Китайский космос: основные вехи

24 апреля 1970 г., выведя на орбиту космический аппарат «Дунфанхун‑1» («Алеет восток»), Китай стал пятой страной мира (после Советского Союза, США, Франции и Японии), запустившей в космос искусственный спутник Земли собственной ракетой-носителем со своего национального космодрома. Пять лет спустя, в 1975‑м, в КНР стартовал первый спутник дистанционного зондирования Земли, в 1984‑м – первый космический аппарат связи, в 1990‑м – первый коммерческий спутник для зарубежного заказчика, в 2000‑м – первый навигационный КА.

Настоящий прорыв же произошел 15 октября 2003 г., когда, запустив на орбиту корабль «Шэньчжоу‑5» («Небесная ладья») с тайкунавтом Ян Ливэем, КНР стала третьим государством, реализующим собственную пилотируемую космическую программу. 12–16 октября 2005 г. в космосе побывал корабль «Шэньчжоу‑6» с двумя (Фэй Цзюньлунь и Не Хайшэн), а 25–28 сентября 2008 г. – «Шэньчжоу‑7» с тремя (Чжай Чжиган, Цзин Хайпэн и Лю Бомин) членами экипажа на борту. В ходе этого полета два гражданина КНР впервые вышли в открытый космос. В составе экипажа «Шэньчжоу‑9», который выполнял миссию с 16 по 29 июня 2012 г., кроме двух мужчин – Цзин Хайпэна и Лю Вана – находилась первая китайская женщина-космонавт Лю Ян. При этом корабль впервые осуществил стыковку с первой китайской посещаемой орбитальной станцией «Тяньгун‑1» («Небесный дворец»). Спустя год, с 11 по 26 июня 2013 г., аналогичную миссию выполнил «Шэньчжоу‑10» с Не Хайшэном, Чжан Сяогуаном и Ван Япин – второй китайской женщиной-космонавтом. Очередной, уже шестой пилотируемый полет (корабль «Шэньчжоу‑11»), состоялся с 16 октября по 18 ноября этого года, причем с 18 октября по 17 ноября тайкунавты Цзин Хайпэн и Чэнь Дун работали на борту новой китайской орбитальной станции «Тяньгун‑2».

К настоящему времени Китай выстроил мощнейшую промышленную ракетно-космическую инфраструктуру, включающую четыре космодрома (Цзюцюань, Сичан, Тайюань и Вэньчан), разветвленную сеть станций связи и управления, кораблей слежения, научно-исследовательских и производственных предприятий, и обладает всем необходимым набором космических средств. Страна самостоятельно разрабатывает и запускает спутники видовой и радиолокационной разведки, космические аппараты навигации, метеорологии и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), телекоммуникационные спутники, научные и технологические аппараты, развертывает национальные средства противоспутниковой обороны и выводит в космос межпланетные зонды. В штатной эксплуатации находятся ракеты-носители легкого и среднего класса семейства «Чан Чжэн» («Великий поход») CZ‑2, CZ‑3 и CZ‑4.

В целом китайскую космическую программу можно считать вполне современной и самодостаточной, способной решать весь комплекс задач, стоящих перед современной космонавтикой. Тем не менее, в начале прошлого десятилетия руководство страны приняло решение создать перспективную транспортную ракетно-космическую систему, радикально обновив парк национальных средств выведения и создав новые пилотируемые комплексы.

Ракеты-носители нового поколения

Необходимость в разработке новых ракет-носителей возникла при расширении национальной космической программы в связи с ростом массы выводимых полезных нагрузок, ужесточением требований к экологической безопасности систем и с прицелом на выполнение регулярных полетов пилотируемых и грузовых космических аппаратов к будущей китайской космической станции.

Существующие на тот момент носители уже не в полной мере отвечали таким требованиям: их энергетика была ограничена, время подготовки к пуску зачастую измерялось многими неделями, а сами ракеты представляли значительную опасность для персонала космодромов и местного населения, поскольку использовали высокотоксичные компоненты топлива (азотный тетраоксид и несимметричный диметилгидразин).

Было предложено создать новое поколение средств выведения с модульным принципом построения и имеющее отдельные общие элементы (двигатели, топливные баки определенной линейки диаметров), разработанные с использованием новейших и самых передовых технологий проектирования, изготовления, сборки, транспортировки, испытаний и эксплуатации.

