«Тяньчжоу-8»: задержанный тайфуном

15 ноября 2024 г. в 23:13:18.219 пекинского времени (15:13:18 UTC) с пусковой установки №201 космодрома Вэньчан был выполнен пуск РН «Чанчжэн-7» (CZ-7 №Y9) с грузовым космическим кораблем «Тяньчжоу-8» (天舟八号, Tianzhou 8, TZ-8). Старт и выведение прошли штатно, и через 10 минут корабль был выведен на близкую к расчетной орбиту. Параметры ее опубликованы не были, но мы располагаем данными о второй ступени РН, найденной американцами на орбите с параметрами:

* наклонение – 41.45°;

* минимальная высота – 201.5 км;

* максимальная высота – 335.0 км;

* период обращения – 89.87 мин.

В американском каталоге космических объектов корабль получил номер 61893 и международное обозначение 2024-211A. Это был 34-й старт в рамках китайской пилотируемой программы и 7-й с момента ввода в строй Китайской космической станции. Для носителей семейства «Великий поход» он стал 546-м, а для всех китайских РН – 630-м.

Внутреннее обозначение старта было «операция TGHY7/TZ-8», что расшифровывается как «Тяньгун», 7-я основная экспедиция, корабль TZ-8. Оно сохранилось с тех пор, когда старт «Тяньчжоу-8» планировался на середину октября, до прихода «Шэньчжоу-19» и восьмой экспедиции. Однако 6 сентября на Хайнань и его окрестности обрушился супертайфун «Яги» – самый сильный осенний тайфун за всю историю КНР вышел на берег конкретно у города Вэньчан. Скорость ветра достигала 260 км/час и была оценена в 17 баллов из 17 возможных. Сооружения космодрома пострадали, наземному оборудованию потребовались сушка, очистка и тестирование.

Как следствие, старт был перенесен на середину ноября и состоялся уже после пересменки экипажей. Кроме того, было принято решение впредь иметь на Вэньчане запасную ракету CZ-7, которая сможет при необходимости стартовать через три месяца и обеспечить нормальную эксплуатацию космической станции.

Находившийся в составе орбитального комплекса корабль «Тяньчжоу-7» отстыковался 10 ноября 2024 г. в 16:30 по пекинскому времени и ушел на неделю в режим автономного полета. 16 ноября из пускового контейнера на борту «грузовика» был выведен научно-образовательный КА «Баи-08» – кубсат массой 10.1 кг и размерами 381×520×250 мм, оснащенный камерой с разрешением 3.5 м и терминалом оптической связи. 17 ноября в 21:25 корабль был сведен с орбиты и затоплен в южной части Тихого океана.

Вывоз носителя с новым кораблем на старт состоялся утром 13 ноября. Дата и время старта «Тяньчжоу-8» были названы за пять часов до пуска. Кнопка «Пуск» была нажата в 23:13:10, автоматическая последовательность пуска была отработана за восемь секунд. Циклограмма полета носителя приведена в таблице.

 

Событие	Полетное время, сек
	расчетное	фактическое
Старт	0.0	0.0
Выключение ЖРД ускорителей	171.9	172.8
Отделение ускорителей	174.0	175.6
Выключение ЖРД 1-й ступени	182.8	181.3
Отделение 1-й ступени	186.3	184.8
Сброс головного обтекателя	214.x	…
Выключение первой пары ЖРД 2-й ступени	570.5	…
Выключение второй пары ЖРД 2-й ступени	590.5	591.2
Отделение КА	594.7	595.3

 

Выполнив в автономном режиме сближение с Китайской космической станцией «Тяньгун» по принятой в качестве стандарта двухвитковой схеме, «Тяньчжоу-8» произвел причаливание к кормовому стыковочному узлу Базового блока «Тяньхэ» и 16 ноября в 02:32 пекинского времени, через 3 час 19 мин после старта, завершил процесс стыковки на орбите наклонением 41.47° и высотой 389.3×393.8 км. В тот же день в 08:26 командир экипажа Цай Сюйчжэ открыл люк в корабль, чтобы приступить к его разгрузке.

«Тяньчжоу-8» представляет собой третий модернизированный «грузовик» из состава третьей серии китайских грузовых кораблей (см. https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/200206/) с увеличенной грузоподъемностью. Основное его отличие от двух предшественников – доработанное программное обеспечение системы наведения, навигации и управления. Разработчики сняли ограничения на углы Солнца относительно плоскости орбиты, и теперь корабль может быть запущен и состыкован в любой день года, а не в избранные периоды времени, как раньше. Двигатели «Тяньчжоу» стало можно использовать для управления ориентацией и поддержания орбиты под непосредственным управлением бортового вычислительного комплекса станции. Кроме того, на «Тяньчжоу-8» удалось увеличить массу доставляемого груза еще на 102 кг, а доступный для него объем – на 268 литров за счет более рационального размещения холодильника с образцами.

