29.05.2021

«Тяньчжоу-2» идет к «Тяньхэ»

29 мая 2021 г. в 20:55:29.373 пекинского времени (12:55:29 UTC) с пусковой установки №201 космодрома Вэньчан был выполнен пуск РН «Чанчжэн-7» (CZ-7 №Y3) с грузовым космическим кораблем «Тяньчжоу-2» (天舟二号). Старт и выведение прошли успешно, и на 605-й секунде полета изделие было выведено на близкую к расчетной орбиту. После развертывания солнечных батарей в 21:17 запуск признали успешным.

Старт РН CZ-7 с "Тяньчжоу-2"

Через несколько часов Космическое командование США обнаружило два объекта на орбитах с параметрами: 

вторую ступень носителя (номер 48804, международное обозначение 2021-046B) –

* наклонение – 41.47°;

* минимальная высота -- 197 км;

* максимальная высота -- 322 км;

* период обращения -- 89.69 мин;

корабль (48803, 2021-046A) –

* наклонение – 41.47°;

* минимальная высота -- 356 км;

* максимальная высота -- 364 км;

* период обращения -- 91.74 мин.

Эмблема запуска "Тяньчжоу-2"

Очевидно, к моменту их определения корабль успел выполнить двухимпульсный подъем орбиты и оказался на 13 км ниже Китайской космической станции и позади ее.

Выполнив предусмотренные маневры в полностью автономном режиме, в соответствии с заложенной программой и фактическими измерениями параметров орбиты с использованием спутниковой навигационной системы «Бэйдоу», 30 мая в 05:01 пекинского времени (29 мая в 21:01 UTC) корабль «Тяньчжоу-2» пристыковался к хвостовому узлу Базового блока «Тяньхэ».

Сближение с "Тяньхэ" (слева) на экране Пекинского ЦУПа

Напомним, что Базовый блок «Тяньхэ» был запущен с Вэньчана 29 апреля в 11:22:15 пекинского времени (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/79873.html ). Уже через несколько часов он поднялся до начальной рабочей орбиты высотой 352x385 км с периодом обращения 91.91 мин, а 11 мая был переведен на орбиту ожидания встречи высотой 360x385 км с периодом обращения 91.99 мин.

Первая оценка состояния систем Базового блока была сделана через 48 часов после старта. 17 мая Канцелярия программы пилотируемой космонавтики Китая сообщила о завершении испытаний на орбите таких основных функций «Тяньхэ», как система жизнеобеспечения экипажа, средства встречи и стыковки и внешний манипулятор, а также о проверке прикладной аппаратуры. Тем самым был дан зеленый свет старту первого в программе Китайской космической станции грузового корабля «Тяньчжоу-2» (первый совершил испытательный полет к космической лаборатории «Тяньгун-2» в апреле–сентябре 2017 г.).

Вывоз на старт РН CZ-7 с "Тяньчжоу-2"

Утром 16 мая из здания вертикальной сборки №502 на стартовый комплекс была вывезена ракета CZ-7 с кораблем «Тяньчжоу-2». Старт планировался в ночь с 19 на 20 мая по пекинскому времени. Вечером 19 мая Синьхуа объявило, что он состоится «около 01:00», но в действительности расчетное время пуска определялось моментом прохождения космодрома через плоскость орбиты цели и было близко к 01:35 с допустимым отклонением в пределах двухминутного «окна». Неофициально сообщалось, что в момент выведения на орбиту «Тяньчжоу-2» окажется в 15° позади «Тяньхэ», что позволит провести сближение и стыковку по быстрой четырехвитковой схеме – примерно за 6.5 часа.

Первая попытка запуска 20 мая 2021 г.

Китайское телевидение вело прямой репортаж о старте, однако примерно в 00:42 зрители заметили, что начавшие было раскрываться верхние секции башни обслуживания ракеты вновь смыкаются, а в 00:57 репортаж был прерван. В 01:19 агентство Синьхуа объявило об отсрочке пуска по техническим причинам.

Первая попытка запуска 20 мая 2021 г. Створки закрываются

Вторая попытка в ночь на 21 мая официально не объявлялась, но были обновлены предупреждения о закрытии районов падения и о запрете на передвижение по острову Хайнань в окрестностях космодрома. Исходя из того же требования о запуске в плоскость орбиты цели старт необходимо было выполнить в 01:09 пекинского времени, однако при этом нужный фазовый угол 15° не обеспечивался и сближение по быстрой схеме оказывалось невозможным. Место официального репортажа заняли стримы с места событий, которые показали ровно то же, что и накануне: заправленная ракета парила, верхние секции башни раскрылись, а затем закрылись. Наутро зрители убедились, что испарение кислорода прекратилось – окислитель слили, а быть может, и горючее тоже.

