И снова здравствуйте: «Яогань-45»

9 сентября 2025 г. в 10:00 по пекинскому времени (02:00 UTC) с пусковой установки №201 Площадки космических запусков Вэньчан был произведен пуск РН «Чанчжэн-7A» (CZ-7A №Y14) со спутником «Яогань-45» (遥感四十五号卫星, Yaogan 45, YG-45). Аппарат был выведен на эллиптическую орбиту с параметрами:

• наклонение – 20.00°;
• минимальная высота – 203 км;
• максимальная высота – 7468 км;
• период обращения – 171.2 мин.

В американском космическом каталоге аппарат получил номер 65563 и международное обозначение 2025-202A.

Агентство Синьхуа сообщило, что спутник «в основном будет использоваться для проведения научных экспериментов, исследований национальных земельных ресурсов, оценки урожайности сельскохозяйственных культур, а также для предотвращения стихийных бедствий и смягчения их последствий». Такое всегда пишется про КА дистанционного зондирования Земли, а яогань как раз и означает «дистанционное зондирование».

Другое дело, что ни один «Яогань» не выводился на подобную орбиту. Все они работали в диапазоне высот до 1100 км, за исключением КА «Яогань-41», который был запущен 15 декабря 2023 г. и находится на геостационарной орбите (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/202867/).

Корпоративная газета «Чжунго хантянь бао» сочла возможным сообщить, что новый КА создан в Шанхайской исследовательской академии космической техники SAST и что впервые ракета CZ-7A использовалась для запуска на средневысотную орбиту. Издание добавило, что разработчики носителя из Китайской исследовательской академии ракет-носителей CALT в Пекине увеличили массу полезного грузка РН при выводе на средневысотную орбиту с 7 тонн до более чем 8 тонн путем усиления конструкции баков третьей ступени и изменения количества включений ее двигателей, тем самым улучшив адаптируемость носителя к разным задачам. Ровно то же самое и теми же словами повторили и ракетчики из CALT.

Содержательная официальная информация китайской стороны на этом исчерпывается. То, что удалось сократить цикл полигонной подготовки с 23 до 19 суток, – это, конечно, приятный бонус, но к целям пуска отношения не имеет. А вот с заявленной средневысотной орбитой можно поработать. Больше-то все равно не с чем…

Как известно, носитель CZ-7A является модернизированным вариантом ракеты CZ-7, предназначенной для выведения на низкую орбиту грузового космического корабля «Тяньчжоу». Стартовая масса изделия составляет 570 т при суммарной стартовой тяге шести двигателей YF-100 на уровне 727 тс. Высота носителя с полезным грузом под стандартным обтекателем диаметром 4.20 м – около 60 м. По сравнению с оригиналом CZ-7A имеет укороченную вторую ступень и дополнительную третью, которая и отвечает за доставку полезного груза на более высокие орбиты. Третья ступень с двумя ЖРД на кислородно-водородном топливе заимствована «как есть» с ракет семейства CZ-3A.

Основным и до сих единственным вариантом использования CZ-7A были запуски на геопереходную орбиту – эллипс с перигеем около 200 км и апогеем около 35800 км, у которого линия апсид, соединяющая апогей с перигеем, лежит в плоскости земного экватора и совпадает с линией узлов. По условиям пуска с Вэньчана перигей оказывается в нисходящем узле, то есть аргумент перигея составляет 180°. Двигатели 3-й ступени включаются дважды: после отделения от второй ступени для довыведения на низкую опорную орбиту и перед пересечением экватора с доразгоном до 10.24 км/с  По официальным данным, CZ-7A выводит на ГПО полезный груз массой до 7000 кг; если он легче, часть возможностей 3-й ступени идет на снижение наклонения целевой орбиты.

Под средневысотными орбитами обычно понимаются круговые орбиты космических навигационных систем, в том числе китайской «Бэйдоу», у которой наклонение составляет 55°, а высота около 21500 км. Однако конкретное значение высоты – не догма. В ЕКА, например, к СВО относят орбиты, у которых перигей и апогей находятся в пределах между 2000 и 31570 км. Для какой именно СВО китайцы привели свои данные, неизвестно.

