Китайська космічна станція (CSS)
Розвиток космічних технологій приносить багато переваг. Завдяки супутникам на орбіті Землі, існує військовий та цивільний зв’язок. Пілотовані польоти надають престижу на міжнародній арені, а також надають можливості для самих передових досліджень. Проведені в космосі експерименти призводять до численних проривів в науці, які використовуються для вирішення технологічних, екологічних та медичних проблем на Землі.
Китай прагне розширити свої можливості впровадження науково-технічних інновацій шляхом побудови на навколоземній орбіті власної космічної станції. Лідери Піднебесної сподіваються, що дослідження, які будуть проводитись на станції, посприяють досягненню довгострокових цілей їх космічної програми, включаючи місії на Місяць та Марс. Ця стаття надасть вам уявлення про розробку орбітальної станції, дозволить порівняти її з іншими подібними проектами, а також відповість на питання про те, як Китай може використовувати пілотовані місії для впровадження інновацій у власну економіку.
Китайська пілотована космонавтика
Більше вісімдесяти країн мають власні космічні програми. Вони спрямовані на різні види діяльності: від розробки супутників подвійного призначення до освоєння Місяця. Але всього лише три держави домоглися відправлення людини в космос. СРСР та США вперше відправили своїх людей на орбіту в 1961-му та 1962-му роках відповідно. Через чотири десятиліття до них приєднався Китай, відправивши на орбіту в 2003-му році генерал-майора Яна Лівей, який зробив 14 обертів навколо Землі на космічному кораблі “Шеньчжоу-5” за 21,5 годину.
Пілотована космічна програма Китаю, також відома як Проект 921, була запущена у вересні 1992-го року. Головні цілі цієї багатоетапної програми складаються у відправлені людей в космічний простір, а також в розробці та експлуатації того, що заступник директора Китайського агентства пілотованих досліджень У Пін назвав довготривалою китайською космічною станцією.
Важливим аспектом пілотованої програми Китаю була розробка модулів “Тяньгун” – космічних лабораторій, які слугували в якості випробувальних стендів для відпрацювання технологій майбутньої станції. Запущений у 2011-му році 8,5-тонний модуль “Тяньгун-1” дозволив Тайконавтам (так називає космонавтів Китай) попрактикуватися в зближенні та стикуванні, а також виконати короткострокові космічні місії. Незважаючи на той факт, що в 2016-му році зв’язок з модулем був втрачений, китайські інженери змогли багато витягти в ході роботи з ним, щоб застосувати свої знання в розробці наступника під назвою “Тяньгун-2”. А сам відпрацьований модуль увійшов в щільні шари атмосфери 2 квітня 2018-го року. Повідомлялося, що його уламки були виявлено десь в південній частині Тихого океану.
У запущеного в 2016-му році модуля “Тяньгун-2” було більше можливостей для проведення наукових експериментів – тому У Пін вважає його “лабораторією в повному сенсі цього слова”. Згідно випущеної Китаєм в тому ж році білій книзі, “Тяньгун-2” надає собою платформу для освоєння ключових технологій, таких як транспортування вантажів (яке необхідне для поповнення запасів на космічній станції). Завдяки поліпшенням в дизайні житлових приміщень та системі життєзабезпечення, в кінці 2016-го року модуль зміг прийняти двох тайконавтів з корабля “Шеньчжоу-11” на проміжок в 30 днів. Ця місія і до цього дня є найтривалішою серед пілотованих місій Піднебесної. У липні 2019-го року Китай успішно звів модуль “Тяньгун-2” з орбіти. Був також запланований запуск третього модуля “Тяньгун”, який повинен був стати будинком для трьох тайконавтів на проміжок часу вже в 40 днів. Але згодом програма була скасована.
Взявши за основу програму “Тяньгун”, Китай створив базовий модуль нової космічної станції. Його початковий запуск планувався на 2018-й рік. Але в зв’язку з невдачею в запуску ракети “Чанчжен-5” в 2017-му, запуск був скасований. Модуль пройшов остаточну перевірку у вересні 2019-го: було оголошено, що він практично готовий до польоту. Його розгортання на орбіті заплановано на першу половину 2020 року.
