Игорь Лисов: Дебют тяжелой «шестёрки»

29 марта 2022 г. в 17:50 по пекинскому времени (09:50 UTC) с новой пусковой установки Центра космических запусков Тайюань был осуществлен успешный пуск новой китайской ракеты-носителя «Чанчжэн-6A» (CZ-6A №Y1), которая доставила спутники «Пуцзян-2» и «Тянькунь-2» на орбиту с параметрами:

• наклонение – 97.78°;
• минимальная высота – 589 км;
• максимальная высота – 603 км;
• период обращения – 96.60 мин.

Добавим, что эта орбита является солнечно-синхронной с прохождением нисходящего узла в 17:00 по местному времени.

Расчетная циклограмма старта приведена в таблице.

В официальных сообщениях о запуске ракету назвали «модифицированной CZ-6», хотя на ее борту было нанесено обозначение CZ-6A. И то, и другое можно назвать английским словом understatement, потому что вряд ли возможно назвать модификацией коренные различия между исходной CZ-6 и носителем, стартовавшим сегодня. С тем же успехом можно было бы назвать ракету УР-500 модификацией УР-100! 

Исходная CZ-6 была разработана Шанхайской исследовательской академией космической техники SAST в рамках большой программы создания нового поколения китайских средств выведения на экологически чистых низкокипящих компонентах топлива, реализуемой Китайской корпорацией космической науки и техники CASC. Два носителя из трех, тяжелый CZ-5 и полутяжелый CZ-7, грузоподъемностью 23.5 и 13.5 тонн на низкую орбиту, были заказаны Китайской исследовательской академии ракет-носителей CALT в Пекине для использования в пилотируемой программе – на первой запускаются с Вэньчана модули космической станции и тяжелые межпланетные аппараты, на второй – грузовые корабли «Тяньчжоу». Легкий носитель CZ-6 поручили шанхайским ракетостроителям. Будучи своеобразным летающим стендом для более тяжелых членов семейства, она дебютировала первой 20 сентября 2015 г. и к настоящему времени выполнила восемь успешных полетов с Тайюаня.

Ракета CZ-6 стартовой массой 103 т и высотой 29.3 м имела проектную грузоподъемность 1000 кг на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км. Был применен достаточно редкий вариант компоновки – тандемная схема деления на ступени разного диаметра. Первую ступень выполнили в диаметре 3.35 м и оснастили одним кислородно-керосиновым ЖРД YF-100 тягой 120 тс. Вторая и третья ступени имели диаметр 2.25 м; на второй стоял один двигатель YF-115 тягой 18 тс, а на третьей, играющей роль блока довыведения – ЖРД тягой 650 кгс на долгохранимых компонентах. Все это венчал надкалиберный головной обтекатель диаметром 2.6 м и длиной 6.1 м.

О намерении повысить грузоподъемность CZ-6 за счет добавления двух или четырех твердотопливных ускорителей говорили еще в 2013 г., а в ноябре 2018 г. оно перешло в разряд твердых планов – на аэрокосмическом салоне в Чжухае был представлен макет новой ракеты CZ-6A. По внешнему виду и по характеристикам она была ближе к пекинской CZ-7, чем к своему номинальному «прототипу»! 

Как и на CZ-7, на первую ступень CZ-6A поставили два YF-100 вместо одного. Как и на CZ-7, появились четыре стартовых ускорителя, но не жидкостные, а твердотопливные, с той же тягой 120 тс, причем составленные из двух сегментов двухметрового диаметра каждый и с качающимся соплом для управления полетом. Вторую ступень увеличили в диаметре до 3.35 м, но оставили на ней один YF-115 вместо четырех на CZ-7. Для управления по крену и формирования ступень оснастили системой реактивного управления YF-86A с 18 ЖРД тягой 200 и 40 Н. 

В итоге получилась ракета высотой около 50 м со стартовой тягой 737 тс (7230 кН) и стартовой массой 530 т, обеспечивающая доставку 4000 кг полезного груза на ССО высотой 700 км. Таким образом, в результате «модернизации» грузоподъемность CZ-6A увеличилась вчетверо, стартовая масса впятеро и стартовая тяга вшестеро по сравнению с исходной CZ-6.

Руководителем («командующим») CZ-6A является Хун Ган. Заместитель главного конструктора ракеты – Чжан Лян. Созданием твердотопливных ускорителей в 4-й академии CASC руководил главный конструктор Ван Цзяньжу.