Ядро национальной транспортной космической системы должны были составить ракеты-носители легкого, среднего и тяжелого классов на базе вновь разработанных «экологически безвредных» двигателей. Предполагалось, что они обеспечат выведение космических аппаратов в широком диапазоне масс (от 1,5 до 25 т) на низкие околоземные орбиты, или до 14 т – на геопереходные орбиты и траектории полета к Луне и планетам Солнечной системы.

Все модульное семейство, спроектированное Китайской академией технологии ракет-носителей CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology), было впервые продемонстрировано на аэрокосмическом салоне в Фарнборо в 2006 г.

Для новых ракет китайские инженеры делали высокоэффективные двигатели, впервые в своей практике реализовав замкнутую схему с дожиганием окислительного генераторного газа в основной камере на кислородно-керосиновых ЖРД типа YF‑100 (тягой около 120 тс) для нижних и YF‑115 (18 тс) для верхних ступеней. Особое место заняла разработка кислородно-водородного двигателя YF‑77 тягой 50 тс у земли и 70 тс в вакууме.

Для последовательной отработки модульных носителей с широкой унификацией технологий и элементов по принципу «от простого к сложному» летные испытания нового семейства начались с самой легкой ракеты. Интересно, что решение о создании «младшей» модели было принято в августе 2009 г. – намного позже, чем для двух «старших», которые Госсовет КНР одобрил еще в октябре 2006 г.

В основу концепции ракеты, получившей название CZ‑6, легли следующие соображения. С развитием спутниковых технологий появилась возможность делать высокоэффективные аппараты ДЗЗ массой порядка 500 кг. Запуск таких спутников существующими носителями серий CZ‑2 и CZ‑4, способных выводить на солнечно-синхронные орбиты (ССО) груз массой 1300–1800 кг, становился экономически нецелесообразным.

Современное легкое средство выведения создавалось для улучшения конкурентоспособности и снижения «избытка мощности» ракет при одновременном удовлетворении будущего спроса на «быстрые» запуски по заказу. CZ‑6 проектировался с расчетом на сектор малых космических аппаратов с упором на применение инновационных технологий при одновременном сокращении технических рисков и снижении удельной стоимости выведения. Основное назначение носителя – запуск полезных грузов массой до 1000 кг на типовую ССО высотой 700 км с низкой стоимостью, малым временем подготовки и при расчетной надежности на уровне 98%.

Рабочее проектирование CZ‑6 вел Шанхайский проектный институт аэрокосмических систем SISSE (Shanghai Institute of Space System Engineering, ранее известный, как «805‑й институт»), а изготовление – Шанхайский завод аэрокосмического оборудования SAEF (Shanghai Aerospace Equipment Factory, «149‑й завод»). Трехступенчатая ракета имела стартовую массу около 103 т, максимальный диаметр 3,35 м и высоту 29,24 м. Первые две ступени, оснащенные одиночными кислородно-керосиновыми двигателями YF‑100 и YF‑115, – маршевые, третья ступень с двигателем малой тяги на долгохранимых компонентах – доводочная.

Первый пуск CZ‑6 состоялся 20 сентября 2015 г. с новой пусковой установки 16‑й площадки Центра космических запусков Тайюань и был полностью успешным: на орбиту вышли в общей сложности 20 малых космических аппаратов.

В настоящее время рассматривается возможность создания модификации CZ‑6А (известна также как CZ‑8) путем оснащения базовой ракеты двумя навесными стартовыми твердотопливными ускорителями диаметром до 2,0 м, переделанной первой ступенью с двумя двигателями YF‑100 и второй ступенью увеличенного до 3,35 м диаметра. Носитель сможет выводить на ССО спутники массой до 4000 кг.

Изначально ракета среднего класса виделась глубокой модернизацией существующего носителя CZ‑2F (вариант CZ‑2H) для запуска пилотируемых кораблей «Шэньчжоу». Замена старых двигателей, работающих на долгохранимых компонентах, на новые кислородно-керосиновые YF‑100 и YF‑115 позволила увеличить массу полезного груза, выводимого на низкую орбиту с 8600 до 13 500 кг, оставив в качестве основного назначения запуск модулей разрабатываемой космической станции и более тяжелых пилотируемых кораблей.

Проект среднего носителя был одобрен в 2008 г. и в мае 2010‑го перешел в стадию опытно-конструкторских работ. Спустя месяц ракета получила обозначение CZ‑7. В ноябре 2011 г. началось изготовление компонентов носителя для автономных испытаний, а в феврале 2013‑го был дан старт производству технологических и первых летных изделий.

