Китай достроил космическую станцию «Небесный дворец»
Китай обзавелся собственной космостанцией спустя ровно 30 лет после запуска национальной программы пилотируемых космических полетов и спустя 19 лет после первого полета китайского космонавта в космос. Возведение «Небесного дворца» было завершено в рекордные сроки: за менее чем два года. «Строительные работы» на орбите стартовали 29 апреля 2021-го, когда Китай запустил в космос базовый модуль орбитальной станции. Находящийся на высоте около 390 километров модуль насчитывает пять стыковочных люков: по два для космических лабораторий и пилотируемых кораблей и один — для космических грузовиков.
В нынешнем году — 25 июля — к станции пристыковали лабораторный модуль «Вэньтянь» («Вопросы к небу»), который на сегодня является самым тяжелым в истории китайской космонавтики аппаратом (23 тонны). Это конструкция диаметром 4,2 метра и высотой с шестиэтажный дом — 17,9 метров. Аппарат также может похвастать самыми крупными из до сих пор произведенных в Китае космических солнечных батарей: их длина составляет 55 метров, а общая площадь — 280 кв. м.
Внутри модуля расположено восемь лабораторных отсеков, три «космические спальни» для экипажа, а также резервный пульт управления космостанцией, которым можно воспользоваться в случае неполадок на основном, расположенном в базовом модуле. Лаборатория также располагает шлюзовым отсеком для выходов в открытый космос. Он — более просторный и располагает более широкими люками, чем шлюз на базовом модуле. За бортом лаборатории установлена пятиметровая роборука, позже модуль будет обрастать все новым оборудованием: на его внешнем контуре установлено 22 адаптера для различных измерительных приборов.
Если на базе «Вопросов к небу» будут вести исследования в области биологии, то новый лабораторный модуль «Мэнтянь» предназначен для экспериментов в области физики и новых материалов. Обеспечить высочайшую точность исследований позволят самые совершенные в мире холодные атомные часы, которые отправились на орбиту на борту лаборатории. У этих часов сразу несколько преимуществ. Во-первых, они отслеживают время по колебанию атомов не одного, а сразу двух элементов: водорода и рубидия. Во-вторых, в отличие от земных аналогов, в космосе атомные часы работают более точно, поскольку не испытывают гравитационных и температурных помех в состоянии невесомости и предельно низких температур.
Китай первым в мире вывел атомные часы на орбиту в 2016 году на борту космической лаборатории «Тяньгун-2». Часы были настолько точными, что теряли в расчетах не более секунды за 30 млн лет. «Новые холодные атомные часы куда совершеннее: они не потеряют ни секунды за сотни миллионов лет», — подчеркнули разработчики.
Приглашают всех
Сразу после официального введения «Небесного дворца» в эксплуатацию, к работе китайской орбитальной станции присоединятся 17 стран. Первый пакет международных проектов предполагает исследования в таких сферах, как микробиология, астрономия и физика микрогравитации. В будущем масштабы международного сотрудничества будут только расти.
Опубликованная в январе 2022 года «Белая книга» о китайской космической программе подчеркивает, что основной принцип работы «Тяньгун» будет такой же, что и у китайской экономики, а именно — «двойная циркуляция», которая предполагает опору на собственные силы при сохранении открытости к сотрудничеству с зарубежными партнерами. Еще в мае 2018 года КНР пригласила все страны-члены ООН к взаимодействию на платформе своей космической станции. «Китайская орбитальная станция будет достоянием не только КНР, но и всего мира. Любая страна, вне зависимости от ее размера и уровня развития, сможет участвовать в проекте на равноправной основе», — отметили в Пекине. О желании слетать в гости к китайским космонавтам уже неоднократно заявляли их российские коллеги.
Позже число гостей расширится: со следующего десятилетия «Небесный дворец» начнет принимать космических туристов. Это подтвердили и главный инженер китайской пилотируемой космической программы Чжоу Цзяньпин, и первый китайский космонавт — а ныне директор инженерного подразделения программы пилотируемых полетов — Ян Ливэй.
