Китайська космічна станція

У 1994 році Росія продала деякі свої передові авіаційно-космічні технології китайцям. У 1995 році була підписана угода між двома країнами щодо передачі Китаю технологій російського пілотованого космічного корабля Союз. У договір входило навчання, надання спускних капсул, системи життєзабезпечення членів екіпажу, стикувальної системи та скафандрів. У 1996 році два китайські космонавти — Ву Цзе і Лі Цінлун — почали навчання у Центрі підготовки космонавтів ім. Юрія Гагаріна в Росії. Після тренувань вони повернулися додому і тренували інших китайських космонавтів.

Апаратне забезпечення та інформація, яку продали росіяни, призвели до модифікації космічного корабля Шеньчжоу. Китай почав попередні дослідження стикувального механізму у середині 1990-х років, на ранньому етапі розробки він співпрацював з Росією. У 2009 році вже була створена система проєктування, виробництва та випробування стикувального механізму.

Програма розробки Китайської космічної станції Tiangong program розпочалася у 1992 році як Проєкт 921-2. Фазою 1 у ній став самостійний запуск Китаєм у 2003 році свого космонавта Ян Лівей. Під час Фази 2 було запущено космічні лабораторії Тяньгун-1 і Тяньгун-2 (запуск третьої вирішено скасувати). На другій протягом 30 днів перебували два члени екіпажу. Ці лабораторії стали такими собі прототипами великої китайської орбітальної станції.

Зовнішні відеофайли
	Анімація поєднання модулів на YouTube

Запуск центрального модуля Тяньхе (кит. 天和, укр. Небесна гармонія) відбувся 30 квітня 2021 року ракетою Великий похід-5B[5][1]. Він забезпечуватиме життєдіяльність трьох членів екіпажу та контролюватиме роботу всієї станції.[6] Маса Тяньхе — 22,5 т, довжина — 18,1 м. Складається з трьох частин:

• службової — найбільший відсік, міститиме прилади для існування станції;
• житлової — там знаходитиметься кухня, туалет та різноманітні наукові пристрої; а також обладнання для протипожежного контролю та контролю і обробки повітря; засоби зв'язку із наземним центром керування у Пекіні та інше обладнання;
• стикувального відсіку округлої форми — на ньому буде встановлена роботизована рука. Лабораторні модулі спочатку підлетять до осьового порту, а рука перемістить їх до відповідних радіальних портів.

Поступово до центрального у формі літери «Т» будуть приєднані наступні модулі:

• Меньтянь (кит. 梦天, укр. Мрія про небо) — лабораторний модуль, запускатиметься у 2021 році із космодрому Веньчан.
• Веньтянь (кит. 問天, укр. Звертання до неба) — лабораторний модуль, дублює функції керування основного модуля. Стартуватиме у 2022 році.

Обидвоє модулів масою будуть по ~20 т та довжиною — 14,4 м. Вони розраховані на проведення наукових експериментів в умовах невагомості або мікрогравітації. Досліди також можуть здійснюватися ззовні модулів для виявлення впливу космічних променів, вакууму, сонячного вітру, тощо. Електрична потужність ККС забезпечуватиметься як мінімум двома керованими сонячними батареями на кожному модулі. Вони використовуватимуть фотоелектричні елементи для перетворення сонячного світла у електрику. Енергія накопичуватиметься і застосовуватиметься для живлення станції у той час, коли вона знаходитиметься у тіні від Землі.

• Ксюньтянь (кит. 巡天, укр Патрулювання небес) — автономний модуль, оснащений оптичним телескопом, що матиме 2 м в діаметрі, але кут огляду — в 300 разів більше, ніж у Хаббла. Він зможе сфотографувати 40 % космосу довкола себе за 10 років. Знаходитиметься цей модуль на одній орбіті із ККС і, завдяки власним двигунам, зможе за необхідності наближатися до станції і стикуватися з одним із лабораторних модулів. Запуск заплановано на 2022 рік.[7]

Модель Тіаньчжоу-1

Пілотований Шеньчжоу

Час від часу до станції прилітатимуть і відлітатимуть космічні кораблі:

