[27/12/2012] Китайский прорыв в космос
А.Б.Железняков, советник президента РКК «Энергия», В.В.Кораблев, д.ф.м.н., проф. СПбГПУ, эксперт Института стратегического сотрудничества между КНР и РФ при ун-те Цинхуа
Успешно реализуя свои космические планы, КНР превратилась в одну из ведущих космических держав. Цель данной статьи - проанализировать основные шаги космической программы КНР от ее старта в 1956 г. до планов на ближайшие десятилетия.
Родина ракетной техники
Ракеты появились в Поднебесной около двух тысяч лет тому назад сначала в виде праздничных фейерверков, а затем и как система вооружения. С помощью пороховых ракет китайцам удалось остановить орды монголов-завоевателей (960 г.). А в 1232 г. в Китае были созданы ракетные установки залпового огня и ракеты с дальностью полета до 9 км.
Приблизительно в 1500 г. китайский мандарин Ван Гу предпринял попытку отправиться в космос. На своем троне он закрепил 47 пороховых ракет, которые одновременно должны были пожечь 47 его слуг. В результате последовавшего мощного взрыва ни от испытателей, ни от «стартовой площадки» ничего не осталось.
Китайские ракетные технологии начали распространяться в странах Европы и Азии не только в качестве оружия, но и для решения научных и прикладных задач.
В самом же Китае о ракетах надолго забыли. Вновь к работам по ракетной тематике в Китае вернулись в 1956 г. В рамках двусторонних межправительственных соглашений Китаю из Советского Союза был передан ряд образцов ракетной техники вместе с документацией (в том числе, и баллистические ракеты средней дальности Р-2). Курс обучения азам ракетостроения в нашей стране прошли многие китайские специалисты. В 1960 г. был проведен успешный запуск китайской баллистической ракеты ЭР-1, практически копии советской ракеты Р-2.
Возглавлял работы по ракетной тематике Цянь Сюэсэнь. В свое время, проживая в США, он участвовал в создании американских межконтинентальных баллистических ракет, но затем вынужден был вернуться на родину. За вклад, внесенный в становление Китая как космической державы, его называют «отцом китайской космонавтики».
Из-за осложнения советско-китайских отношений в начале 1960-х гг. было прекращено и «ракетное сотрудничество», что ускорило самостоятельные разработки ракетной и космической техники в Китае. Первым, научно-исследовательским центром, связанным с космической отраслью, стал Пятый НИИ Минобороны (октябрь 1956 г.), так как в значительной мере эти работы носили военный характер. В 1968 г., спектр задач космической отрасли значительно расширился. Создается Исследовательский институт космической медицины и инженерии, начали действовать программы подготовки тайконавтов (китайских космонавтов). Правительство страны уделяло большое внимание развитию космических технологий. Результатом этого стал запуск 24 апреля 1970 г. спутника «Дунфан Хун-1», который транслировал с орбиты на Землю одну единственную мелодию «Алеет восток». Но это событие позволило Китаю стать пятой страной, обладающей технологией запуска спутника.
Становление китайской космонавтики
В 1970-х гг. происходило становление китайской космонавтики. В период с 1970 по 1979 г. на орбиту было выведено восемь спутников. Была заложена основа для дальнейшего развития космических средств, необходимых для решения прикладных задач (связь, навигация, метеорология, дистанционное зондирование Земли), а также задач национальной обороны (разведывательные спутники). Уже в те годы стали рассматриваться планы по осуществлению пилотируемых полетов в космос.
В 1980-е гг. началось развертывание спутниковых космических группировок народно-хозяйственного назначения. Удалось решить задачи возвращения космического аппарата (КА) на Землю и вывода КА на геостационарную орбиту. С 1980 по 1989 г. было произведено 15 успешных запусков китайских ракет космического назначения. Но по сравнению с СССР и США космические успехи КНР выглядели более скромно.
Рост китайской экономики
Бурное развитие китайской экономики в последнее десятилетие XX в. вывело страну на уровень ведущих мировых держав. Не осталась в стороне и китайская космонавтика. Возросло количество китайских космических аппаратов, увеличилась длительность их работы в космосе, расширился круг решаемых задач. В начале 1990-х гг. Китай вышел на мировой космический рынок, предоставляя услуги по разработке, изготовлению и запуску спутников. Расширился спектр услуг для наземных потребителей.