Что дальше
Китайская орбитальная станция начнет расширяться со своей «базовой комплектации» практически сразу после введения в эксплуатацию. Уже в 2023-м у «Небесного дворца» появится свой «смотритель». Речь идет о китайском космическом телескопе «Сюньтянь» («Небесный смотритель»), который выведут на орбиту в следующем году. Его эксплуатация начнется в 2024-м, минимальный расчетный срок службы — 10 лет. За это время 10-тонный телескоп размером с автобус будут постоянно совершенствовать, устанавливая на нем все новое измерительное оборудование.
В задачи аппарата входят исследование экзопланет, черных дыр, темной материи и многое другое. По сравнению со знаменитым американским «Хабблом» поле обзора у «Небесного смотрителя» в 350 раз больше. «Если «Хаббл» видел одну овцу, то «Сюньтянь» будет наблюдать за целым стадом», — привели образное сравнение разработчики.
Изначально телескоп планировали разместить прямо на борту орбитальной станции, однако позже от этой задумки отказались: «Небесный дворец» мог помешать наблюдениям своими вибрациями и световым загрязнением. Вместо этого «Небесного смотрителя» было решено вывести на одну орбиту с космостанцией, но на большом удалении от нее. При этом предполагаются стыковки для технического обслуживания и установки нового оборудования на телескоп силами обитателей орбитальной станции.
За время эксплуатации «Небесного дворца» Китай заметно усовершенствует свои космические технологии. В будущем летать к нему китайцы станут на возвращаемых космических кораблях: после каждой миссии обратно на Землю будет отправляться основной отсек, оставляя на орбите лишь силовую установку. Успешные испытания такого аппарата прошли в КНР еще в 2020-м. Он вдвое больше нынешних кораблей серии «Шэньчжоу». Если нынешние рассчитаны на трех человек, то максимальная вместимость новых достигает семи членов экипажа. Новинка будет почти в три раза тяжелее: ее масса составит 22 тонны против восьми тонн у нынешних кораблей. Диаметр нового корабля достигает 4,5 метров против 2,8 у «Шэньчжоу». Новая разработка «сделает возвращаемые путешествия на орбиту более удобными и доступными», сообщает китайская пресса со ссылкой на экспертов. Космические корабли следующего поколения будут многофункциональными: их можно использовать и как космические грузовики, и для отправки на орбиту космонавтов и туристов.
К моменту списания своей первой космической станции Китай будет располагать технологиями строительства гораздо больших по размерам орбитальных объектов. Уже в ближайшие пять лет страна подготовит проект сверхбольшой космостанции, которая будет как минимум в 10 раз больше МКС. Общая длина модулей проектируемого орбитального комплекса будет достигать километра. Эксперты признают, что для разработки проекта предстоит решить множество вопросов. «В частности, необходимо увеличить прочность и срок эксплуатации модулей, поскольку сборка станции на орбите будет вестись достаточно протяженное время. Например, МКС строили 12 лет — с 1998 по 2010 год — и к моменту окончания сборки самые первые модули уже почти отжили свое», — говорит научный сотрудник Китайской академии космических технологий Пан Чжихуа. По его словам, также предстоит решить проблему космического мусора, поскольку риск столкновения с ним у сверхбольшой космостанции будет гораздо выше. Однако, учитывая «китайские скорости» совершенствования космических технологий, все эти вопросы вполне реально решить.
Для чего Китаю собственная космическая станция «Тяньгун»?
Задумывались ли вы о том, почему китайские тайконавты никогда не летают на МКС? Причина проста — в 2011 году конгресс США запретил космическому агентству NASA сотрудничать с Китаем. Однако, исследователи из поднебесной не сильно огорчились из-за прекращения полетов на международную станцию. Ведь власти Китая начали неплохо инвестировать в космическую отрасль. Итогом десятилетней работы стало создание и запуск китайской космической станции «Тяньгун» в 2021 году. На станции уже успела побывать первая группа тайконавтов — она вернулась на Землю в апреле текущего года и в общем числе пробыла на станции 183 дня. На днях станция приняла новую группу из трех китайских исследователей. Давайте узнаем, кем они являются, чем будут заниматься в космосе и как Китай пытается стать ведущей космической державой?