Интуитивно понятно, что для выхода на СВО третья ступень CZ-7A должна включиться либо дважды, либо трижды. Первая возможность соответствует долгому первому включению с подъемом апогея до необходимой высоты и более короткому второму для скругления орбиты. Вторая соответствует стандартной схеме выхода на ГПО с сокращением длительности второго и добавлением третьего, апогейного импульса. Наклонение орбиты выбирается в первую очередь за счет соответствующего азимута пуска – с Вэньчана доступны азимуты от 90° до 180° и выше, что перекрывает диапазон наклонений от 19.5° до 90°.

Двухимпульсная схема не соответствует условиям задачи об изменении числа включений, остается трехимпульсная. Но была ли она реализована в пуске 9 сентября?

Нет.

В американский каталог по итогам пуска было внесено два объекта, оба на орбитах наклонением 20°, у первого высотой 203×7468 км, у второго 123×7369 км. Аргумент перигея составил  128° и 129°, то есть он был достигнут не над экватором, а над северным полушарием.

Моделирование движения обоих объектов показывает, что свой первый перигей они прошли в 02:13 UTC, через 13 минут после старта с Вэньчана. Иначе говоря, третья ступень сделала одно-единственное долгое включение. Что ж, один тоже является изменением по отношению к двум.

Могут ли определенные американцами орбиты быть результатом аварии на этапе выведения? Маловероятно. Синьхуа выдало сообщение об успешном старте в 10:47 пекинского в соответствии со стандартной практикой, когда публикация делается после подтверждения последнего из запланированных включений двигателей РН и отделения спутника. Если бы программа предусматривала еще хотя бы одно включение в апогее траектории, сообщение обязательно было бы задержано до расчетного момента этого включения и контроля его результатов.

Орбиты двух объектов соответствуют сценарию со штатным разделением КА и ступени. Через некоторое время, вычислить которое по весьма близким и не слишком точным американским орбитам не представляется возможным, но еще на первом витке, состоялся маневр увода ступени со снижением перигея для уменьшения срока ее баллистического существования.

Для предполагаемой ступени имеются орбитальные элементы на 9 и 10 сентября. Для КА выданы две очень похожие орбиты с эпохой 15:46 UTC, то есть через пять витков после старта он все еще оставался на ней. Возможно, он будет найден там и в дальнейшем, хотя более вероятно, что «Яогань-45» уже сманеврировал и поднимается на круговую орбиту.

Для какой же орбиты были приведены данные о грузоподъемности CZ-7A? В сообщениях сказано буквально «средней высоты» (中轨) без добавления определения «переходная» (转移), которое фигурирует, например, в переводе термина ГПО. Однако очевидно, что третья ступень с однократным включением просто не может достичь средневысотной круговой орбиты. Противоречие это, увы, так и остается необъясненным.

Если временно забыть о фактически реализованной одноимпульсной схеме и рассмотреть второй импульс в апогее на высоте 7500 км, можно показать, что на это способна даже стандартная CZ-7A. Фактически речь идет о сравнении одного перигейного импульса для выхода с опорной орбиты на стандартную ГПО 200×35800 км и двух импульсов для подъема с той же опорной орбиты на переходный эллипс 200×7500 км и для последующего скругления орбиты. По первой схеме без изменения наклонения требуется набрать 2455 м/с, по второй 1283+1061= 2344 м/с, то есть запаса топлива хватит и даже немного останется.

Если же сопоставить стандартный расход скорости 2455 м/с и фактически реализованный 1283 м/с, то можно заключить, что масса КА «Яогань-45» может быть значительно – на десятки процентов! – выше обычных 7000 кг. Точная ее оценка, к сожалению, требует рассмотрения всей траектории выведения, включая и участок полета двух первых ступеней, который из-за более тяжелой «головы» будет короче, и вряд ли окажется надежной.

У нас нет информации о двигательной установке спутника: он может использовать экономичные электроракетные двигатели, обычные ЖРД на высококипящих компонентах или комбинацию обоих. В консервативном варианте с ЖРД можно ожидать, что на круговую орбиту высотой 7500 км выйдет КА массой порядка 6500 кг.

О предстоящем старте стало известно 2 сентября из уведомления о закрытии морского района, примыкающего к острову Хайнань. Точная дата и приблизительное время старта стали известны из уведомлений для авиаторов на районы севернее Филиппин, традиционные для пусков CZ-7A на геопереходную орбиту. Утром 6 сентября ракету вывезли на старт. Пуск состоялся в ожидаемое «окно» и стал 696-м в летописи китайских космических стартов, в том числе 594-м для носителей семейства «Великий поход» («Чанчжэн»), 11-м для CZ-7A и 40-м для Вэньчана.

Автор: Liss