Началась реализация программы пилотируемого полета в космос. Большая роль в том, что Китаю удалось отправить человека в космос, принадлежит России. С восстановлением добрососедских отношений наших стран, возобновилось сотрудничество в ракетной и космической сферах. Китайские специалисты вновь стали приезжать в нашу страну для обучения. Китайские компании стали активно закупать в России оборудование, необходимое для отправки человека в космос и его возвращения на Землю. В 1994 г. и последующие годы наша страна продала КНР ряд космических технологий, используемых для производства КК «Союз» (спускаемый аппарат КК «Союз», стыковочный узел, гамма-лучевой высотомер, скафандр, систему жизнеобеспечения и ряд других агрегатов корабля). Несмотря на отсутствие документации, китайские специалисты смогли использовать закупленную технику для разработки соответствующих аналогов, ставших первым шагом на пути создания собственного космического корабля «Шеньчжоу-1» («Небесная ладья»). На основе этих аналогов китайские специалисты разработали собственные технические средства, ни только не уступавшие, а порой и превосходившие по техническим характеристикам приобретенное в России. Например, китайские КК имеют орбитальный отсек, способный в течение шести месяцев после завершения пилотируемой миссии находиться в автономном космическом полете для выполнения программ научно-технических экспериментов.
Первый полет КК «Шеньчжоу-1» в беспилотном варианте, приуроченный к 50-летию КНР, состоялся в ноябре 1999 г. Корабль пробыл в космосе 21 час. Стало очевидным, что Китай близок к тому, чтобы отправить человека в космос. Это событие отложили на начало следующего тысячелетия.
Пятилетним планом КНР в области освоения космического пространства (на 2001-2005 гг.) предусматривалось: осуществить пилотируемый полет в космос; разработать новое поколение телекоммуникационных и метеорологических космических аппаратов (КА), создать новые типы носителей семейства «Великий поход», начать развертывание навигационной системы «Бейдоу», обосновать необходимость изучения Луны и других планет. Впервые было озвучено намерение Китая высадить космонавтов на поверхность Луны (ориентировочно в 2020-х гг.).
Все эти планы были реализованы. Главным достижением стал полет в космос первого китайского космонавта. До отправки человека на околоземную орбиту, были совершены еще три полета кораблей «Шеньчжоу» в беспилотных вариантах. В 2001 г. в космос отправились собака, другие животные, растения и микроорганизмы. В последующих полетах отправлялись манекены космонавтов для отработки элементов пилотируемой миссии, которая состоялась 15 октября 2003 г. Ян Ливей, пилотировавший КК «Шеньчжоу-5», стал первым тайконавтом. Он совершил 14 витков вокруг Земли, проведя на орбите 21 час 22 минуты. Китай стал третьей страной, осуществившей пилотируемый космический полет.
В 2005 г. был совершен второй пилотируемый полет с экипажем из двух космонавтов. В ходе пятидневного полета КК «Шеньчжоу-6» были испытаны системы ручного управления кораблем, проведены ресурсные испытания системы жизнеобеспечения, апробирована методика восстановления космонавтов после завершения относительно длительного космического полета.
В настоящее время лишь две страны - Россия и Китай запускают людей в космос. США на время покинули этот сектор космической деятельности.
Настоящий «звездный час» для китайской космонавтики наступил в 2006—2011 гг. Китайским специалистам удалось потеснить своих космических конкурентов. Такие космические державы, как Япония, Индия, Иран, Израиль, Европейский Союз остались далеко позади, а Россия и США были вынуждены признать появление третьего полноправного космического игрока. Пятилетка 2006—2011 гг. сформировала образ современного «космического Китая».
Китайская космонавтика сегодня
За последние пять лет темпы развития китайской космонавтики превысили темпы развития китайской экономики в целом. Это не удивительно, потому что космонавтика всегда находилась на острие научно-технического прогресса. Знаковыми событиями стали: первый выход китайского космонавта в открытый космос, совершенный Чжай Чжиганом 27 сентября 2008 г. (с флагом КНР в руке, он находился за бортом 25 минут), и запуск лабораторного модуля «Тяньгун-1» («Небесный дворец») с последующей его стыковкой с беспилотным кораблем «Шеньчжоу-8» осенью 2011 г. Это позволило протестировать технику маневрирования КК при сближении с космической станцией и процедуру стыковки. Тем самым была заложена основа для развертывания китайской космической станции на околоземной орбите.
