Долгожданный «Шицзянь-19»

27 сентября 2024 г. в 18:30 по пекинскому времени (10:30 UTC) с пусковой установки №94 Центра запусков спутников Цзюцюань был осуществлен пуск РН «Чанчжэн-2D» (CZ-2D №Y44) с возвращаемым многоразовым научно-технологическим аппаратом «Шицзянь-19» (实践十九号卫星, Shijian 19, SJ-19), который был выведен на низкую околоземную орбиту с параметрами:

• наклонение – 41.60°;
• минимальная высота – 321.7 км;
• максимальная высота – 339.2 км;
• период обращения – 91.14 мин.

В американском космическом каталоге спутник получил номер 61444 и международное обозначение 2024-177A.

Спутник «Шицзянь-19» массой около 3550 кг официально заявлен как первый экспериментальный многоразовый возвращаемый КА для космических экспериментов, который «воплотил в себе ряд технологических прорывов и значительно повысит технический уровень и эффективность применения китайских возвращаемых аппаратов».

Аппараты этого типа будут использоваться для проведения экспериментов в космосе, тестирования в полете отечественных компонентов и новых материалов, а также для содействия разработке и внедрению новых космических технологий. Основными направлениями исследований заявлены исследования в области микрогравитации и космическая биология.

Заявлено, что «Шицзянь-19» несет семена, отобранные провинциями Хайнань и Аньхой и Министерством сельского хозяйства и сельских дел КНР. Эксперименты по космической гибридизации – своеобразная «визитная карточка» китайской космонавтики, они проводились и на фоторазведчиках в 1980-е годы, и в рамках пилотируемой программы. Экспонирование семян в космосе «дает высокую мутагенную эффективность, короткий цикл гибридизации и приносит много полезных мутаций». Сообщается также, что аппарат выполнит эксперименты «по космической селекции для ускорения инноваций в области ресурсов зародышевой плазмы».

На борту могут находиться семена основных сельскохозяйственных культур, лекарственных растений, цветов и деревьев, а также образцы культур тканей, кластеров растительных клеток, микроорганизмов, используемых в пищевой промышленности и в медицине.

Помимо китайских образцов и китайской аппаратуры, перечень которой не опубликован, спутник несет полезные нагрузки еще пяти стран, включая Таиланд и Пакистан.

Полет «Шицзяня-19» на орбите высотой 336 км – краткосрочный, он продлится 13.5 суток и завершится посадкой на площадке Дунфэн на территории космодрома Цзюцюань.

Проект многоразового возвращаемого КА был реализован в рамках 14-го пятилетнего плана (2021–2025) под управлением Китайской национальной космической администрации CNSA, где за него отвечает Центр наблюдения Земли и данных. Спутник создан в Китайской исследовательской академии космической техники CAST, а серийный носитель является разработкой Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST.

История проекта интересна тесной связью «Шицзяня-19» с китайскими фоторазведчиками и необычно долгим интервалом между его анонсированием и реализацией.

Как известно, Китай начал проводить эксперименты на орбите на возвращаемых спутниках-фоторазведчиках семейства «Цзяньбин-1», известных на Западе под обозначением FSW. Последующиме модели таких КА под названием «Цзяньбин-4» (FSW-3) и «Цзяньбин-3» (FSW-3), летавшие в 2003–2005 гг., стали прототипами специализированных возвращаемых аппаратов «Шицзянь-8» (запущен 9 сентября, совершил посадку 24 сентября 2006 г.; см. «Новости космонавтики» №11, 2006) и «Шицзянь-10» (запущен 5/6 апреля, совершил посадку 18 апреля 2016 г.; см. «Новости космонавтики» №6, 2016).

Летом 2018 г. Комиссия Госсовета КНР по управлению государственным имуществом сообщила об успешных испытаниях модернизированной парашютной системы для нового КА «Шицзянь-19». Публикация состоялась 23 июля, однако была датирована снимком приземлившегося возвращаемого аппарата от 28 июня 2018 г.

Практически одновременно Китайская промышленная компания «Великая стена» опубликовала для потенциальных заказчиков материал с основными характеристиками возвращаемого КА, обещая запустить его в 2000–2001 гг.