Базовый вариант CZ‑7 – двухступенчатая ракета с четырьмя стартовыми ускорителями. На каждом ускорителе диаметром 2,25 м стоит один двигатель YF‑100, на центральном блоке диаметром 3,35 м используются два YF‑100. Все шесть двигателей включаются вместе на старте. Вторая ступень имеет тот же диаметр, что и центральный блок, и оснащена четырьмя YF‑115. При стартовой массе 597 т и высоте 53,1 м носитель способен вывести на низкую околоземную орбиту полезный груз массой 13 500 кг, а на ССО высотой 700 км – 5500 кг.

CZ‑7 может дополняться разнообразными верхними ступенями с двигателями, работающими как на долгохранимых, так и на криогенных (жидкий кислород и жидкий водород) компонентах топлива, что заметно увеличивает энергетику среднего носителя, позволяя, в частности, выводить на геопереходные орбиты и отлетные траектории космические аппараты максимальной массой до 7000 кг. Таким образом, сфера применения CZ‑7 существенно расширена относительно первоначального назначения.

Общее проектирование и экспериментальная отработка ракеты велись академией CALT вместе с профильными институтами, а изготовление – Тяньцзиньским космическим предприятием по выпуску ракет «Чан Чжэн», которое было заложено в октябре 2007 г. как новая производственная база академии CALT.

Первый пуск носителя CZ‑7, оснащенного блоком выведения «Юаньчжэн‑1A» («Экспедиция»), был осуществлен 25 июня 2016 г. со стартового комплекса №201 нового космодрома Вэньчан на острове Хайнань. Все задачи миссии были выполнены в полном объеме: на орбиту выведены три малых спутника, один неотделяемый экспериментальный груз для отработки космической дозаправки и, самое главное, – масштабная модель спускаемого аппарата перспективного пилотируемого корабля (о нем – ниже).

Успешное начало летных испытаний CZ‑6 и CZ‑7 открыло путь к первому старту «базового» носителя CZ‑5: именно с него начиналась разработка унифицированного семейства средств выведения, проект которого был анонсирован в феврале 2001 г., хотя технико-экономические обоснования проводились задолго до этого. В основу была положена «пакетная» схема с центральным блоком и мощными стартовыми ускорителями. Официально проект одобрили в октябре 2006 г., выделив полномасштабное финансирование на разработку, ставшую результатом 20 лет предварительных исследований.

Через год произошло размежевание первоначального варианта на две ветви – среднего (CZ‑7) и тяжелого (CZ‑5) носителей. Основу последнего составил большой криогенный центральный блок диаметром 5 м, оснащенный двумя двигателями YF‑77. В зависимости от модификации к нему могли крепиться:

- четыре ускорителя диаметром 3,35 м (унифицированы с центральным блоком CZ‑7) с двумя YF‑100 каждый;

- четыре ускорителя диаметром 2,25 м (унифицированы с ускорителями CZ‑7) с одним YF‑100 каждый;

- два ускорителя диаметром 2,25 м и два – диаметром 3,35 м.

Двигатели центрального блока и ускорителей начинают работать одновременно. Такой вариант служит для запуска спутников на низкие околоземные орбиты. Кроме того, на «центр» могла устанавливаться верхняя ступень диаметром 5 м с двумя высотными кислородно-водородными двигателями YF‑75D тягой по 9 тс в вакууме – для выведения аппаратов на геопереходные орбиты и отлетные траектории. Таким образом, ракета была представлена шестью модификациями, хотя в настоящее время в производстве находятся лишь две.

1 сентября 2016 г. компоненты первого летного экземпляра CZ‑5 на двух судах были доставлены в порт Цинлань города Вэньчан, где находится космодром. Первый пуск ракеты-носителя состоялся 3 ноября: полностью укомплектованная двухступенчатая CZ‑5 с разгонным блоком YZ‑2 успешно вывела на геостационарную орбиту экспериментальный спутник «Шицзянь‑17» для демонстрации технологий ионных двигателей.

Как можно заметить, разработка продвигалась не без значительных усилий. В марте 2013 г. Лян Сяохун, заместитель главы Китайской академии CALT и член Всекитайского комитета Народного политического совета Китая 12‑го созыва, сообщил в интервью ежедневнику China Daily: «Наш план столкнулся с некоторыми трудностями». При этом он сослался на три неудачных эксперимента, прошедшие в тот момент, и отметил, что основная сложность – в изготовлении крупногабаритных элементов конструкции. «Хотя на счету китайских ракет семейства «Великий поход» – более 100 успешных пусков, трудности в освоении CZ‑5 связаны с большими размерами – диаметром баков 5 м вместо 3,35 м у предыдущих носителей».