В 2006-2011 гг. был произведен новый набор в отряд китайских космонавтов. Впервые в его состав вошли женщины.
В 2007 г. стартовала китайская Лунная программа. Состоялись полеты к Луне двух межпланетных станций — «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2». Первая из них провела на окололунной орбите 16 месяцев, завершив свою миссию (сбор данных для составления подробной трехмерной карты Луны) в марте 2009 г. С помощью «Чанъэ-2» были выбраны места будущих посадок лунных зондов.
В ходе миссии «Чанъэ-2» китайские специалисты продемонстрировали инновационный подход к решению важной задачи. Завершив исследования на селеноцентрической орбите, космический аппарат не упал на поверхность Луны, а был направлен в точку либрации L2 для продолжения работы. Обращаясь по орбите высотой 100 км над поверхностью Луны, он исследует ее поверхность, выбирая место для посадки лунного зонда «Чанъэ-3», запуск которого запланирован на 2013 г. «Чанъэ-3» доставит на Луну луноход с источником энергии на радиоактивных изотопах. Отправка тайконавтов на Луну планируется в 2017 г. Их подготовка уже ведется.
Университет Цинхуа, с которым Петербургский политехнический университет связывают многолетние научные и дружеские отношения, активно участвует в Лунной программе КНР. В 2010 г. Цинхуа успешно завершил цикл работ по разработке новых технологий для беспилотных лунных модулей. Вице-председатель Школы космоса университета Цинхуа профессор Лу Джанхуа получил премию правительства за выдающийся вклад в развитие космонавтики.
В 2011 г. Китай собирался приступить к изучению Марса. На борту российской межпланетной станции «Фобос-Грунт» был установлен китайский микроспутник «Инхо-1», который должен был после прибытия станции в окрестности «красной планеты» отделиться от основного аппарата. Из-за провала миссии «Фобос-Грунт» начало китайских исследований Марса было отложено. По-видимому, эти исследования Китай будет вести самостоятельно, не полагаясь на третьи страны. К 2011 г. Китай занял второе место в мире по интенсивности пусковой космической деятельности. За год было произведено 19 пусков ракет-носителей, из которых 18 были успешными, один — аварийным. По этому показателю Китай занял второе место в мире, опередив США и уступая лишь России.
Навигационная система
В конце 2011 г. в тестовую эксплуатацию была введена навигационная система «Бейдоу», создание которой завершится в 2020 г. Это система позволит получать информацию от спутников орбитальной группировки в Китае и сопредельных стран и преодолеть зависимость КНР от системы GPS, доминирующей в мире. По своим параметрам «Бейдоу» незначительно уступает американской системе GPS и российской ГЛОНАСС, но обходится потребителям существенно дешевле. При сохранении таких цен в будущем, «Бейдоу» может составить существенную конкуренцию другим глобальным навигационным системам. Как американский и российский аналоги, система «Бейдоу» имеет двойное назначение: для удовлетворения потребностей Народной освободительной армии Китая (НОАК), а во вторую очередь — нужд китайского народного хозяйства. Возможность коммерческого использования китайской навигационной системы стоит лишь на третьем месте, но, тем не менее, предполагает получение солидной прибыли.
В минувшие пять лет в Китае было завершено формирование национальной системы спутниковой связи. На геостационарной орбите успешно функционируют космические аппараты собственного изготовления. Удовлетворение нужд китайской армии и народного хозяйства в спутниках связи позволило китайским специалистам приступить к их реализации на внешнем рынке. Телекоммуникационные спутники китайского производства были запущены в интересах Венесуэлы, Пакистана и Нигерии. В планах запуск телекоммуникационного спутника для Лаоса.