Однако 5 декабря 2018 г. представитель CAST главный конструктор возвращаемого спутника нового поколения Чжао Хуэйгуан (赵会光) в публичном выступлении заявил, что аппарат уже находится на этапе сборки и испытаний и будет запущен с Цзюцюаня на ракете CZ-2D в апреле 2019 г. и приземлится в мае после 20-суточного полета. Имя спутника не было названо, но озвученные характеристики соответствовали заявленным «Великой стеной».

Во второй раз Чжао Хуэйгуан выступил с рекламой своего проекта 6 июля 2019 г. и сообщил, что первый запуск может состояться в 2020 г. и что в течение следующих 10 лет могут состояться 10-15 полетов с исследовательскими целями в интересах китайских и иностранных организаций.

После этого в течение четырех лет какие-либо упоминания о многоразовом возвращаемом аппарате отсутствовали, и лишь 1 декабря 2023 г. появилось сообщение о работе над проектом и был назван новый срок старта – вторая половина 2024 г., который был подтвержден в сообщении от 20 апреля 2024 г. о подготовке спутника «Шицзянь-19».

Стоит добавить, что КА был запущен на ракете с очень старым бортовым номером Y44. Большая часть CZ-2D с сороковыми номерами стартовала в 2017–2019 гг. Вероятно, данный экземпляр РН был закреплен за SJ-19 еще тогда.

Так как после запуска не были выданы практически никакие данные по «Шицзяню-19», мы вынуждены опираться на эти проектные материалы шестилетней давности.

Базовая версия КА состоит из четырех модулей: возвращаемого аппарата (верхний при запуске), адаптера, модуля тормозной двигательной установки и  двигательно-энергетического модуля. Последний содержит системы, обеспечивающие орбитальный полет, и аккумуляторные батареи для питания КА в течение 10–20 суток.

Система приземления имеет в своем составе тормозной и основной парашюты и сбрасываемый экран лобовой теплозащиты, а также надувные амортизаторы. Эллипс рассеяния точки посадки довольно велик, отклонение может составлять ±100 км в продольном и ±55 км в поперечном направлении. Перегрузка при посадке не должна превышать 15g. Возвращаемый аппарат может использоваться 10–15 раз.

В расширенной комплектации используется модернизированный двигательно-энергетический модуль с солнечными батареями и с отсеками для установки аппаратуры с длительным сроком работы. В этом варианте возвращаемый аппарат садится после 20 суток полета, а двигательно-энергетический модуль работает на орбите в течение года.

Оба варианта КА имеют массу около 3500 кг, ограниченную грузоподъемностью доступных носителей, при высоте 4797 мм и диаметре 2740 мм. Для возвращаемого полезного груза отводится объем 2.4 м³, его масса составляет 500–600 кг против 250 кг на спутниках предыдущих типов. Невозвращаемый полезный груз во второй версии имеет массу до 300 кг и размещается в объеме 1.2 м³. В обоих вариантах предусмотрена возможность временного экспонирования в условиях открытого космоса материалов массой до 5 кг.

Исследовательская аппаратура запитывается источниками мощностью до 400 Вт, предусмотрен сброс данных со скоростью до 150 Мбит/с и в объеме до 20 Гбайт в сутки. КА обеспечивает низкий уровень остаточных микроускорений: 10^-7g по низкочастотной составляющей (до 1 Гц) и 10^-4g по микровибрациям (1–300 Гц).

Интересной особенностью предстартовой подготовки стал поздний – за 48 часов до пуска – монтаж створок головного обтекателя. Предыдущие китайские беспилотные возвращаемые аппараты запускались без обтекателя, но для «Шицзяня-19» и его версии с солнечными батареями защита стала обязательной. Обычно китайцы собирают полностью космическую головную часть в МИКе и везут на старт в готовом виде; на сей раз было иначе, что иллюстрируется наличием двух версий фотографии РН на старте: с «голым» спутником и с обтекателем диаметром 3.35 м.

Это был 620-й китайский космический запуск, в том числе 537-й для ракет-носителей серии «Чанчжэн» («Великий поход») и 219-й для их шанхайской подгруппы, а для CZ-2D – 92-й.

Дополнение: 11 октября 2024 г. в 10:39 пекинского времени (02:39 UTC) многоразовый возвращаемый аппарат КА «Шицзянь-19» успешно приземлися на полигоне Дунфэн в Автономном районе Внутренняя Монголия. На Землю были доставлены полезные нагрузки для экспериментов по гибридизации растений и микроорганизмов, по испытаниям новых технологий в области автономного управления, в области космической науки, а также предметы социально-культурного характера.

Автор: Liss