Фактическая загрузка «Тяньчжоу-8» составила почти 6000 кг грузов, включая перекачиваемое на станцию топливо. Значительная часть доставленного – это еда, вода, одежда, предметы первой необходимости и медикаменты в расчете на девять месяцев полета экипажа из трех человек; китайские СМИ сообщили, что одних только свежих фруктов доставлено более 80 кг. На корабле привезли защитное устройство для выходного люка станции и два комплекта кислородных баллонов. Аппаратура и материалы для 36 научных исследований в области биологии, биотехнологии, материаловедения, физики жидкости и горения, а также новых прикладных технологий, включает более 80 единиц общей массой 458 кг.

Самым необычным грузом «Тяньчжоу» являются кирпичи, изготовленные из имитатора лунного грунта. Китайские исследователи хотят проверить этот перспективный строительный материал на предмет стойкости к факторам открытого космоса. С этой целью образцы кирпичей будут экспонироваться на внешней поверхности станции в течение трех лет, причем их будут поочередно снимать и увозить на Землю для исследования.

Корабль также доставил на станцию контейнер с плодовыми мушками-дрозофилами, которые будут объектами биологического эксперимента в условиях невесомости и низкого уровня магнитного поля, то есть в имитируемой среде дальнего космоса. Исследователей интересуют их гены, поведение, выживаемость и размножение.

Нашлось в багаже место и для грузов психологической поддержки экипажей «Шэньчжоу-19» и «Шэньчжоу-20». В эту категорию вошли подарки к праздникам – китайскому Новому году, празднику Середины осени, празднику Драконьих лодок. Космонавтам, которые должны отметить в полете дни рождения, предназначены личные подарки.

На «Тяньчжоу-8» находятся два спутника, созданные в Университете Цинхуа под руководством академика Ю Чжэна (尤政) и профессора факультета точного приборостроения Син Фэя (邢飞). Аппараты «Насин-4A» и -4B (纳星四号A/B星, Naxing 4A/B) предназначены для тестирования космической микросистемы и новых средств дистанционного зондирования Земли и на 80% состоят из китайских компонентов. Миниатюризация КА достигнута применением таких технологий, как микроэлектромеханические системы (MEMS), специализированные интегральные схемы (ASIC) и трехмерные соединения (3D-MID). Другими особенностями спутников являются высокоплотная компоновка, низкое энергопотребление, интегрированная система ориентации и управления движением, адаптированная к случаю ультранизкого отношения площади к массе КА, высокоточная автономная навигация и др.

Следует добавить, что в близкой перспективе корабли «Тяньчжоу» перестанут быть единственным средством обслуживания китайской станции.

16 мая 2023 г. был объявлен конкурс частных проектов снабжения «Тяньгуна» со следующими условиями. Подрядчик обязуется спроектировать, изготовить и запустить в течение трех месяцев после заказа грузовой корабль, способный доставить не менее 1800 кг грузов в объеме не менее 7 м³, по цене не свыше 120 млн юаней (17.3 млн $) за тонну груза. Обратным рейсом корабль должен забрать со станции до 2000 кг мусора.

Заявки принимались до 15 июля 2023 г. от компаний, существующих не менее трех лет и имеющих необходимый персонал и производственную инфраструктуру. Результаты конкурса были объявлены 29 октября 2024 г. на пресс-конференции по случаю запуска космического корабля «Шэньчжоу-19». Из 10 (!) участников сначала было выбрано четверо для детальной проработки предложений, а победителей в итоге оказалось двое, как и в аналогичном американском конкурсе 2008 года.

Исследовательская инновационная академия микроспутников из системы Китайской АН будет эксплуатировать грузовой корабль «Цинчжоу» (轻舟, Qingzhou, буквально «Легкая ладья» из стихотворения поэта VIII века Ли Бо). Это объект вполне традиционного одноразового типа, построенный по одномодульной интегрированной схеме, предоставляет объем 27 м³ и может нести более 2000 кг грузов. Средством выведения является «академическая» же ракета «Лицзянь-2» компании CAS Space со спасаемой первой ступенью трехблочной схемы. Запуск первого экспериментального аппарата «Цинчжоу» планируется в сентябре 2025 г.

Второй победитель вызывает значительно больший интерес – это Чэндуский авиационный проектно-исследовательский институт Китайской корпорации авиационной промышленности, представивший на конкурс китайскую версию американского легкого космоплана DreamChaser (который, в свою очередь, является внуком советского «Бора-4» через американский проект HL-20). Многоразовый аппарат с несущим корпусом и с небольшими откидными крыльями носит имя «Хаолун» (昊龙, Haolong), что означает «Небесный дракон». По окончании работы со станцией он сводится с орбиты и приземляется на аэродром, и после инспекции и обслуживания может использоваться повторно. Каким носителем будет запускаться «Хаолун», пока неизвестно.

Интересно отметить, что разработчики рисуют стыковку «Хаолуна» непосредственно к носовому узлу Базового блока «Тяньхэ», в то время как «Цинчжоу» причаливает к небольшому дополнительному модулю.

Автор: Liss