Розробка космічної станції
Якщо Китаю дійсно вдасться побудувати космічну станцію, то її маса буде приблизно в шість разів менше, ніж у МКС, і приблизно в два рази менше, ніж у станції “Мир”. Очікується, що китайська станція буде мати вагу в 60-70 тонн. Ця цифра може зрости при стикуванні нових модулів та космічних кораблів.
Невеликий розмір китайської станції може забезпечити операційну ефективність і допоможе заощадити на витратах. Але він також пов’язаний з деякими компромісами. Малий розмір означає зменшення можливостей для тайконавтів, розміщення обладнання та досліджень, що може обмежити корисність станції в якості наукової лабораторії. Китайські інженери відзначають, що можливості станції можуть бути розширені за рахунок міжнародного співробітництва. Сама станція призначена для розміщення на орбіті трьох осіб на період від трьох до шести місяців (або розміщення шести чоловік на більш короткий період).
Незважаючи на те, що станція розроблена відносно недавно, термін її експлуатації поступається аналогам. Чжу Цзунпен, головний конструктор китайських космічних лабораторій, зазначив, що станція зможе залишатися на орбіті близько десяти років. Станція “Мир” використовувалася протягом п’ятнадцяти років, перш ніж в 2001-му році російські диспетчери втопили її в Тихому океані; термін експлуатації запущеної в 1998-му році МКС буде складати 26 років – і це тільки за умови, що вона буде виведена з експлуатації в 2024-му році. З точки зору дизайну, китайська станція швидше нагадує станцію “Мир”, ніж МКС. Вона також спроектована з базовим модулем, до якого приєднуються всі інші компоненти. На відміну від китайської і радянсько-російської станції, МКС має спеціальні ферменні конструкції, які можуть підтримувати десятки різних компонентів, що доставляються п’ятнадцятьма країнами-партнерами.
Основний модуль китайської космічної станції називається “Тяньхе-1”. Він має довжину 18,1 метра і масу в 22 тонни. У базовій конструкції станції також буде передбачено ще два експериментальних модуля: “Веньтянь” та “Ментянь”. Разом з основним модулем вони будуть утворювати T-подібну конструкцію. Кожен з експериментальних модулів також важить 22 тонни, але їх довжина трохи менше – 14,4 метра. Конструкція дійсно нагадує запущену в 1986 році станцію “Мир”, базовий блок якої був трохи менше. Після завершення збирання ця станція мала п’ять додаткових модулів масою від 11 до 19,7 тонн. Вони призначалися для проведення наукових та біологічних досліджень, а також за спостереженням активності на поверхні Землі.
Інженери планують оснастити модуль “Тяньхе” п’ятьма стикувальними вузлами, роботизованим маніпулятором, а також стелажами для наукових експериментів. “Веньтянь” також матиме такі стелажі та маніпулятор, а у “Ментянь” буде стикувальний вузол для взаємодії з космічними кораблями, модулями підтримки та ремонтними машинами. Космічний телескоп “Сюньтянь” (поле зору якого буде в 300 разів більше, ніж у телескопа “Хаббл”), також може вийти на орбіту китайської станції вже у 2022-му році.
Фінансування пілотованих польотів
Деякі з офіційних осіб в Китаї висловили стурбованість щодо можливостей Пекіна фінансувати пілотовану космічну програму. Згідно з офіційними даними, Піднебесна витратила на польоти людини в космос 2,9 млрд доларів в проміжку з 1992-го по 2005-й рік; Ще 15 млрд доларів було витрачено в проміжок з 2005-го по 2011-й. Сьогодні Китай виділяє приблизно третину свого космічного бюджету на пілотовану програму (33%) – це навіть більше, ніж в США (27%).
Що стосується загального фінансування космічної діяльності, то в 2018-му році Китай обійшов усі країни світу, крім США. Піднебесна виділила на освоєння космосу 5,8 млрд доларів, тоді як США – 40,1 мільярда. У 2015-му році NASA витратило на наукові дослідження космосу приблизно 5 млрд доларів, в той час як Китай – всього 110 мільйонів. Але китайський уряд планує збільшити свої інвестиції в космічну галузь. Очікується, що в найближчі десятиліття Китай буде скорочувати бюджетний розрив з США, в тому числі і за рахунок залучення приватного капіталу.
