26 января 2022 г. Китай завершил уникальную операцию по принудительному удалению из геостационарной области собственного спутника, отказавшего много лет назад. Тем самым была выполнена заявленная задача проекта «Шицзянь-21» – «тестирование и проверка технологий по борьбе с космическим мусором».
«Бэйдоу-G2» был первым аппаратом китайской спутниковой навигационно-связной системы второго поколения, предназначенным для работы на геостационарной орбите. Спутник массой 3060 кг был запущен в ночь на 15 апреля 2009 г. с Сичана ракетой CZ-3C на типовую геопереходную орбиту и уже 20 апреля после довыведения своими силами был стабилизирован в орбитальной позиции 84.7°в.д. (см. «Новости космонавтики» №6, 2009).
Однако этот первоначальный успех вскоре обернулся неудачей: выяснилось, что спутник не способен удерживать себя в заданной точке. Под действием возмущений от Луны и Солнца он начал колебаться вокруг стабильной позиции 75°в.д. Использовать аппарат по назначению было невозможно. Присвоенный ему до старта системный код C02 – идентификатор псевдослучайной последовательности для передаваемого навигационного сигнала – был передан резервному аппарату «Бэйдоу-G6», который стартовал 25 октября 2012 г.
После некоего события в начале сентября 2010 г. спутник получил небольшое приращение скорости, которое довольно сильно увеличило амплитуду его «шатаний» вдоль стационара – теперь они происходили в пределах от 16° до 127°в.д. с периодом около 27 месяцев. Наклонение орбиты сначала снизилось до нуля, а потом стало расти, достигнув к концу 2021 г. величины 8.2°. В общем, типичная судьба геостационарного аппарата, который не удалось увести на орбиту захоронения и пришлось бросить на произвол судьбы. Был ли стравлен запас топлива для работы на орбите в течение 8 лет, или оставался в баках КА – неизвестно.
«Шицзянь-21» стартовал 24 октября 2021 г. тоже с Сичана, но на более грузоподъемной ракете CZ-3B ( https://novosti-kosmonavtiki.ru/articles/81754.html ). Это давало верхний предел его возможной массе – 5500 кг, но никакой информации о конструкции аппарата не было опубликовано.
2 ноября американские средства контроля космического пространства обнаружили его на почти синхронной орбите с наклонением 8.1° над точкой 156°в.д., но… «Шицзянь-21» оказался един в двух лицах. От исходной позиции дрейфовали на запад со скоростью около 1° в сутки два объекта, один поярче, а второй потусклее. Американцы не нашли ничего лучше, чем назвать первый объект Shijian 21, а второй – Shijian 21 AKM. Эти три буквы должны были обозначать apogee kick motor, хотя было очевидно, что никакого отделяемого двигателя для скругления орбиты в апогее на современных китайских спутниках нет. Первый имел в каталоге обозначение 2021-094A, второй получил обозначение 2021-094C.
На момент обнаружения расстояние между двумя частями «Шизцяня-21» было около 0.1°, то есть примерно 60-70 км. Однако уже 14 ноября яркий объект A приблизился к слабому объекту C на расстояние около 5 км, а еще через несколько суток они практически перестали различаться. И хотя американцы продолжали выдавать орбитальные элементы на два объекта раздельно, скорее всего, он были состыкованы между собой. Во всяком случае, для обоих были отмечены синхронные и одинаковые маневры – два 14 и 15 декабря и еще два 23 и 24 декабря. После последнего период обращения достиг 1451.5 мин, а скорость западного дрейфа увеличилась до 3.5° в сутки.
25 декабря над точкой 90°в.д. яркий объект A снизил среднюю высоту орбиты на 200 км и в результате энергично «затормозил». Объект C продолжил дрейфовать на запад и делает это по сей день, не проводя никаких маневров. Вероятно, он является пассивной мишенью, которая использовалась основным аппаратом на начальном этапе полета для отработки алгоритмов встречи и захвата.
Медленно дрейфуя на восток, объект A продолжал слегка корректировать свою орбиту и 27 декабря имел наклонение 8.20° и высоту 35335 км в перигее и 36183 км в апогее. Ровно такие же параметры имел в этот день и брошенный 12 лет назад «Бэйдоу-G2». Совпадали и не названные нами величины – прямое восхождение восходящего узла и аргумент перигея. Наконец, совпадало и текущее положение двух объектов. Иначе говоря, «Шицзянь-21» успешно завершил запланированную операцию встречи на околостационарной орбите.
На графике средней высоты полета «Шицзяня-21» и «Бэйдоу-G2» за период с 27 декабря по 9 января ясно видны два синхронных подъема и спуска. И хотя они очень невелики, очень похоже на то, что и здесь два КА маневрировали как единое целое, причем исполнителем маневров, естественно, был «Шицзянь-21», а не его давно мертвый напарник.
10 января 2022 г. американцы обнаружили, что накануне совместный полет прекратился: «Бэйдоу-G2» продолжил медленно дрейфовать на восток, а «Шицзянь-21» стабилизировался в точке 95°в.д. Однако пауза продолжалась недолго – уже 17 января «Шицзянь-21» снялся с места и бросился в погоню все за той же целью, успевшей уйти на 2000 км вперед. 20 января он настиг «Бэйдоу-G2» над 99°в.д., и до вечера 21 января, если судить по американским орбитальным элементам, два объекта опять находились в непосредственной близости.
22 января американцы не обнаружили в ожидаемом месте ни того, ни другого. Орбитальных элементов не было трое суток, и лишь 25 января «Шицзянь-21» был найден над 38°в.д. на орбите высотой 36076×38887 км. Тут-то и возникло предположение, что он не просто так «обхаживал» старый мертвый аппарат, а сманеврировал вместе с ним на орбиту захоронения. Первым высказал его публично 26 января представитель американской компании ExoAnalytics Брайен Флевеллинг (Brien Flewelling), а популяризовали и распространили Джефф Фауст и Джонатан МакДауэлл.
Но оказалось еще интереснее: 26 января американцы нашли «Шицзянь-21» опять на почти синхронной орбите высотой 35281×36152 км, а затем обнаружили, что на предыдущей высокой орбите остался «Бэйдоу-G2». Таким образом, «Шицзянь-21» сначала отработал подъем, а затем спуск, затратив на каждый маневр порядка 60-65 м/с.
Итак, китайский КА для борьбы с космическим мусором осуществил встречу и стыковку с объектом, изначально для этого не предназначенным, и увод его на безопасную орбиту захоронения. Заявленная при запуске цель была успешно достигнута!
Интересно, объявит ли Китай о выполненных операциях – а они не менее сложны, чем стыковка американских орбитальных буксиров MEV к старым геостационарным спутникам для продления срока их службы. Интересно также, завершится ли на этом программа экспериментов «Шицзяня-21», или он продолжит свою «очистительную» деятельность.
И еще одно замечание. Освещая эти события, мы традиционно ссылаемся на западные источники информации. Однако необходимо подчеркнуть, что и наши оптические средства наблюдали «Шицзянь-21» и «Бэйдоу-G2» и во время первого сближения, и во время второго, и при полете по орбите захоронения, и на орбитах, полученных при завершении эксперимента. Просто мы не привыкли этим хвалиться.
Автор: Liss
