НА ПУТИ К СВОЕЙ ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИИ

ЛЮ ШИЯО, ЮЙ ЦЗЯНЬБИНЬ

5 мая в 18:00 по пекинскому времени с космодрома Вэньчан на острове Хайнань в космос поднялась новая китайская ракета-носитель «Чанчжэн-5Б» («Великий поход-5Б», CZ-5B). Она успешно вывела на заданную орбиту экспериментальную версию китайского пилотируемого космического корабля нового поколения и прототип пневматической грузовой возвращаемой капсулы.

Успех первого полета ракеты «Чанчжэн-5Б» знаменует начало третьего этапа в реализации китайской программы пилотируемой космонавтики – строительства китайской многомодульной орбитальной космической станции, а также закладывает крепкий фундамент для дальнейших запусков компонентов будущей космической станции: базового и двух экспериментальных модулей.

Успешный первый запуск

Ракета-носитель «Чанчжэн-5Б» была разработана непосредственно под проект строительства китайской пилотируемой космической станции и представляет собой модифицированную версию ракетыносителя «Чанчжэн-5». Она способна выводить на низкую околоземную орбиту тяжелый груз от 22 т, что делает ее самой грузоподъемной китайской ракетой в своей категории. Успех первого запуска «Чанчжэн-5Б» имеет огромное значение для последующего строительства китайской модульной космической станции.

Хотя предшественница «Чанчжэн-5Б» ракета-носитель «Чанчжэн-5» уже запускалась несколько раз и это позволило Китаю накопить значительный опыт, нынешний пуск модифицированной ракеты все же был сопряжен с рисками. Поэтому в феврале 2020 г., за несколько месяцев до старта на космодроме Вэньчан начались имитационные испытания с участием «Чанчжэн-5Б» и прототипом базового модуля космической станции. Во время тренировок отрабатывались все этапы запуска за исключением самых последних – команды на зажигание и далее. Эксперт в области космических испытаний и пусков космодрома Вэньчан Ван Гуанъи рассказал, что во время испытаний на космодроме систематически тестировали все технические составляющие, проверили обеспечение космических аппаратов, и это стало важной подготовкой к успешному пуску. К концу марта испытания завершились, и ракету начали готовить к первому старту.

«Успех первого запуска ракетыносителя “Чанчжэн-5Б” позволяет нам перейти на следующий этап строительства китайской космической станции», – отметил Ван Цзюэ, главный руководитель программы ракеты-носителя «Чанчжэн-5Б» Китайского института ракетной техники при Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники. Он также сказал, что «Чанчжэн-5Б» выведет на орбиту три модуля китайской космической станции: базовый и два экспериментальных. Ракета-носитель «Чанчжэн-5Б» встраивается в линейку других отечественных ракет серии «Чанчжэн», которые обеспечивают грузовое сообщение между землей и китайскими орбитальными станциями. Так, ракета-носитель «Чанчжэн-2Ф» раньше использовалась для запуска пилотируемых космических кораблей, а «Чанчжэн-7» – для запуска грузовых космических кораблей.

Технические инновации

При конструировании «Чанчжэн-5Б» китайские специалисты использовали новейшие ракетные технологии, и успешный запуск этой ракеты закрепил за ней статус одной из наиболее передовых ракет-носителей мира тяжелого класса.

Хотя «Чанчжэн-5Б» и «Чанчжэн-5» принадлежат к одной серии ракетносителей, а «Чанчжэн-5Б» еще и является модифицированной версией «Чанчжэн-5», эти две ракет разнятся своим назначением. «Чанчжэн-5» предназначена для более дальних полетов и применяется в основном для выведения крупных спутников на высокие орбиты и запуска зондов для исследования дальнего космоса. Так, она выводила в космос лунный зонд «Чанъэ-5» и будет применяться при запуске аппарата для исследования Марса. А «Чанчжэн-5Б» больше рассчитана на выведение на низкую околоземную орбиту крупных спутников и космических кораблей, в том числе компонентов китайской пилотируемой космической станции.