В даний час складно оцінити складність і витратність спорудження власної космічної станції. Для порівняння: одні тільки щорічні експлуатаційні витрати на МКС до 2024-го року становитимуть від трьох до чотирьох мільярдів доларів (хоч станція і фінансується кількома країнами). NASA, наприклад, є учасником угоди по МКС, під яким також підписалися японське, європейське та канадське космічні агентства. В рамках цієї угоди США несуть 76,6% фінансового навантаження, в той час як JAXA, ESA та CSA платять 12,8, 8,3 і 2,3 відсотка відповідно. Китай не оголошував про те, чи будуть підписуватися угоди по спільному фінансуванню їх станції з іншими країнами. Однак країна підписала угоди про співпрацю з російським та європейським космічними агентствами, а також з Організацією Об’єднаних Націй. Ці організації можуть взяти участь в проекті Піднебесної, надавши свої модулі, але невідомо, яку фінансову підтримку вони зможуть надати.
Обґрунтування Проекту 921
Політична та фінансова підтримка китайської космічної програми за останні кілька років сильно зросла. Уряд Піднебесної в останній білій книзі про космічну діяльність відзначило, що Китай повинен бути “перетворений в космічну державу в усіх відношеннях”. Крім того, як зазначається в звіті Інституту Проекту 2049, уряд Китаю розглядає пілотовані космічні польоти як засіб досягнення міжнародного престижу та підвищення рівня національної гордості. Ця думка була озвучена китайським лідером (який вийшов на пенсію) У Банго у 2005-му році. Тоді він зазначив, що успішна місія “Шеньчжоу-6” має “велике значення для підвищення авторитету Китаю в світі, а також сприяє його економічним і науковим досягненням, зміцненню національної обороноздатності та згуртованості”.
Президент Сі Цзіньпін високо оцінив прагнення Китаю стати світовим лідером в освоєнні космосу. У той же час Сюй Дачже, який є адміністратором Китайської національної космічної адміністрації, пояснив, що космічні проекти, викладені в тринадцятій п’ятирічці (2016-2020 роки), спрямовані на те, щоб зробити Китай “головною силою” в космічній індустрії. Він також додав, що Китай тільки починає використовувати свої космічні можливості.
Незважаючи на досягнутий прогрес, вчені Китайської академії наук стверджували, що обмежений внесок Китаю в космічні дослідження не відповідає ні “статусу великої держави”, ні мети “побудови інноваційної нації”. Але вони підкреслюють, що відкриття китайської космічної станції надасть безпрецедентні можливості для наукових відкриттів та технологічних проривів.
Дослідження, що проводяться на борту МКС можуть призводити до розвитку “побічних” технологій. До них відносяться, наприклад, досягнення в медицині, сільському господарстві або випробування на безпеку автомобілів. Тайконавти систематично відмовляють в участі в таких дослідженнях з тієї причини, що США та інші країни обмежують співпрацю з Піднебесною в космічній галузі та передачу технологій.
Успішний запуск власної станції на зорі закриття МКС, надасть Китаю нові можливості – власну платформу для проведення досліджень. Станція може також стати і дипломатичним важелем. Країни, зацікавлені в продовженні досліджень на низькій навколоземній орбіті, будуть змушені звернутися до Китаю за відсутності інших альтернатив. У травні 2018 го року Китай оголосив, що всі країни-учасниці ООН мають можливість співпрацювати з ним в рамках спільного використання майбутньої станції. Європейське космічне агентство вже приступило до розгляду питання про те, яким чином будуть координуватися дії з Китаєм.
Крім того, Піднебесна планує використовувати свою космічну станцію в якості трампліну для майбутніх космічних досягнень. З 2016-му році головний розробник китайської програми з дослідження Місяця У Вейжень зазначив, що довгострокові цілі Китаю включають в себе запуск безпілотної місії на Марс (вона повинна відбутися вже в наступному році), а також створення дослідницької бази на Місяці з постійною присутністю людей. Генерал-лейтенант Чжан Юйлінь, який є заступником керівника Китайської пілотованої космічної програми, вказав, що так 15-20 років Піднебесна буде активно працювати над створенням технічних можливостей для виконання місячних місій за участю людини. Також китайські лідери висловили бажання выдправлення дослідницької місії до Юпітера. Загалом, робиться все можливе, щоб Китай надійно став однією з трьох найбільших космічних держав світу до 2030-го року.