Никаких официальных комментариев не последовало, однако инсайдеры уже днем 21 мая упорно утверждали, что старт отложен до 29 мая и состоится примерно в 20:56 пекинского времени. А так как дата старта пилотируемого корабля «Шэньчжоу-12» была завязана на стыковку грузовика и последующие операции с ним, народная молва перенесла пилотируемый пуск с 10 на 17 июня.

Длительная задержка повлекла «смену караула» в Тихом океане: корабль морского командно-измерительного комплекса «Юаньван-5», дежуривший под траекторией первого витка «Тяньчжоу», ушел на восток для обеспечения запуска метеоспутника «Фэнъюнь-4B», а из порта базирования Цзянъинь на реке Янцзы срочно вышел в море «Юаньван-6» для мониторинга «Тяньчжоу-2».

23 мая неожиданно для «болельщиков» модуль «Тяньхэ» сманеврировал вниз примерно на 19 км и оказался на орбите высотой 343x363 км. 27 мая он начал подъем и 29 мая был найден американцами на орбите ожидания высотой 369x377 км. Анализ показал, что целью этих маневров было фазирование – в результате руководители полета воспроизвели ту же самую баллистическую ситуацию, которая имела место в ночь с 19 на 20 мая. Как показало моделирование, китайцы «стреляли прямой наводкой» – «Тяньхэ» прошел над космодромом примерно через минуту после старта, а к моменту окончания выведения оказался в 15°, или примерно в четырех минутах полета впереди.

27-28 мая вновь были введены ограничения на район падения и на передвижение в районе космодрома, но лишь за час до ожидаемого времени пуска Синьхуа подтвердило, что ракета заправлена вновь и что старт планируется 29 мая примерно в 20:55. В реальности стартовое окно продолжалось с 20:55:22 до 20:57:22, и кнопку «пуск» нажали в момент его начала. На этот раз репортаж вели телеканалы Kankanews и Bilibili, а Центральное телевидение показало запуск постфактум.

Эмблема полета "Тяньчжоу-2"

И только после успешного старта была официально названа причина отмены первой попытки – утечка жидкого кислорода, которую обнаружили 19 мая в 21:40 в ходе заправки, но не смогли оперативно найти и устранить. Через час руководители пуска приняли решение о переносе, утром продолжили поиск с использованием гелиевого течеискателя, вероятную причину нашли и устранили. 20 мая предстартовый отсчет возобновили с отметки T-8 час, но при дозаправке окислителя проблема повторилась, и вторая попытка также была отменена. Начался четырехсуточный цикл приведения обледеневшей ракеты в исходное состояние для третьей попытки пуска; все это время под обтекателем поддерживалась температура +24° при влажности 40%. 26 мая провели репетицию старта, 27 и 28 мая готовились к заправке, а 29 мая успешно провели заправку и пуск.

Так об этом рассказал телеканал New China, однако есть серьезные сомнения в достоверности изложенного. И дело даже не в том, что рассказчик умалчивает о времени и обстоятельствах обнаружения и о характере реальной причины происшедшего, а она потребовала замены нескольких устройств на борту ракеты в течение 22-24 мая.

Программа полета «Тяньчжоу-2» была изначально построена в расчете на быструю схему сближения с начальным фазовым углом 15°. Баллистическая подготовка к ней имела место перед попыткой старта 19/20 мая и перед состоявшимся стартом 29 мая. В ночь с 20 на 21 мая быстрое сближение было невозможным, так как в расчетный момент возможного старта модуль «Тяньхэ» не находился на нужном участке орбиты. Да, судя по опубликованным описаниям, бортовой компьютер «Тяньчжоу-2» обеспечивает полностью автономное сближение и стыковку при любом начальном фазовом угле, но отнюдь не за одинаковое время. Поэтому мы склонны думать, что в действительности план работ на эту ночь ограничивался пробной заправкой с целью подтверждения вроде бы найденного места утечки. 