Новая ракета позволяет выводить на орбиту очень тяжелые спутники и компоненты станций. «Но когда объект крупногабаритный, технические риски его изготовления и функциональные дефекты эксплуатации также растут, – сказал Лян, заметив, что увеличенный размер заставил китайских производителей заменить станочный парк, который до этого не производил части ракет столь крупных размеров; на заводах пришлось устанавливать новое оборудование и модернизировать технологии. В проекте CZ‑5 промышленность достигла своего потолка».

По-видимому, разработчиков пугали потенциальные риски пусков больших ракет-носителей. Неспособность решить эту проблему теоретически побудила CALT поднять уровень качества механической обработки. К чему это привело – будет известно в ближайшее время. Но из трех основных носителей модульного типа два уже успешно стартовали, причем с первого раза.

Кроме разработки модульного семейства, в Китае широким фронтом идут работы и по другим средствам выведения. В частности, объявлено о планах создания нескольких новых типов легких носителей на базе задела в области твердотопливных двигателей, накопленного при проектировании, производстве, испытаниях и эксплуатации баллистических ракет средней и межконтинентальной дальности «Дунфэн» («Ветер с востока») типа DF‑21, DF‑31 и DF‑41.

В 2002–2005 гг. с космодрома Тайюань было осуществлено как минимум три пуска ракеты «Кайточжэ‑1» («Первопроходец»), предназначенной для «выведения по срочному запросу» малых и сверхмалых спутников массой до 100 кг. В качестве спутникового носителя ракета не была принята в эксплуатацию, в отличие от «Куайчжоу» («Быстрая ладья»), которая в 2012–2014 гг. три раза летала с космодрома Цзюцюань. Последняя имеет длину около 18 м, диаметр 1,7 м, стартовую массу 30–32 т и предназначена для выведения полезной нагрузки массой около 430 кг на ССО высотой около 500 км. Оба носителя были созданы Китайской аэрокосмической научно-производственной корпорацией CASIC (China Aerospace Science & Industry Corporation). В ноябре 2014 г. на международном аэрокосмическом салоне в Чжухае был продемонстрирован носитель «Фэйтянь‑1» («Высоко подняться в небо»), который является коммерческим вариантом «Куайчжоу».

А 25 сентября 2015 г. из Цзюцюаня в полет отправилась очередная новинка – CZ‑11, первый твердотопливный носитель разработки академии CALT. Его проектирование началось в октябре 2010 г. в ответ на всплеск интереса к созданию малых спутников с высокими потребительскими характеристиками. Изделие задумывалось как простое в эксплуатации средство выведения с низкой стоимостью и способностью «запуска по вызову». Например, спутник ДЗЗ или связи может быть выведен на орбиту через сутки после поступления запроса. Концепция использования CZ‑11 включает длительное хранение ракет в готовом к пуску состоянии. Когда поступает приказ, спутник и ракета стыкуются, накатывается обтекатель, и после необходимых электрических тестов система готова стартовать очень быстро.

CZ‑11 – четырехступенчатая твердотопливная ракета длиной 20,8 м с максимальным диаметром корпуса 2,0 м и стартовой массой 58 т, способная вывести аппарат массой до 700 кг на низкую орбиту или 350 кг – на ССО высотой 700 км.

В целом, все описанные выше новые средства выведения должны быть менее сложными в изготовлении и эксплуатации, надежными и сравнительно недорогими, а также более гибкими, чем ныне используемые китайские носители. Их ввод в эксплуатацию обеспечит Китаю независимый доступ в космос и решение многих перспективных задач. «Мы должны ускорить разработку ракет-носителей нового поколения, принимая потребность рынка как руководство к действию, и прогресс технологии как направление движения, – формулировал цели работы главный конструктор новых ракет Ли Дун. – Мы должны понять: разработка соответствует запросам космической техники, ускоряет прогресс космической науки и космической прикладной промышленности, стимулирует реконструкцию народного хозяйства и создает всестороннюю национальную мощь».

Таким образом, к концу текущего десятилетия Китай станет обладателем весьма современной системы средств выведения, позволяющей решать все текущие задачи прикладной, научной и пилотируемой космонавтики.

Укреплению независимого и устойчивого доступа в космос способствует и ввод в строй четвертого национального космодрома – Вэньчан. Решение о его строительстве было принято 23 сентября 2007 г. Первоначально он заявлялся как центр запусков разрабатываемых носителей нового поколения среднего и тяжелого класса, и должен был обеспечить выведение на орбиту и эксплуатацию китайской модульной космической станции «Тяньгун», а также отправку зондов в дальний космос. Благодаря своей близости к экватору Вэньчан также должен был взять на себя основной грузопоток на геопереходную орбиту. Сейчас уже очевидно, что с нового космодрома станут запускаться и перспективные пилотируемые космические корабли.