Члены экипажа «Шэньчжоу-14», находящиеся на космической станции «Тяньгун»
Экипаж китайской станции «Тяньгун»
Новая группа тайконавтов отправилась в космос на ракете «Чанчжэн-2Ф» в начале июня. Сообщается, что путешествие длилось около 7 часов и экипаж успешно вошел внутрь огромной конструкции. Внутри космического корабля «Шэньчжоу-14» оказались три человека, и каждый из них достоин отдельного внимания.
Тайконавты внутри космической станции «Тяньгун»
Китайский космонавт Чэнь Дун
Командиром миссии стал 43-летний Чэнь Дун. Свою летную карьеру он начал в 1997 году, но обучение полету на космическом корабле он прошел только около десяти лет назад. До сих пор самым главным достижением Чэнь Дуна был полет на корабле «Шэньчжоу-11» в 2016 году. В рамках этой миссии он и его командир Цзин Хайпэн успешно состыковались с лабораторией «Тяньгун-2» на высоте 393 километров.
Китайский космонавт Лю Ян
Вторым членом экипажа является Лю Ян — первая женщина-космонавт Китая. Она тоже начала свою карьеру в 1997 году и только десяток лет назад была принята в отряд космонавтов Китая. Свой первый полет в космос Лю Ян совершила 16—29 июня 2012 года. В рамках этой миссии космический корабль «Шэньчжоу-9» пристыковался к модулю «Тяньгун-1», после чего тайконавты на протяжении десяти дней выполняли научные эксперименты.
Интересный факт: летчик Лю Ян замужем, потому что это обязательное требование к женщинам-космонавтам Китая.
Китайский космонавт Цай Сюйчжэ
Третий член экипажа — тайконавт Цай Сюйчжэ. Он достоин внимания потому, что это его первый полет в космос. Долгое время о его участии в миссии никто не знал. В мае 2022 года были опубликованы изображения почтовых марок с лицами членов экипажа «Шэньчжоу-14», перекрытые сердечками. Об участии Чэнь Дуна и Лю Ян общество уже догадывалось, а о Цай Сюйчжэ люди узнали случайно. Дело в том, что в тексте про почтовые марки было заметно имя, заканчивающееся на «чжэ».
У КИТАЙСКОЙ СТАНЦИИ ЕСТЬ РОБОТИЗИРОВАННАЯ РУКА. ВОТ ПОДРОБНОСТИ.
Как строится китайская станция?
Перед командой «Шэньчжоу-14» поставлена одна большая задача — они должны завершить сборку космической станции «Тяньгун» к концу 2022 года. В частности, речь идет о подключении двух лабораторных модулей к основному корпусу. Вдобавок к этому, тайконавты должны ввести оборудование в эксплуатацию и провести несколько научных экспериментов.
Космическая станция «Тяньгун»
Зарубежные издания сравнивают китайскую станцию «Тяньгун» с советской станцией «Мир». Сходства действительно есть но, все же, она будет меньше по размерам. В полной комплектации китайская станция будет состоять из трех модулей и весить около 60 тонн. Для сравнения, советская конструкция состояла из семи модулей и весила 124 тонны. Впрочем, никто не мешает китайским инженерам пристыковать к станции дополнительные модули — предполагается, что станция может весить 100 и более тонн.
Советская станция «Мир»
В 2031 ГОДУ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ БУДЕТ ПОТОПЛЕНА. А ЧТО ПОТОМ?
Развитие космоса в Китае
Считается, что начало полноценной эксплуатации станции «Тяньгун» — это первый шаг к становлению Китая крупной космической державой. Станцию не планируется использовать так же широко, как МКС, однако китайские власти говорили, что открыты для сотрудничества. На данный момент считается, что «Тяньгун» сможет работать около 10 лет. Если все будет хорошо, станция будет использоваться еще дольше.