В процессе разработки ракетыносителя «Чанчжэн-5Б» было сделано множество технологических прорывов и инноваций. Так, обтекатель, расположенный в носовой части ракеты, благодаря рекордному для Китая объему полезной нагрузки, может наиболее эффективно решать задачи запуска модулей космической станции. При длине в 20,5 м и диаметре 5,2 м обтекатель вмещает базовый модуль космической станции размерами более 10 м в длину и 4 м в диаметре.

Помимо этого, были применены особые технологии отделения модулей космической станции от ракетыносителя, при этом учитывался большой диаметр стыковки – более 4 м. Конструкторы стремились смягчить толчок, который возникает при отделении модулей от ракетыносителя, и обеспечить максимальную безопасность всего процесса.

Китайские ученые также использовали технологии прямого выхода на орбиту с помощью большой тяги. «Чанчжэн-5Б» – первая в Китае полутораступенчатая ракета-носитель, такая конфигурация позволяет летательному аппарату стабильно выводить полезную нагрузку на заданную орбиту, но при этом повышаются требования к точности выхода на орбиту. Если проводить аналогии, то ракету можно сравнить с высокоскоростным поездом, которому нужно резко затормозить и гарантированно остановиться в заданной точке. Нельзя обойти вниманием и тот факт, что «Чанчжэн-5Б» использует криогенное топливо, и для запуска ракеты была применена технология «нулевого окна», то есть отклонение между временем запуска и заданным временем зажигания не должно превышать одной секунды.

Космическая лаборатория

Ракета-носитель «Чанчжэн-5Б» во время майского пуска вывела на орбиту экспериментальную версию китайского пилотируемого космического корабля нового поколения и прототип пневматической грузовой возвращаемой капсулы. Оба космических аппарата привлекли к себе внимание широкой общественности.

Космический корабль был сконструирован для перевозки экипажа на космическую станцию и удовлетворения запроса на пилотируемое зондирование Луны. По словам специалиста Китайского института ракетной техники при Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники, модель космического корабля, которая применялась при этом старте, показала себя очень хорошо: она безопасна, надежна и может быть адаптирована под разные задачи. В ее дизайне использован принцип модульности, она может за раз перевозить до шести космонавтов. Более того, она многоразовая. Так как подобный пилотируемый корабль должен выполнять задачи как на низкой околоземной орбите, так и применяться при зондировании дальнего космоса, это требует особой конфигурации аппарата и высокого качества термозащиты.

Ракета-носитель «Чанчжэн-5Б» во время запуска (фото Вань Цюаня)

У Китая уже есть несколько транспортных космических кораблей: пилотируемый «Шэньчжоу» и беспилотный «Тяньчжоу». Вместе с пилотируемым космическим кораблем нового поколения они будут выполнять различные задачи. Специалисты отмечают, что новый космический корабль расширяет возможности Китая в перевозке между землей и космосом. Как на дорогах есть грузовики, пассажирские автомобили и грузопассажирский транспорт, так и в космосе: можно выбирать космический корабль под конкретные задачи. Во время нынешнего запуска экспериментальная версия космического корабля нового поколения запускалась без экипажа, так как технологии пока находятся на этапе тестирования. Корабль несколько дней находился на орбите, и за это время были протестированы все его ключевые технологии. В дальнейшем планируется перейти к разработке целостной системы космического корабля и функциональным проверкам, что станет подготовкой к будущему пилотируемому запуску.

Во время запуска на орбиту был выведен и прототип пневматической грузовой возвращаемой капсулы – новый аппарат для транспортировок в космосе, отметили специалисты Второго института Китайской корпорации аэрокосмической науки и техники. Капсула обладает многими преимуществами, например, при ее разработке был применен интегрированный дизайн посадочного буфера. Аппарат может найти широкое применение в транспортировке грузов между небом и землей. В этот раз капсулу отправили в космос, чтобы протестировать ключевые технологии: пневматическое развертывание, гибкую теплозащиту.

Успешный запуск «Чанчжэн-5Б» дает старт принципиально новому этапу в строительстве китайской орбитальной космической станции, и это открывает для человечества новые горизонты. Планируется, что Китай построит собственную космическую станцию примерно в 2022 г. Она будет функционировать на низкой околоземной орбите в течение десяти с лишним лет, что позволит проводить на ней масштабные научные исследования, технические испытания и на практике применять космические технологии. Эта космическая станция станет настоящей лабораторией космической науки государственного значения.