Новые пилотируемые корабли и орбитальные станции

Китайская пилотируемая программа в общих чертах повторяет основные вехи советских и американских полетов человека в космос. В настоящее время ее основу составляют трехместные корабли серии «Шэньчжоу» массой 7,6–7,9 т, созданные в 1992–1999 гг. в рамках «Проекта 921‑1» с использованием технических решений нашего «Союза» и запускаемые с помощью ракет-носителей CZ‑2F с космодрома Цзюцюань. После первых автономных миссий китайских космонавтов началась реализация более сложных проектов орбитальных комплексов.

29 сентября 2011 г. модифицированная ракета CZ‑2F запустила с Цзюцюаня первую орбитальную лабораторию «Тяньгун‑1», созданную по «Проекту 921‑2» и именуемую в КНР «целевым модулем». Станция «Тяньгун‑1» массой 8,5 т предназначена для отработки технологий сближения и стыковки на орбите; дважды – в 2012 и 2013 гг. – ее посещали экипажи пилотируемых кораблей «Шэньчжоу‑9» и «Шэньчжоу‑10». 

15 сентября 2016 г. с помощью той же CZ‑2F на орбиту была выведена вторая лаборатория – «Тяньгун‑2». Спустя месяц, 16 октября, к ней стартовал корабль «Шэньчжоу‑11» с экипажем в составе командира Цзин Хайпэна и пилота-оператора Чэнь Дуна. 19 октября тайкунавты состыковались с лабораторией и начали выполнение запланированных экспериментов. После выполнения программы полета, 18 ноября «Шэньчжоу‑11» успешно вернулся на Землю, совершив мягкую посадку в автономном районе Внутренней Монголии.

В первом квартале 2017 г. ракета CZ‑7, пущенная с космодрома Вэньчан, доставит к лаборатории первый автоматический корабль «Тяньчжоу» («Небесная ладья») массой около 13,5 т (т.е. «грузовик» будет в полтора раза тяжелее станции, к которой запускается). Не исключено, что в 2017 г. к этой лаборатории может состояться второй пилотируемый полет – на «Шэньчжоу‑12».

Китайские разработчики не раз подчеркивали, что «Тяньгун» – важный, но всего лишь промежуточный шаг к «настоящим» орбитальным станциям. Полностью реализовать потенциал последних не позволяют возможности лаборатории, которые значительно ограничены малым объемом и сравнительно невысоким ресурсом. Следующий шаг должен привести к формированию модульного орбитального комплекса, по своим возможностям сопоставимого с советским «Миром». Создание такой станции, также получившей имя «Тяньгун» (без номера), было санкционировано Госсоветом КНР 25 сентября 2010 г. 

Будущий комплекс рассматривается как национальная космическая лаборатория, обеспечивающая условия мирового уровня для научных исследований, технологических и биологических экспериментов, а также для научно-образовательных программ. На станции предполагается отработать ключевые технологии для полетов к Луне и в дальний космос. Среди целей комплекса заявлено и международное (региональное) сотрудничество.

Полностью собранная станция будет эксплуатироваться на орбите наклонением 42–43° и высотой 350–450 км в конфигурации, включающей три модуля (базовый блок и два экспериментальных отсека), состыкованных в виде буквы T. К ней будут стыковаться транспортный пилотируемый корабль «Шэньчжоу» и автоматический «грузовик» «Тяньчжоу». В будущем не исключено расширение состава орбитального комплекса.

В рамках программы «Тяньгун» будут задействованы носители трех типов. Модули станции массой до 22 т будут запускаться с космодрома Вэньчан ракетами CZ‑5B, грузовые корабли – оттуда же на CZ‑7. Пилотируемые корабли «Шеньчжоу», как и сейчас, будут стартовать с космодрома Цзюцюань на CZ‑2F.

Базовый блок «Тяньхэ» («Млечный путь») похож на базовый блок комплекса «Мир» и представляет собой центр управления станцией, а также обеспечивает проживание космонавтов и интеграцию различных модулей в единое целое. Блок будет оборудован манипулятором для работы на внешней поверхности. 