Проектирование осуществлялось по цифровой технологии с построением полной трехмерной модели ракеты и без выпуска обычных «двумерных» чертежей.

Новый стартовый комплекс для CZ-6A был построен в 2019–2022 гг. в 600 метрах к юго-западу от площадки №9, используемой для запуска ракет класса CZ-2D/CZ-4B на высококипящих компонентах топлива. Сообщается, что этот «умный стартовый комплекс» может обеспечивать запуски семи типов носителей.

Хотя сборка носителя, как и в предыдущих проектах, осуществляется на пусковой установке, продолжительность ее сокращена, так что пуски можно проводить с 14-суточным интервалом. Заключительный этап предстартовой подготовки реализован по «безлюдной» технологии, с автоматической стыковкой магистралей, заправкой баков носителя и расстыковкой. Члены боевого расчета уходят с башни обслуживания за четыре часа до пуска, а не за полчаса, как было ранее.

В рекламном ролике к первому старту CZ-6A был сделан намек на существование, по крайней мере в проекте, еще трех ее вариантов. Это две более легкие версии – с двумя ускорителями вместо четырех и вообще без ускорителей, а также тяжелый вариант с тремя параллельными жидкостными блоками по образцу Falcon Heavy.  

Ранее сообщалось, что утвержден к реализации вариант CZ-6X для отработки вертикальной посадки первой ступени на реактивной тяге.

О запущенных спутниках информации пока очень мало. Сообщается, что «Пуцзян-2» (Pujiang 2) разработан SAST и предназначен для научно-экспериментальных исследований, мониторинга земель и природных ресурсов и решения иных задач, то есть является экспериментальным спутником видовой разведки.

Напомним, что малый спутник «Пуцзян-1» также был разработан в SAST и запущен 25 сентября 2015 г. на первой ракете CZ-11, хотя изначально планировался под первый старт CZ-6 (см. «Новости космонавтики» №11, 2015). Этот аппарат рассматривался как экспериментальная платформа для интегрированных прикладных спутников, собираемых по принципу plug-n-play, то есть из готовых компонентов с функцией самоконтроля, со стандартными интерфейсами и протоколами – механическими, питания, управления и обмена данными, – и оснащаемых целевой аппаратурой в соответствии с запросами заказчика.

«Тянькунь-2» (Tiankun 2) является разработкой Компании космических проектов 2-й исследовательской академии Китайской корпорации космической науки и промышленности CASIC и используется для экспериментальной верификации технологии исследования космической среды.

Его предшественник «Тянькунь-1», также созданный во 2-й исследовательской академии CASIC, был запущен 3 марта 2017 г. на первой ракете «Кайто-2» (см. «Новости космонавтики» №5, 2017) с целью тестирования технологий платформы малого спутника и проведения экспериментов по наблюдению и связи. Аппарат массой около 200 кг рассматривался как прототип спутника системы «Хунъюнь» (Hongyun, «Цветное облако» или «Радуга») – группировки из 156 низкоорбитальных КА для глобальной широкополосной связи. За пять лет с ним было проведено почти 7300 сеансов связи и управления, передано около 58000 команд, получено 80 Гбайт телеметрии.

Объявлено, что второй аппарат выполнен на микронаноспутниковой платформе и унаследовал от первого идею интеграции и конструктивный принцип высокой функциональной плотности в сочетании с меньшим размером и низкой стоимостью. Он может удовлетворять функциональным требованиям различных сложных задач, таких как научные космические исследования, орбитальное обслуживание, подтверждение новых технологий, повышая пригодность малых КА к многозадачности.

В данном случае в качестве основной задачей орбитальных испытаний заявлены подтверждение ряда ключевых технологий, в том числе новых алгоритмов ориентации и контроля орбиты, многофункциональных покрытий и вычислительного построения оптических изображений.

Стоит заметить, что расплывчатая формулировка об экспериментах в области технологии исследования космической среды в 2021 г. была использована в отношении группировки спутников «Шиянь-6» для съемки космических объектов с низкой околоземной орбиты. Не исключено, что и «Тянькунь-2» будет работать в этой же области.

«Тянькунь-1» изготовлен на вновь созданной проектной, конструкторской и производственной базе, рассчитанной на массовый выпуск КА для низкоорбитальных группировок. Предприятие было введено в строй в мае 2021 г.; в настоящее время на нем ведется изготовление семи спутников и выполняются предпроектные работы по более чем 20 темам Министерства науки и технологий, Министерства промышленности и информационных технологий и Государственного управления оборонной науки, техники и промышленности.