После космической станции Китай хочет построить станцию на Луне
НА НАШЕМ ДЗЕН-КАНАЛЕ ПУБЛИКУЮТСЯ СТАТЬИ, КОТОРЫХ НЕТ НА САЙТЕ. ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОДПИШИТЕСЬ.
Есть надежда, что огромная конструкция на орбите Земли поможет быстрее построить лунную станцию — с этим китайским специалистам должна помочь Россия. Первая пилотируемая миссия на Луну со стороны Китая запланирована на 2029 год. Как вы думаете, удастся ли все эти планы воплотить в реальность? Пишите в комментариях или вот тут.
Как будет выглядеть самая большая космическая станция
В июне 2021 года Китай отправил в космос корабль «Шэньчжоу-12» с тремя тайконавтами (так китайцы называют космонавтов) на борту — Не Хайшэном, Лю Бомином и Таном Хунбо. Это была первая пилотируемая миссия страны с 2016 года. В задачу команды, помимо обычной для космонавтов исследовательской работы на орбите, входило строительство Китайской модульной орбитальной станции «Тяньгун» (КМКС) — третьей в мире после советско-российского «Мира» и МКС, но меньшей по размерам.
Экипаж провел в первом, базовом отсеке станции КМКС — «Тяньхэ» — три месяца. Они готовили «Тяньгун» к подключению новых модулей. В июле 2021-го Бомин и Хунбо стали первыми тайконавтами за 13 лет, которые вышли в открытый космос. В сентябре того же года они благополучно вернулись на Землю.
После первой успешной миссии тайконавты снова полетели в космос — в октябре 2021 года это были Е Гуанфу, Ван Япин и Чжай Чжиган. Двое последних в ноябре вышли в открытый космос. Им удалось подготовить станцию к стыковке еще одного модуля и настроить роботизированную руку.
Что известно о станции «Тяньгун»
Строить китайскую орбитальную станцию «Тяньгун» («Небесный дворец») начали в апреле 2021 года — тогда запустили первый, базовый модуль «Тяньхэ». 24 июля 2022 года Китай запустил на орбиту научный модуль «Вэнтянь», который пристыковался к базовому модулю. Запуск третьего модуля «Мэнтянь» запланирован на октябрь 2022-го, а летящего рядом телескопа «Сюньтянь» — на конец 2023-го. Последний, хотя формально и войдет в состав станции на той же орбите, станет автономным модулем. В собранном виде станция будет весить около 90 тонн — для сравнения МКС весит 420 тонн.
Планируется, что «Тяньгун» прослужит десять лет (с возможностью продления еще на пять). Однако станция, вероятно, не станет конечной точкой китайской космической программы.
От обычной станции до гигантского города-корабля
Преемником «Тяньгун» может стать еще один объект в космосе в десять раз больше МКС. Согласно сообщению государственного китайского СМИ South China Morning Post, Национальный фонд естественных наук Китая, подчиняющийся Министерству науки и техники, подготовил проект создания «ультрабольшого космического корабля» длиной в несколько километров. Новую китайскую станцию хотят строить так же, как Международную — собирать ее из отдельных модулей. По замыслу она позволит успешнее «исследовать загадки Вселенной» и оставаться на околоземной орбите как можно дольше.
Все ради гравитации
Как отмечает доцент Института робототехники американского Университета Карнеги-Меллона Закари Манчестер, идея сделать многокилометровую станцию имеет под собой важную цель — такие размеры позволят создать искусственную гравитацию. Продолжительное нахождение в невесомости негативно влияет на здоровье космонавтов — у них серьезно слабеют мышцы, а кости становятся менее прочными.