Экспериментальный модуль №1 или «Вэньтянь» («Вопрошание к небу») примерно соответствует модулю «Квант‑2» станции «Мир». Он дублирует функции управления «Тяньхэ», имеет места хранения расходуемых материалов, запасных частей и припасов и обеспечивает штатную работу космонавтов в открытом космосе. Экспериментальная аппаратура размещена в 24 стойках в рабочем отсеке модуля, который имеет также шлюзовую камеру с малым манипулятором. В состав «Вэньтяня» также входит ресурсный отсек с приводами солнечных батарей.

Экспериментальный модуль №2 или «Мэнтянь» («Небо мечты») состоит из двух отсеков – рабочего и многофункционального экспериментального, а также ресурсного отсека с приводами солнечных батарей. Модуль предназначен для обеспечения экспериментов как в герметичном объеме, так и на внешней поверхности. В состав «Мэнтяня» входят экспериментальная шлюзовая камера и роботизированный комплекс для обслуживания внешних полезных нагрузок.

«Тяньхэ» планируется вывести на орбиту в 2018 г., затем последуют «Вэньянь» и «Мэньтянь». Сборка завершится примерно в 2022 г. До этого момента станция будет посещаемой, а после – постоянно обитаемой, с экипажем из трех человек при штатной продолжительности миссии в полгода. При смене экспедиций в течение 6–10 суток на борту станции будет находиться шесть человек. Расчетный срок эксплуатации комплекса составит не менее десяти лет. 

Программа исследований на комплексе «Тяньгун» включает в себя дюжину различных направлений: от космической медицины и биологии до фундаментальных исследований в области астрономии и астрофизики. На одной орбите со станцией будет работать, периодически причаливая к комплексу для ухода и замены научных приборов, автономный обслуживаемый космический телескоп «Сюньтянь» («Обозрение неба») с апертурой 2 м, предназначенный для фундаментальных исследований в области астрономии и астрофизики. Уступая американскому «Хабблу» в диаметре, он будет иметь в 300 раз большее поле зрения и за десять лет сможет отснять до 40% неба.

Не исключено, что после 2024 г. китайская космическая станция может остаться единственным пилотируемым объектом на околоземной орбите. Поэтому уже сейчас Китай предлагает Европейскому космическому агентству и Роскосмосу совместную разработку приборов, компонентов, подсистем и целых модулей, проведение экспериментов на борту «Тяньгуна», а также отбор и подготовку космонавтов.

Несмотря на то, что «Шэньчжоу» являются достаточно современными пилотируемыми аппаратами, специалисты Китайской научно-технологиченской ассоциации CAST (China Association for Science and Technology) в составе Китайской аэрокосмической научно-технологической корпорации CASC (China Aerospace Science and Technology Corp.) уже приступили к новой разработке. Это будет своего рода аналог российского пилотируемого транспортного корабля нового поколения (ПТК НП) «Федерация» и американского многоцелевого пилотируемого корабля MPCV (Multi-Purpose Crew Vehicle) Orion. 

Концептуальный проект многоцелевого пилотируемого корабля нового поколения, рассчитанного для полетов вокруг Земли и в дальний космос, включая Луну, был подготовлен в конце 2013 г. В зависимости от задач полета, экипаж корабля может насчитывать от двух до шести человек. Как и российский ПТК НП, аппарат проектируется в двух исполнениях: для околоземных полетов и облета Луны со стартовой массой 14 т и для миссий на окололунной орбите (по-видимому, по «двухпусковой схеме») – массой 20 т. Варианты отличаются в основном размерами служебного модуля, параметрами двигательной установки и запасом характеристической скорости – 800 и 1700 м/с соответственно. В качестве носителей рассматриваются ракеты CZ‑7 и CZ‑5. 

Возвращаемый аппарат в виде усеченного конуса со съемной теплозащитой, рассчитанный на возвращение на Землю со второй космической скоростью, планируется использовать многократно. Предполагается, что корабль сможет совершать автономные полеты продолжительностью до 21 суток и находиться в составе космической станции до двух лет.

В настоящее время ведется экспериментальная отработка его систем с целью обоснования реализуемости конструкции. В частности, в ноябре 2015 г. были проведены испытания трехкупольной парашютной системы посадки общей площадью 3600 м2. Экспериментальный возвращаемый аппарат был испытан в первом пуске ракеты-носителя CZ‑7 в июне 2016 г.

Пока проект нового корабля не утвержден к реализации Госсоветом КНР, но, по словам главного конструктора Чжан Байнаня, после его одобрения может быть разработан очень быстро.

Лунная программа и межпланетные полеты

План пилотируемой экспедиции на Луну как престижный ответ на веяния времени – наиболее интересная часть китайской космической программы. Специалисты полагают, что для реализации такого проекта необходимо создать сверхтяжелую ракету-носитель класса Saturn 5.

