Krebs: Ceres-1 (Gushenxing-1, GX-1). In: Gunter's Space Page. Abgerufen am 7. November 2020 (englisch). 
3. ↑ Ceres-1. In: galactic-energy.cn. Abgerufen am 3. Dezember 2021 (englisch). 
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5. ↑ ^{a b} 勇夺三连胜！星河动力率先迈入民营火箭规模化发射新阶段. In: weixin.qq.com. 9. August 2022, abgerufen am 9. August 2022 (chinesisch). 
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7. ↑ 星河动力“谷神星一号”商业运载火箭入轨首飞圆满成功. In: galactic-energy.cn. 11. November 2020, abgerufen am 9. August 2022 (chinesisch). 
8. ↑ 又一枚民营火箭发射成功 天启星座十一星开启“天蝎座”任务. In: sohu.com. 7. November 2020, abgerufen am 18. Februar 2022 (chinesisch). 
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10. ↑ 一箭五星，民营火箭首次连续发射成功，星河动力实现商业航天新突破. In: mp.weixin.qq.com. 7. Dezember 2021, abgerufen am 7. Dezember 2021 (chinesisch). 
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30. ↑ 宋晨、张漫子: 一箭双星！谷神星一号火箭首次成功实施晨昏轨道发射任务. In: news.cn. 5. Dezember 2023, abgerufen am 5. Dezember 2023 (chinesisch). 
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32. ↑ Andrew Jones: China’s Galactic Energy raises $200 million for reusable launch vehicle development. In: spacenews.com. 24. Januar 2022, abgerufen am 24. Januar 2022 (englisch). 
33. ↑ 智神星一号首箭. In: weibo.cn. 18. Mai 2023, abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch).  Der Sprecher in dem Video ist Liu Baiqi, der Vorstandsvorsitzende von Galactic Energy.
34. ↑ ^{a b c} 星河动力首枚“智神星一号”液体火箭总装下线，预计明年下半年首飞. In: ithome.com. 18. Mai 2023, abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch). 
35. ↑ ^{a b} 智神星一号. In: galactic-energy.cn. Abgerufen am 18. Mai 2023 (chinesisch). 
36. ↑ 星河动力顺利完成火箭末段回收算法先期缩比验证. In: weixin.qq.com. 25. Juli 2023, abgerufen am 25. Juli 2023 (chinesisch). 
37. ↑ 星河动力航天50吨级液氧/煤油发动机首次全系统试车圆满成功. In: mp.weixin.qq.com. 1. März 2022, abgerufen am 1. März 2022 (chinesisch). 
38. ↑ 火箭发动机针栓喷注技术的价值在哪里？ In: zhihu.com. 2. November 2019, abgerufen am 1. März 2022 (chinesisch). 
39. ↑ Andrew Jones: Galactic Energy Prepares Ceres-1 Rocket for First Launch. In: spectrum.ieee.org. 20. März 2020, abgerufen am 3. Dezember 2021 (englisch). 
40. ↑ 星河动力首台50吨级“苍穹”液氧/煤油发动机完成总装，全系统试车在即. In: mp.weixin.qq.com. 3. Dezember 2021, abgerufen am 3. Dezember 2021 (chinesisch). 
41. ↑ 智神星一号液体运载火箭级间分离试验圆满完成！ In: weixin.qq.com. 16. Juni 2023, abgerufen am 18. Juni 2023 (chinesisch). 

Chinesische Trägerraketen

Im Einsatz:	Ceres-1 · CZ-2 · CZ-3 · CZ-4 · CZ-5 · CZ-6 · CZ-7 · CZ-8 · CZ-11 · CZ-12 · Hyperbola-1 · Jielong-1 · Jielong-3 · Kuaizhou‑1 · Kuaizhou-11 · Lijian-1 · Tianlong-2 · Yinli-1 · Zhuque 2
In Entwicklung:	CZ-9 · CZ-10 · Darwin-2 · Hyperbola-3 · Jielong-4 · Lijian-2 · Nebula-1 · Pallas-1 · Tianlong-3 · Yinli-2 · Zhuque 3
Ausgemustert:	FB-1 · CZ-1 · KT-1 · KT‑2 · OS‑M · Zhuque 1