РН CZ-7 с "Тяньчжоу-2"

«Тяньчжоу» представляет собой многоцелевой грузовой корабль стартовой массой до 13500 кг при массе грузов, доставляемых в гермообъеме и в негерметичных отсеках, до 6900 кг, то есть более 50% стартовой массы. Максимальный диаметр корпуса составляет 3.35 м, а его длина – 10.6 м. Бортовая энергосистема запитана от двух солнечных батарей и располагает мощностью 2700 Вт; при необходимости до 1000 Вт может быть передано станции, или же до 2000 Вт получено от нее через двусторонний контроллер питания с напряжением 100 В.   

Четыре маршевых ЖРД тягой по 490 Н в хвостовом отсеке обеспечивают маневрирование корабля, а 32 двигателя ориентации с номиналами 150, 120 и 25 Н – развороты и удержание в заданном положении. Все они разработаны в 801-м институте 6-й академии. В восемь баков корабля может быть заправлено до 3500 кг топлива, из которого 1000 кг отводится на маневры корабля и 2500 кг может быть использовано станцией. Усовершенствованный стыковочный механизм 805-го института лучше демпфирует энергию удара при касании. Ресурс работы «Тяньчжоу» на орбите составляет 12 месяцев.

Грузовой корабль "Тяньчжоу-2"

Корабль спроектирован и изготовлен в Китайской исследовательской академии космической техники CAST. Главным конструктором «Тяньчжоу» является Бай Миншэн (白明生), а руководителем – Фэн Юн (冯永). Крупным субподрядчиком по проекту является Шанхайская исследовательская академия космической техники SAST, которая отвечает за подсистему электропитания, двигательный отсек корабля и его кабельную сеть, подсистему измерений, управления и связи и стыковочный механизм.

В первом эксплуатационном полете «Тяньчжоу-2» везет в большом гермоотсеке 4690 кг грузов примерно 200 наименований, упакованных в 160 укладок, а также 1950 кг компонентов топлива, которые будут перекачаны в баки «Тяньхэ». (С учетом того, что на путь до станции было затрачено только 363 кг компонентов, доля топлива, передаваемого на станцию, может быть увеличена.)

В частности, на борту «Тяньчжоу-2» находятся личные вещи космонавтов, запасы питания для первой трехмесячной экспедиции, вода для питья и для запуска системы производства кислорода методом электролиза, сжатый воздух в 20 баллонах под давлением 60 МПа, экспериментальное оборудование, такое как компьютеры и блоки системы электропитания, запасные люки, два скафандра «Фэйтянь-2» для внекорабельной деятельности, каждый массой свыше 100 кг, а также оборудование для размещения на внешней поверхности «Тяньхэ». 

"Тяньчжоу-2" на испытаниях

Грузы размещены во внутреннем объеме 18 м3, разделенном сотопанелями на отдельные отсеки, со свободным центральным проходом. Существует 26 типов укладок различной формы и размера, спроектированных для наилучшего использования доступного объема с правильной центровкой. Каждая укладка снабжена QR-кодом и радиометкой для поиска и идентификации.

В ходе полета планируется стыковка «Тяньчжоу» сначала к хвостовому, а потом и к носовому узлу «Тяньхэ», подход в телеоператорном режиме управления и испытания манипулятора станции, в котором корабль будет играть роль тяжелого груза (https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/79993.html ). Перед окончательным уходом экипаж загрузит корабль мусором и отходами, удаляемыми со станции.

Носитель «Чанчжэн-7», на котором был запущен грузовой корабль, имеет стартовую массу 597 т при высоте 53.1 м. На центральном блоке работают два, а на каждом из четырех боковых ускорителей – по одному кислородно-керосиновому ЖРД YF-100 тягой 120 тс. Вторая ступень использует четыре двигателя YF-115 тягой по 18 тс на таких же компонентах. 

По сравнению с предыдущим экземпляром на ракете внедрено 130 усовершенствований, в частности, в системе наддува баков и в бортовой системе измерений. Снята примерно половина датчиков, обеспечивавших первые испытательные пуски носителя, на треть сокращено количество передаваемых параметров, зато на смену телеметрической системе S-диапазона пришла новая, работающая в диапазоне Ka, с 20-кратным увеличением пропускной способности и отсутствием «слепых пятен» в покрытии.

CZ-7 будет использована для запуска четырех грузовых кораблей на этапе сборки станции, а после этого будет запускать по два «Тяньчжоу» в год.

Автор: Liss

 

Поделиться в соц. сетях
1294