Читателя, не знакомого с китайскими иероглифами, могли бы заинтересовать документы на английском, выпущенные на рубеже 2010 и 2011 гг. Академией аэрокосмических двигательных технологий AALPT (Academy of Aerospace Liquid Propulsion Technology, «6‑я академия», г. Сиань). В работах, озаглавленных «Исследование двигательной установки тяжелой ракеты-носителя в Китае» и «Исследования кислородно-керосинового двигателя высокой тяги в качестве маршевой двигательной установки пилотируемого лунного проекта», анализировались тенденции развития будущего аэрокосмической промышленности страны и обосновывалась необходимость создания сверхтяжелых носителей и мощных ракетных двигателей для реализации пилотируемой высадки на Луну и исследования дальнего космоса. На основе схем, помещенных в эти работы, эксперты делали выводы о возможном внешнем виде и характеристиках «китайского «Сатурна‑5». Но никаких указаний на то, что проект получил официальный статус и даже находится на стадии концептуальных проработок, до недавнего времени не было.

Однако 23 апреля 2016 г., накануне празднования китайского Дня Космонавтики, в КНР были сделаны заявления, которые можно назвать сенсационными: заместитель командующего пилотируемой космической программы КНР – заместитель начальника Управления разработки вооружений и военной техники генерал-лейтенант Чжан Юйлинь сообщил, что Китаю потребуется от 15 до 20 лет напряженного труда на то, чтобы его космонавты высадились на поверхности Луны, и что для этого будет необходимо использовать технологии и ноу-хау, полученные в результате реализации других космических проектов.

Впервые за несколько лет такое заявление прозвучало из уст чиновника высокого ранга, а не ученого, как было все годы, пока китайская лунная программа обсуждалась в СМИ и на профильных интернет-форумах. Ряд экспертов воспринял слова Чжан Юйлиня как официальное признание планов по высадке китайских космонавтов на Луну в районе 2035–2036 гг. 

На практике уже в настоящее время ведется проектная проработка носителя сверхтяжелого класса, получившего обозначение CZ‑9. Об этом 2 марта 2016 г. на совместной сессии Всекитайского собрания народных представителей и Всекитайского комитета Народного политического консультативного совета Китая сообщил уже известный нам Лян Сяохун, бывший до недавнего времени секретарем парткома академии CALT. 

Рассматриваются различные варианты ракеты на основе новых мощных кислородно-керосиновых и кислородно-водородных двигателей, а также сверхмощных твердотопливных ускорителей – ни первых, ни вторых, ни третьих пока не существует.

CZ‑9 предполагается строить на базе двухкамерного кислородно-керосинового двигателя тягой 489 тс на первой ступени и кислородно-водородных двигателей тягой 224 тс и 25,5 тс на второй и третьей ступенях соответственно. Разработку их ведет упомянутая Академия AALPT в Сиане. 

Базовый трехступенчатый вариант носителя (CZ‑9B) высотой около 93 м с диаметром первой ступени около 10 м способен вывести на низкую околоземную орбиту полезный груз 50 т. Оснащение «базы» двумя или четырьмя стартовыми ускорителями увеличит выводимую массу до 100 т и 140 т соответственно. В последнем случае CZ‑9 сможет в один пуск обеспечить посадочную экспедицию на Луну. 

И все же полеты китайских космонавтов на Луну – пока отдаленная и, признаем, туманная перспектива. Пока же КНР демонстрирует заметные достижения в исследовании естественного спутника Земли с помощью автоматов. В октябре 2007 и в октябре 2010 гг. были запущены космические аппараты «Чанъэ‑1» и «Чанъэ‑2» для картографирования Луны и изучения ее с орбиты искусственного спутника. После завершения основной части программы «Чанъэ‑2» совершил пролет астероида Тутатис с его фотографированием.

14 декабря 2013 г. автоматический аппарат «Чанъэ‑3» совершил мягкую посадку на поверхность Луны и выполнил исследования с использованием лунохода «Юйту» («Нефритовый кролик»). 

Перспективные планы КНР в области изучения Луны и планет с помощью зондов переплетаются с сегодняшними миссиями и выглядят следующим образом. На 2017 г. запланирована доставка лунного грунта в рамках миссии «Чанъэ‑5». Для отработки технологии возвращения в атмосферу Земли со второй космической скоростью 23 октября 2014 г. в облет Луны был запущен экспериментальный аппарат CE‑5‑T1 с аналогом будущего возвращаемого аппарата (уменьшенной копией спускаемого аппарата «Шэньчжоу»), который 31 октября совершил посадку в заданном районе округа Сыцзыван – там, где приземляются китайские пилотируемые корабли.

