Китай готовится построить станцию «Тяньгун» за два года

Автор: Руи К. Барбоза 1 марта 2021 г.
 

Рендер от Мака Кроуфорда для NSF/L2

Китай готовится к следующему большому этапу в освоении космоса: строительству модульной пилотируемой космической станции Tiangong («Тяньгун»).

Планируется, что начавшись в 2021 году строительство орбитальной космической станции Tiangong будет завершено в 2022 году после одиннадцати миссий, которые включают три запуска различных модулей, четыре запуска грузовых кораблей и четыре запуска пилотируемых кораблей с экипажем.

Этот шаг является реализацией поэтапного подхода к развитию пилотируемых космических полетов. Начало положили испытательные полеты пилотируемого космического корабля («Шэньчжоу-1» - «Шэньчжоу-4»). За ними последовал запуск пилотируемой миссии («Шэньчжоу-5» с одним тайконавтом), запуск космического корабля «Шэньчжоу-6» (с двумя тайконавтами) и «Шэньчжоу-7» (с тремя тайконавтами) с выходом в открытый космос («Шэньчжоу -7»).

Китай осуществил запуск космического модуля орбитальной станции типа «Салют-1» («Тяньгун-1» и «Тяньгун-2»), полет и стыковку кораблей («Шэньчжоу-8»), захвата космического корабля и длительный полет ( «Шэньчжоу-9» и «Шэньчжоу-10»). Также осуществлен запуск грузового корабля («Тяньчжоу-1») для пополнения запасов орбитальных станций.

Всего за несколько лет реализации поэтапной программы Китай перешел от краткосрочных пилотируемых космических полетов к строительству модульной космической станции, которая позволит оставаться на околоземной орбите в течение шести месяцев, достигнув, таким образом, возможностей, аналогичных Международной космической станции. Программы МКС, которая включает в себя усилия и возможности США, России, Японии, Европы, Канады и других, но не Китая.

Космическая станция «Тяньгун»

Космическая станция «Тяньгун» (Tiangong) будет орбитальной станцией типа «Мир», состоящей из центрального модуля, к которому будут постепенно добавляться другие модули.

Станция первоначально будет состоять из модуля «Тяньхэ-1» (центральный модуль), научных модулей «Вэньтянь» (Wentian) и «Мэнтянь» (Mengtian ), а также «Сюньтянь» (Xuntian).

Ракета Long March 5B, которая запустит центральный модуль Тяньхэ-1 - предоставлено CMSA

Модуль «Тяньхэ-1» («Гармония небес») будет выведен на орбиту ракетой Long March-5B (Y2), запущенной с космодрома Вэньчан. При массе около 20 000 кг модуль будет выведен на орбиту со средней высотой орбиты 393 км и наклонением 42 градуса и будет служить базовым модулем космической станции «Тяньгун».

«Тяньхэ-1» разделен на две большие цилиндрические секции, большая имеет диаметр 4,2 метра, а меньшая — 3,5 метра. Общая длина составляет 16,6 метра, а жилой объем — около 50 кубометров. Основной модуль также имеет служебную секцию и цилиндрическую секцию диаметром 2,8 метра с пятью стыковочными узлами, которые позволят присоединять новые орбитальные модули.

Базовый модуль рассчитан для жизни и работы трех членов экипажа и имеет срок службы 15 лет с возможность обслуживания на орбите. Модуль «Тяньхэ-1» оборудован системами жизнеобеспечения экипажа.

Модули «Вэньтянь» и «Мэнтянь» будут научными модулями массой около 20 000 кг, длиной 14,4 метра и диаметром 4,2 метра. Герметичные модули разработаны на основе опыта орбитального модуля «Тяньгун-2» и будут использоваться для проведения экспериментов в области наук о жизни, биотехнологии, физики, материаловедения, микрогравитации и т. д.

В дополнение к экспериментам, расположенным в герметичной внутренней части, оба модуля смогут проводить эксперименты на внешней поверхности, открытые для космической среды и прикрепленные к соответствующим платформам. Модули будут состыкованы с осевой частью модуля «Тяньхэ-1», а затем перемещены на боковые стыковочные узлы с помощью системы дистанционного управления, управляемой либо изнутри космической станции, либо удаленно из центра управления.

