«Наднебесная»: Китай завершил строительство национальной космической станции «Тяньгун». Что дальше?

Китай запустил второй большой лабораторный модуль «Мэньтянь» 31 октября. Он в тот же день автоматическом режиме пристыковался к осевому стыковочному узлу базового блока станции. А 3 ноября завершилась его перестыковка роботизированным манипулятором на боковой узел. В итоге станция приняла Т-образную конфигурацию, уже знакомую нам по станции «Мир» до 1995 г.

К освободившемуся осевому порту в конце ноября/декабре пристыкуется корабль «Шэньчжоу-15» со следующим экипажем. В итоге на время короткой пересменки на китайской станции впервые окажется одновременно шесть тайконавтов. До этого пересменки проходили через консервацию станции перед возвращением предыдущего экипажа. Завершить официальное развёртывание орбитальной станции «Тяньгун» планируется запуском в 2023 г. орбитального телескопа-модуль CSST/«Сюньтянь» (зеркало диаметром 2 м, поле зрения будет в 300 раз шире Хаббла). Он сможет стыковаться со станцией для дозаправки и технического обслуживания.

Масса станции «Тяньгун» из трёх модулей сейчас приблизилась к 70 тоннам, а внутренний жилой объём достиг 100 м3. Возможно, что на этом строительство станции не закончится — на Земле были построены полнофункциональные дублёры лабораторных модулей и базового блока. Позднее их также могут пристыковать. Китай в этом плане копирует российский опыт — МЛМ «Наука» был доработан из дублёра базового модуля «Заря», с которого и началась МКС.

Научные возможности модуля «Мэньтянь»

Лабораторный модуль «Мэньтянь» размерами 17,88 х 4,2 м весил при пуске более 23 тонн. Мощность его солнечных батарей 6 кВт. Он целиком предназначен для научной работы. Поэтому там нет дублирующих базовый модуль систем жизнеобеспечения, спальных мест и туалета, как на первом лабораторном модуле «Вэньтянь» (Pro Космос о нём подробно писал). Но зато на «Мэньтяня» есть новый тренажёр, имитирующий греблю.

В «Мэньтянь» 13 стоек с научным оборудованием для проведения различных экспериментов (физика жидкости, фундаментальная физика, материаловедение, перчаточный бокс/печка). В частности, в одной из стоек — первый в мире орбитальный набор холодных атомных часов (cold atomic clock, CAC) на основе водорода, рубидия и оптического магнито-дипольного перехода. Он должен стать самым точным эталоном времени и частоты с погрешностью одна секунда за несколько сот млн лет. Предыдущий рекорд точности часов для Китая был установлен на космической лаборатории «Тяньгун-2» в 2016 г. — погрешность хода менее одной секунды за 30 млн лет. По словам учёных новый эталон не только повысит точность позиционирования китайской навигационной системы Beidou, но и позволит проводить фундаментальные научные исследования, например в области тёмной материи и обнаружения гравитационных волн.

В составе модуля есть шлюз с 37 точками крепления для размещения оборудования на внешней поверхности станции. Тайконавты смогут готовить всё оборудование и научные эксперименты внутри, перемещая его наружу через шлюз. Оттуда его будет забирать и устанавливать на точках крепления небольшой роботизированный манипулятор (грузы до 400 кг и размерами 1,15 х 1,2 м). К точкам крепления снаружи станции подведены электричество и Ethernet, а для некоторых обеспечено ещё и терморегулирование. Также модуль «Мэнтянь» позволяет запускать малые спутники до 100 кг и кубсаты.

Станция «Тяньгун» станет международной?

На начальном этапе отладка работы станции пройдёт исключительно силами китайских тайконавтов. Но после этого туда планируется отправка в том числе и экипажей с зарубежным участием. На конец 2021 г. велись переговоры по совместной работе на станции с космическими агентствами России, Франции, Германии, Италии и Пакистана. Два европейских астронавта прошли подготовку по китайской программе. А вот запрос США Китай отверг, памятуя об американском запрете полётов тайконавтов на МКС.

В подтверждении этому, заместитель главного конструктора станции Бай Линьхоу сообщил, что сейчас обсуждаются стандарты сближения и стыковки иностранных космических кораблей, а также их соответствие принятым в Китае. Официальное подтверждение последует после достижения договорённостей.

Также сообщается, что станция «Тяньгун» будет открыта к научному сотрудничеству. На конец 2021 г. Китаем к постановке на станции «Тяньгун» было одобрено около 1000 международных научных экспериментов для исследователей из 17 стран. Для сравнения, на МКС за всю её более чем 20-летнюю историю работы было проведено более 3000 экспериментов.

Ракета «Чанчжэн-5B» или почему мир с облегчением вздохнул после завершения строительства станции?

Модуль «Мэньтянь» при запуске весил около 23 тонн, это самая тяжёлая полезная нагрузка, выведенная Китаем на сегодня. Для этого понадобилось использование самого мощной ракеты-носителя «Чанчжэн-5В», имеющейся у страны (грузоподъёмность 25 тонн на низкую околоземную орбиту). Этой же РН выводились на орбиту базовый блок и первый лабораторный модуль.

Особенность РН в том, что у неё нет второй ступени. После сброса боковых ускорителей первая ступень в итоге продолжает работать вплоть до выведения полезной нагрузки на НОО. При входе в атмосферу она сохраняет свои большие размеры (33,2 х 5 м), что не позволяет до конца сгорать при неконтролируемом падении. Это вызывает резонные опасения у всех государств, находящихся между 41 градусами северной и южной широты.

Да, до сих пор никто не пострадал (первая ступень после вывода базового блока в мае 2021 г. упала в Индийском океане, а после вывода первого лабораторного модуля в июле 2022 г. — в Тихом океане). Но некоторые страны с облегчением восприняли завершение строительства станции, — РН «Чанчжэн-5В» используется в основном для неё.

Советское наследие

В облике «Тяньгун» просматривается наследие отечественной станции «Мир»: стыковка по продольной оси, использование коротких манипуляторов для перестыковки модулей, да и сама размерность модулей. Нельзя не отметить даже чисто визуальное сходство китайских РН и космических кораблей с их прародителями — советской/российской ракетно-космической техникой.

Китай быстро ликвидирует отставание в орбитальной космонавтике. Мы даже составили таблицу (см. ниже). Когда Ван Япин стала первой китайской женщиной, вышедшей в ноябре 2021 г. в открытый космос, там наступил 1984 г. (выход в космос Светланы Савицкой в СССР).

Сейчас, когда к базовому модулю «Тяньгун» пристыковались два больших лабораторных модуля — Китай перенёсся в 1992 г. (стыковка «Кристалла» к базовому блоку станции «Мир»).

Признаем, что Китай копирует творчески — например, перестыковка модулей проводится роботизированными манипуляторами. А планы по созданию орбитального телескопа CSST — это будут уже собственные страницы китайской истории космонавтики. Стыкуемого телескопа не было и нет, ни у России, ни у США.