• Тіаньчжоу (кит. 天舟, укр. Небесний корабель) — безпілотний вантажний космічний корабель; Тіаньчжоу-1 тестував здійснення стикування із Тіаньгоун-2. Стартова маса корабля становитиме ~13,5 т, із яких 6,5 т — це корисний вантаж.[8][9] Його запуск, зближення та стикування зі станцією буде повністю автономним (екіпаж лише спостерігатиме). Серед інших витратних матеріалів, за допомогою Тіаньчжоу поповнюватиметься запас палива для рушійних двигунів ККС, вмикання яких необхідні для зберігання місцеположення станції на заданій орбіті, протидіючи впливу гравітації Землі. Матиме три відсіки різного ступеню герметизації.[10] Запускатиметься ракетою-носієм Великий похід 7.[5]
• Шеньчжоу (кит. 神舟, укр. Божественний човен) — пілотований космічний корабель, що запускається ракетою-носієм Великий похід 2F.[5] Його довжина — 9,25 м, діаметр — 2,8 м. Разом із розгорнутими сонячними панелями — 17 м. Стартова маса — 7,84 т. Складається із трьох частин:
  • орбітальний відсік (найближчий до станції) — використовуватиметься екіпажем як робочий та житловий простір (8 м³). Завдяки власним сонячним панелям, реактивній системі керування (16 рушіїв по 5 Н) та паливу (гідразин) можливий його автономний політ. На відміну від орбітального відсіку ПКК Союз, орб. відсік Шеньчжоу після відльоту спускної капсули можна залишати приєднаним до ККС як додатковий модуль, адже герметичний люк, що розділяє орб. модуль і спускну капсулу, розташований на першому із них;
  • спускна капсула — це єдина частина ПКК (та й усієї станції), що безпечно повертатиметься на Землю. Має сидіння для трьох членів екіпажу. Термін служби — 20(?) днів. Довжина — 2,5 м, діаметр — 2,52 м, життєвий простір 6 м³;
  • службовий відсік — у ньому розташовуються двигуни, паливо, системи орієнтування та охолодження. Цей відсік відділяється разом із спускною капсулою, спрямовує її до Землі та згоряє під час входження в атмосферу.

На ККС міститиметься наступне обладнання для дослідів:[5]

• вивчення життя та біотехнології у космосі:
  • стійка для експериментів по екології,
  • стійка для експериментів по біотехнології,
  • ящичок для наукових інструментів та холодильник;
• вивчення фізики рідини та горіння у мікрогравітації:
  • стійка для експериментів з фізики рідини,
  • стійка для двофазної системи,
  • стійка для експериментів по горінню;
• матеріалознавство у космосі:
  • пічка для нагрівання різних матеріалів,
  • стійка для експериментальних матеріалів без контейнерів;
• фундаментальна фізика у мікрогравітації:
  • стійка для експериментів над «холодним атомом»,
  • стійка для високоточного визначення часу та частоти;
• багатоцільові засоби:
  • стійка для мікрогравітації значного рівня,
  • стійка для мікрогравітації змінного рівня,
  • стійка із модульними полицями.

Кратер (15 см), утворений у алюмінієвому блоці від удару по ньому об'єктом, масою 7 г, зі швидкістю 7 км/с (орбітальна швидкість станції)

Станція розташовуватиметься на ННО, де знаходиться велика кількість космічного сміття. Попри малий розмір, деякі об'єкти можуть нести величезну загрозу для ККС через значну кінетичну енергію. Скафандри також можуть проколотися і не врятувати.[11] Багато об'єктів космічного сміття відстежуються із землі, і при наближенні їх до станції відбувається сповіщення про це членів екіпажу. Для уникнення зіткнення проводиться спеціальний маневр із застосуванням двигунів для зміни орбітальної швидкості та висоти космічної станції. Якщо сповіщення запізніло, і маневр здійснити неможливо, екіпаж задраює люки між модулями і переміщується до спускної капсули Шеньчжоу. По-перше, вона має значно надійніший захист від влучання, а, по-друге, може, за необхідності, повернутися на Землю.

Станції на ННО частково захищені від впливу радіації космічного середовища (сонячних спалахів, корональних викидів маси Сонця, космічних променів) завдяки наявності магнітного поля Землі.[12] Однак, без захисту атмосфери екіпаж станції щоденно отримує дозу випромінювання в 1 мілізіверт. На Землі така доза накопичується протягом року. Тому космонавти мають знижений імунітет, більшу ймовірність захворіти на рак чи катаракту.

У лютому 2017 року Китай та Італія домовилися про співпрацю у проведенні наукових досліджень протягом довготривалих космічних польотів.[13].

Запланований термін служби ККС — 10 років. Коли буде прийнято рішення про її знищення, її сповільнять шляхом увімкнення двигунів, відбудеться її деорбітація та входження в атмосферу Землі. На відміну від капсул пілотованих кораблів, станція не має міцного жаростійкого щита, тому вона згорить внаслідок тертя об атмосферу. Деякі маленькі шматочки все ж таки можуть долетіти до поверхні, тому маневр деорбітації планують так, щоб вони не впали у населені райони.[14]

29 квітня 2021 року за допомогою ракети-носія Великий похід-5 запущено на орбіту перший модуль станції — Тяньхе[15]

9 травня 2021 року ракета-носій, що виводила перший модуль, неконтрольовано впала на Землю.[4]

17 червня 2021 року до станції пристикувався корабель Шеньчжоу-12 із трьома коспонавтами на борту. Вони працювали на станції протягом трьох місяців та повернулись на Землю 17 вересня.[16]

16 жовтня 2021 року розпочався пілотований політ «Шеньчжоу-13» з трьома астронавтами. Планується, що політ продовжуватиметься 6 місяців [17].

Китайська космічна програма