Китай построил Небесный Дворец

1 ноября 2022 года войдет в космическую историю Китая как дата завершения строительства первой китайской орбитальной станции. Стыковка лабораторного модуля «Мэньтянь» («Небесные сны») завершила сборку домашней станции «Тяньгун» («Небесный дворец»), которая может работать на орбите около 15 лет.

Китай обзавелся собственной космической станцией ровно через 30 лет после запуска общенациональной пилотируемой программы и через 19 лет после того, как китайский астронавт впервые полетел в космос. Строительство Tiangong было завершено в отчетный срок: менее чем за два года.

«Строительство» на орбите началось 29 апреля 2021 года, когда Китай вывел в район базовый модуль орбитальной станции. Модуль находится на высоте около 390 км и имеет 5 стыковочных портов: по два для домашних лабораторий и пилотируемых кораблей и один для космических аппаратов.

25 июля 2022 года к станции был пристыкован лабораторный модуль «Вэньтянь» («Вопросы к небу»), который весом 23 тонны сейчас является самым тяжелым автомобилем в истории китайских космических путешествий. Это сооружение диаметром 4,2 м и высотой шестиэтажного строения 17,9 м. В устройстве также установлены самые важные на сегодняшний день космические солнечные панели китайского производства: их длина составляет 55 м, а общая площадь — 280 квадратных метров. м.

Внутри модуля находятся восемь лабораторных отсеков, три «комнаты-спальни» для экипажа, а также резервный пульт управления станцией, который можно использовать в случае неисправности основного модуля, расположенного в базовом модуле. Лаборатория дополнительно содержит шлюз для выхода в открытый космос. Он очень просторный и имеет более широкие люки, чем шлюз на базовом модуле. За пределами лаборатории установлен 5-метровый манипулятор, в дальнейшем модуль обрастает новым оборудованием: к его внешнему контуру подключаются 22 адаптера для различных единиц измерения.

Если «Вопросы к небу» используются для исследований в области биологии, то новый лабораторный модуль «Мэнтянь» предназначен для экспериментов в области физики и новых расходных материалов. Самые совершенные в мире холодные атомные часы, установленные на борту лаборатории, обеспечат высочайшую точность анализа. Эти часы имеют ряд преимуществ. Во-первых, они следят за временем, вибрируя сразу атомы не одной, а сразу двух частей: водорода и рубидия. Во-вторых, атомные часы в космосе более точны, чем их земные аналоги, так как не испытывают гравитационных и температурных возмущений в состоянии невесомости и при экстремально низких температурах.

Китай стал первой страной на Земле, которая в 2016 году вывела атомные часы на орбиту на борту космической лаборатории «Тяньгун-2». Часы были настолько точными, что за 30 миллионов лет их погрешность составляла не более секунды. Новые холодные атомные часы куда лучше: строители подчеркивали, что они могут не потерять ни секунды в тоннах десятков миллионов лет.

Сразу после официального запуска Tiangong в работе китайской орбитальной станции примут участие 17 стран. Первый пакет международных проектов включает анализ в областях, близких к микробиологии, астрономии и физике микрогравитации. В долгосрочной перспективе масштабы международного сотрудничества будут расширяться.

В «белой книге» за январь 2022 года о китайской жилищной программе подчеркивается, что основной принцип работы Tiangong будет аналогичен принципу финансовой системы Китая, в частности, «двойной циркуляции», которая включает в себя уверенность в себе, оставаясь при этом открытой для сотрудничества с зарубежными партнерами. Еще в мае 2018 года Китай пригласил все государства-члены ООН к совместной работе на платформе своей домашней станции. «Китайская орбитальная станция может принадлежать не только Китаю, но и всему миру. Любая страна, независимо от ее размера и стадии развития, будет иметь возможность гибко участвовать в проекте на равных», — заявил Пекин. Ваши российские коллеги неоднократно высказывали потребность отправиться в китайские космонавты.

Позже круг друзей расширится: со следующего десятилетия Тяньгун начнет принимать местных отдыхающих. Это подтвердили главный инженер китайской пилотируемой космической программы Чжоу Цзяньпин и первый китайский космонавт, а ныне директор технического отдела программы пилотируемых полетов Ян Ливэй.

Китайская орбитальная станция начнет расширять свою «базовую конфигурацию» практически сразу после ввода в эксплуатацию. Уже в 2023 году у Tiangong появится свой личный «смотритель». Речь идет о китайском космическом телескопе Xuntian (Sky Guardian), который может быть запущен в следующем году. Эксплуатация начнется в 2024 году, расчетный минимальный срок службы — 10 лет. За это время 10-тонный телескоп размером с автобус последовательно совершенствуется, устанавливая на него все новые датчики.

В обязанности устройства входит изучение экзопланет, черных дыр, темной материи и многого другого. По сравнению с известным американским Хабблом, объект обзора Xuntian в 350 раз больше. «Если «Хаббл» увидел овцу, то Xuntian будет наблюдать за всем стадом», — процитировали разработчики наглядное сравнение.

Первоначально телескоп предполагалось разместить непосредственно на борту орбитальной станции, однако позже от этой концепции отказались: Тяньгун мог мешать наблюдениям своими вибрациями и световым загрязнением. Вместо этого они решили поместить Сунтяня на ту же орбиту, что и местная станция, но на значительном расстоянии от нее. Это включает в себя стыковку для обслуживания и установку новейших инструментов на телескоп жителями орбитальной станции.

За время эксплуатации «Тяньгуна» Китай заметно улучшил свои космические технологии. В будущем китайцы будут летать туда на возвращающихся кораблях: после каждой миссии основной отсек может снова отправляться на Землю, а на орбите останется только установка способности. Успешные испытания такого орудия снова произошли в Китае в 2020 году. Это в два раза больше нынешних коллекционных кораблей Shenzhou. Если нынешние рассчитаны на трех человек, то максимальная вместимость нового экипажа достигает семи. Новинка станет почти втрое тяжелее: ее масса составляет 22 тонны против восьми тонн на нынешних кораблях. Диаметр нового корабля достигнет 4,5 м по сравнению с 2,8 м у Shenzhou. Новое усовершенствование «сделает обратный путь на орбиту более удобным и доступным», пишет китайская пресса со ссылкой на экспертов. Последующая технология космических кораблей может быть многофункциональной: их можно будет использовать как в качестве жилых кораблей, так и для отправки на орбиту космонавтов и туристов.

Когда его первая домашняя станция будет выведена из эксплуатации, у Китая будет опыт для строительства гораздо более крупных объектов на орбите. В последующие 5 лет нация разработает проект сверхбольшой станции, которая должна быть как минимум в десять раз больше, чем МКС. Общий размер модулей проектируемого орбитального комплекса достигнет одного километра.

Эксперты признают, что для того, чтобы перевести проект вперед, необходимо решить множество вопросов. «В частности, необходимо увеличить мощность и срок службы модулей, так как сборка станции на орбите займет очень много времени. МКС, например, строили 12 лет — с 1998 по 2010 год — и к тому времени, когда сборка была завершена, самые первые модули почти изжили себя», — говорит Пан Чжихуа, научный сотрудник Китайской академии космических технологий. По его словам, необходимо решить и проблему площадного мусора, потому что риск столкновения с ним будет намного выше на сверхбольшой домашней станции. Однако, учитывая «китайскую скорость» совершенствования космической экспертизы, все эти вопросы решить достаточно практично.