Общая жилая площадь трех начальных модулей увеличится до 110 кубометров.

Центральный модуль Тяньхэ-1 - предоставлено CMSA

Модуль «Вэньтянь» будет оснащен дополнительными системами управления, которые могут быть использованы в случае возникновения проблем с «Тяньхэ-1». «Мэнтянь» имеет аналогичные функции с «Вэньтянь», но оснащен специальным люком, позволяющим вводить и выводить грузы и инструменты либо с помощью экипажа, либо самостоятельно с использованием системы дистанционного управления.

Всего на основном модуле, двух экспериментальных модулях и внешней экспериментальной платформе будет шестнадцать приборных стоек. Экспериментальные стойки будут иметь высоту 1,8 метра, ширину 1 метр и глубину 0,9 метра, а их масса — менее 500 кг.

Другой экспериментальный модуль, «Сюньтянь», будет космическим телескопом с зеркалом диаметром два метра. Модуль не будет прикреплен к комплексу «Тяньгун», а будет находиться на орбите рядом со станцией. «Сюньтянь» может быть пристыкован к станции для ремонта и обслуживания. Он будет использоваться для изучения механизма расширения Вселенной, темной энергии и темной материи, а также происхождения и эволюции Вселенной.

Космическая станция будет регулярно пополняться запасами грузовыми кораблями «Тяньчжоу», первый из которых был запущен в апреле 2017 года для космической станции «Тяньгун-2».

График

Ожидается, что запуск «Тяньхэ-1» состоится в апреле 2021 года. Ракета-носитель для него прибыла в Вэньчан 21 февраля, и вскоре после этого началась подготовка к запуску.

После запуска модуля «Тяньхэ-1» Китай запустит грузовой корабль «Тяньчжоу-2», который будет выведен на орбиту ракетой Long March-7 (Y3) с пускового комплекса LC201 космодрома Вэньчан.

«Тяньчжоу-2», запуск которого также запланирован на апрель, будет стыковываться с «Тяньхэ-1» автоматически.

После начального периода ввода в эксплуатацию все будет готово к запуску первого экипажа «Тяньгун».

Ракета Long March 2F проходит предстартовую подготовку - через CNSA

Ко второй неделе февраля две пусковые установки были готовы для запуска пилотируемых миссий с космодрома Цзюцюань. Все идет по плану, «Шэньчжоу -12» будет запущен ракетой Long March-2F/G (Y12) из стартового комплекса Jiuquan LC43/91 для многомесячной орбитальной миссии на борту новой космической станции. Запуск «Шэньчжоу-12» запланирован на июнь, и ожидается, что на нем будут три члена экипажа, которые останутся на орбите в течение нескольких месяцев.

Как ожидается, в 2021 году будут запущены грузовой корабль «Тяньчжоу-3» и пилотируемый космический корабль «Шэньчжоу-12». Грузовой корабль «Тяньчжоу-3» будет запущен ракетой-носителем Long March-7 (Y4) из Вэньчана в августе, а космический пилотируемый корабль «Шэньчжоу-13» должен быть запущен в сентябре или октябре ракетой Long March-2F/G (Y13) из Цзюцюань.

На данном этапе неясно, заменит ли экипаж «Шэньчжоу-13» экипаж «Шэньчжоу-12», все еще находящийся на орбите, или же первый экипаж вернется на Землю до прибытия «Шаньчжоу-13».

Модуль «Вэньтянь» станет первым из двух научных модулей, которые будут выведены на орбиту в 2022 году, за ним последует модуль «Мэнтянь». Оба будут запущены из Вэньчана ракетами Long March-5B.

Пилотируемые миссии

На данный момент непросто определить, как будут формироваться экипажи следующих китайских космических миссий. Однако можно определить общую группу из четырех экипажей для полетов, которые состоятся в 2021 и 2022 годах.