Искусственная гравитация долгое время считалась научной фантастикой. Однако сейчас ученые думают, что ее можно достичь, и регулярно проводят соответствующие эксперименты. Физики предполагают, что легче всего будет создать искусственную гравитацию с помощью центробежной силы. Самый доступный вариант — построить объект, напоминающий карусель. Многокилометровая китайская станция, «закрученная в кольцо», в теории сможет создать внутри себя искусственную гравитацию. Это решит множество уже существующих проблем космонавтики и позволит летать на Марс и за его пределы без существенного риска для здоровья.
Бывший главный технолог NASA Мейсон Пек считает, что создать искусственную гравитацию с точки зрения физики реально, однако проблемы есть в области инженерии и финансов. Самое большое препятствие — цена. Для сооружения столь большого объекта в космосе потребуется много дорогостоящих запусков. Строительство МКС длиной 109 метров обошлось в примерно $100 млрд долларов. Возведение станции в несколько раз больше может стать невыполнимым для одной страны. При этом Пек отмечает, что цена возрастает из-за массы объектов: «Если мы говорим о чем-то просто длинном, но не тяжелом, то это другая история».
Сейчас китайские инженеры изучают, как уменьшить вес модулей для строительства гигантской станции. Если им удастся решить проблему, правительство выделит на дальнейшие исследования первоначальный грант в $2,3 млрд.
Китай достроил орбитальную станцию «Тяньгун» — пристыкован третий и последний модуль
В понедельник 31 октября в 15:37 по Пекинскому времени (10:37 мск) с космодрома «Вэньчан» в провинции Хайнань на юге Китая стартовала ракета «Чанчжэн-5В» с научным модулем «Мэнтянь» на борту. Спустя 13 часов модуль был успешно состыкован с основным портом китайской космической станции «Тяньгун». Позже модуль будет перенесён на боковой порт, чтобы сформировать Т-образную конфигурацию станции. Но это уже мелочи — станцию Китай достроил.
Полная конфигурация китайской орбитальной станции, включая телескоп. Источник изображения: CMSA
На вывод всех трёх модулей станции «Тяньгун» на орбиту потребовалось полтора года. Базовый модуль «Тяньхэ» был запущен весной 2021 года. Первый научный модуль «Вэньтянь» был выведен на орбиту в июле этого года. Второй модуль «Мэнтянь», как сказано выше, выведен на орбиту вчера и сегодня рано утром состыковался со станцией. На операцию стыковки было отведено довольно мало времени, поскольку заряд батарей в модуле ограниченный. Если бы стыковку не провели в первые часы, «Мэнтянь» пришлось бы разворачивать солнечные панели, заряжаться и лишь спустя несколько суток идти на стыковку.
В длину модуль «Мэнтянь» составляет 17,9 м, а его диаметр составляет 4,2 м. Модуль оснащён рядом передовых научных инструментов для проведения в космосе экспериментов в области материаловедения, биологии и даже в сфере фундаментальных физических явлений. В частности, на борту модуля установлен комплекс из трёх атомных часов (оптических, водородных и рубидиевых). Комплекс обещает оказаться самым точным в истории человечества решением для слежения за временем. Это будет новый уровень в системе космической навигации, а также инструмент для поиска тёмной материи и детектирования гравитационных волн.
Схема модуля «Мэнтянь» (нажмите для увеличения). Источник изображения: Wikipedia
Интересно отметить, что первоначальный проект включал в состав модуля «Мэнтянь» телескоп «Сюнтянь». Позже от телескопа отказались, поскольку столь сложное оборудование в составе станции нормально работать не смогло бы. Телескоп запустят как отдельный модуль на той же орбите, что и станция. Произойдёт это в 2024 году. Телескоп можно будет стыковать со станцией для обслуживания и пополнения топлива, но работать он будет на существенном отдалении от неё.
Запуск модуля «Мэнтянь» стал 9 из 11 запланированных для строительства станции пусков. До конца текущего года к станции отправят один грузовик («Тяньчжоу-5») и один корабль с экипажем («Шэньчжоу-15»). С появлением нового жизненного пространства на орбите впервые в истории китайской космонавтики там одновременно соберётся два экипажа.