В 2018 г. на невидимой стороне Луны в районе Бассейна Аполлон осуществит посадку аппарат «Чанъэ‑4» (дублер «Чанъэ‑3»), который проведет исследования окрестностей с помощью лунохода. Доставка лунного грунта с невидимой стороны Луны намечена на 2023 г. В 2025‑м зонд совершит посадку в районе южного полюса Луны снова с луноходом; операция, задуманная с целью отработки использования лунных ресурсов, будет повторена в районе северного полюса Луны в 2027 г.

Миссии 2017 и 2018 гг. уже официально утверждены и получают необходимое финансирование. «Чанъэ‑6» (дублер «Чанъэ‑5») может быть запущен при необходимости в 2020 г.

Первую попытку изучения Марса и околомарсианской космической среды Китай предпринял в 2011 г., разместив на российской межпланетной станции «Фобос-Грунт» субспутник «Инхо‑1». Однако из-за гибели российского аппарата миссия не состоялась. 

В январе 2016 г. Госсовет КНР утвердил к реализации национальный проект изучения Марса, включающий запуск орбитального аппарата и посадочного комплекса с марсоходом. Станцию предполагается отправить в полет на ракете CZ‑5 с разгонным блоком в августе 2020 г. с тем, чтобы совершить посадку на Красную планету в 2021 г. В случае успеха проекта может быть утвержден следующий этап, который предполагает доставку марсианского грунта в 2028 г.

В течение 13‑й пятилетки (2016–2020 гг.) китайские ученые предполагают приступить к созданию аппарата с электрореактивной двигательной установкой для изучения астероидов. Один из вариантов миссии был представлен на научной конференции в Пекине в январе 2016 г. По плану старт должен состояться 17 марта 2022 г., встреча с астероидом Апофис – 18 марта 2023 г. Совместный полет с малым небесным телом продлится до 24 октября 2023 г., а 10 июня 2025 г. зонд пролетит у астероида 2002EX11, затем в июне 2027 г. сначала сблизится с астероидом 1996FG3, а затем сядет на него. Рассматриваются и иные варианты миссии.

Другим перспективным направлением китайских исследований в дальнем космосе является Юпитер, однако запуск к газовому гиганту планируется не ранее 2030 г.

В декабре 2015 г. на орбиту был выведен первый в истории китайский аппарат для фундаментальных научных исследований DAMPE (Dark Matter Particle Exploration), предназначенный для регистрации частиц высоких энергий и поиска признаков «темной материи». 

16 августа 2016 г. был осуществлен запуск спутника QSS (Quantum Science Satellite) для изучения явления квантовой запутанности и построения экспериментальной системы связи с использованием этого феномена. В конце 2016 г. на орбиту может быть выведен модуляционный телескоп жесткого рентгеновского диапазона HXMT (Hard X-Ray Modulation Telescope) для съемки неба в диапазоне энергий от 1 до 250 кэВ.

Китайские ученые анонсировали и целый ряд других перспективных космических проектов. В их число, в частности, входят спутник Einstein Probe (обзор неба в мягком рентгеновском диапазоне), обсерватория гравитационных волн «Тайцзи» («Великий предел») и множество других аппаратов. Статус данных проектов пока не ясен, однако можно не сомневаться, что КНР вполне способна их осуществить.

В стране ведутся работы и в области космической биологии, а также в сфере прикладных исследований. Так, 6 апреля 2016 г. с космодрома Цзюцюань был запущен возвращаемый научный спутник «Шицзянь‑10» («Практика»), предназначенным для исследований в области физики жидкости, процессов горения, космической технологии, биологии и биотехнологии. Из 19 экспериментов, предусмотренных к выполнению, 15 проводились впервые в мире. В число поставщиков научной аппаратуры, кроме китайских академических институтов и университетов, вошли ЕКА и некоторые фирмы Канады и Японии. Суммарная масса научной аппаратуры на борту аппарата превысила 600 кг. 18 апреля, полностью выполнив программу полета, спутник успешно совершил посадку на Землю.

Как несложно заметить, Китай четко следит за общемировой конъюнктурой в области космонавтики, соизмеряя свои желания с возрастающими возможностями национальной науки и индустрии. Поэтому уже во вполне обозримой перспективе можно ожидать новых значимых успехов Поднебесной в покорении космического пространства.

Печатная версия материала опубликована в журнале "Взлёт" № 11-12/2016