В состав группы входят Не Хайшэн (участвовавший в миссиях «Шэньчжоу-6» и «Шэньчжоу-10»), Дэн Цинмин, Лю Бомин («Шэньчжоу-7»), Лю Ван («Шэньчжоу-9»), Чжан Сяогуан («Шэньчжоу-10»), Чен Донг. («Шэньчжоу-11»), Лю Ян («Шэньчжоу-9»), Ван Япин («Шэньчжоу-10»), Е Гуанфу, Чжан Лу, Тан Хунбо и Цай Сюйчжэ.

Некоторые из старых тайконавтов уже выйдут на пенсию, но в резерве по-прежнему остаются Цзин Хайпэн (который участвовал в миссиях «Шэньчжоу-7», «Шэньчжоу-9» и «Шэньчжоу-11»), Фэй Цзюньлун («Шэньчжоу-6») и Чжай Чжиган («Шэньчжоу-7»).

Long March 2F запускает миссию «Шэньчжоу-11», последний запуск с экипажем Китая в космос - предоставлено Синьхуа

В течение долгого времени ходили слухи, что одна из двух женщин-тайконавтов (Лю Ван или Ван Япин) будет командиром одной из миссий на космическую станцию «Тяньгун». За последние недели появилось несколько фотографий Ван Япина на тренировке. Кроме того, в статье «Синьхуа» Ван Япин упоминается в связи с тренировкой по выходу в открытый космос. Таким образом, вполне возможно, что она будет в одной из первых двух миссий на «Тяньгун» и, вероятно, получит место командира в одной из этих миссий.

Миссия «Шэньчжоу-12» продлится 90 дней, и во время пребывания на орбите экипаж будет выполнять различные работы с выходом в открытый космос по установке роботизированной руки и другого оборудования, подготавливая станцию к установке новых модулей.

Дэн Цинмин был дублирующим членом экипажа в трех миссиях и, возможно, будет в составе одной из двух миссий, которые будут запущены в 2021 году.

Чэнь Дун, Ван Япин и Е Гуанфу, как сообщается, назначены в экипаж «Шэньчжоу-12». На фотографии (предоставленной Тони Куайном) Ван Япин виден в «Шэньчжоу-12» во время тренировки.

Если миссия «Шэньчжоу-12» продлится примерно 90 дней, это позволит «Шэньчжоу-13» начать свою миссию в сентябре или октябре, продлив пилотируемый полет до 180 дней и дождаться экипажа «Шэньчжоу-14», который будет запущен в марте 2022 года. Это позволит наблюдать за прибытием новых модулей орбитальной станции.

Первые эксперименты на «Тяньгун»

В рамках космического сотрудничества между Китаем и несколькими странами было выбрано девять экспериментов для проведения на борту космической станции «Тяньгун». Процесс отбора экспериментов был организован Управлением Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (UNOOSA).

Визуализация полностью смонтированной станции «Тяньгун» - через Синьхуа

Это эксперименты в области астрономии, физики поведения жидкостей и горения в условиях микрогравитации, наук о Земле, космических технологий.

В рамках экспериментов в области астрономии будут изучены гамма-всплески (Швейцария, Польша, Германия и Китай), а также будут проведены спектроскопические исследования небулярного газа (Индия и Россия). В рамках экспериментов по физике микрогравитационной жидкости и горению будет изучено поведение частично смешиваемых жидкостей в условиях микрогравитации (Индия и Бельгия). Будет использоваться высокоэффективная двухфазная система охлаждения для космических установок (Италия и Кения), а также будут изучены нестабильности пламени, вихрей и акустических волн при горении в условиях микрогравитации (Китай и Япония).

Мексиканский эксперимент по наукам о Земле будет использовать платформу для наблюдения Земли в среднем инфракрасном диапазоне, а эксперимент по космической технологии (Саудовская Аравия) будет изучать разработку солнечных элементов на основе GaAs.

Космические науки о жизни и технологические эксперименты будут направлены на изучение опухолей в космосе (Норвегия, Франция, Нидерланды и Бельгия) и влияние микрогравитации на рост и производство биопленок болезнетворных бактерий (Перу и Испания).