В области метеорологии Китай в настоящий момент эксплуатирует спутники второго поколения «Фэньюнь-ЗА». Космический аппарат оснащен современными приборами дистанционного зондирования, в том числе, пятиканальным устройством получения мультиспектральных изображений разрешением 250 метров. Он призван сыграть важную роль в области прогнозирования климата, контроля экологической обстановки и мониторинга стихийных бедствий. Дистанционное зондирование Земли
Большое внимание в 2006-2011 гг. было уделено созданию спутников дистанционного зондирования Земли гражданского и военного назначения. На орбите развернута сеть таких космических аппаратов. Армия Китая имеет в своем распоряжении оптические спутники «Цзыюань» и радиолокационные «Яогань». Для прочих потребителей созданы их гражданские аналоги, разработан китайско-бразильский спутник семейства СВЕRS.
К спутникам дистанционного зондирования Земли относятся и океанографические спутники типа «Хайянь», а также малые космические аппараты мониторинга окружающей среды и контроля катастроф «Хуаньцзин». Все эти аппараты являются составной частью единой системы наблюдения за поверхностью Земли в рамках полномасштабного строительства системы наблюдения Земли с высоким разрешением. Создание этой системы - один из 16 специальных проектов научно-технического значения, входящих в китайскую программу развития науки и техники на период с 2006 до 2020 гг.
В Китае ведутся работы и прикладного значения. Для проведения научных исследований и экспериментов используются аппараты типа «Шицзянь», регулярно выводимые на околоземную орбиту.
Национальная оборона
Помимо данных, получаемых от навигационных, связных, метеорологических и разведывательных спутников, в Китае разработан и испытан ряд систем вооружения, которые могут быть применены в космическом пространстве. В январе 2007 г. НОАК сбила ракетой один из своих метеорологических спутников. В последние годы были проведены натурные испытания системы противоракетной обороны и противоспутниковой системы. Размешать эти системы на околоземной орбите китайское правительство не намерено, но имеет потенциальную возможность их развертывания в случае необходимости.
С расширением масштабов космической деятельности КНР развивает космическое право - нормы и правила поведения в космосе. К настоящему времени единое космическое законодательство еще не создано, но работы в этом направлении ведутся широким фронтом (регистрация космических объектов, лицензирование космической деятельности и экспорта космической продукции, борьба с космическим мусором, защита интеллектуальной собственности). Перспективы китайской космонавтики
Китайские планы на будущее выглядят столь же впечатляющими, как и нынешнее состояние китайской космонавтики. Они охватывают все сферы космической деятельности: пилотируемую космонавтику, изучение Луны и планет, создание орбитальных группировок спутников различного назначения. Свое отражение эти планы нашли в программе освоения космического пространства на 2012-2016 гг., которая была одобрена (и будет профинансирована) правительством Китайской Народной Республики, а также в набросках программы на перспективу до 2030 г.
По некоторым оценкам проект изучения Луны обойдется приблизительно в 5 млрд долларов; при этом часть расходов финансируется НОАК. Затраты КНР на освоение космоса оцениваются как одни из самых больших в мире.
В области пилотируемой космонавтики планируется продолжить работы по созданию орбитальной космической станции. Для этого 16 июня 2012 г. был запущен космический корабль «Шеньчжоу-9» с с космонавтами Цзин Хайпэном, Лю Ваном и первой китаянкой-космонавтом Лю Ян. Спустя двое суток корабль состыковался с орбитальным модулем «Тяньгун-1». Еще один пилотируемый полет к модулю «Тяньгун-1» запланирован на конец 2013 — начало 2014 г. Вощможно, в этой миссии примет участие и еще один КА — беспилотный «Шеньчжоу-11» или грузовой транспортный корабль, который в настоящее время разрабатывается для снабжения орбитальной станции.
В 2015-2016 гг. предполагается запуск модулей «Тяньгун-2» и «Тяньгун-3», которые, состыковавшись, позволят работать на борту экспериментальной станции экипажу из трех космонавтов. Запланированы полеты к этой «связке» пилотируемых и беспилотных грузовых и транспортных кораблей.
К 2020 г. Китай намерен завершить создание орбитальной станции. Предполагается, что к этому времени появится возможность обеспечить регулярную смену китайских экипажей на ее борту. Не исключено, что к тому моменту китайская станция станет единственной внеземной базой, обеспечивающей постоянное присутствие человека в космосе. По имеющимся планам к 2020 г. Международная космическая станция (МКС), решающая аналогичную задачу, должна быть сведена с орбиты. В проекте МКС помимо России и США участвует еще 21 страна (КНР не участвует). Таким образом, Китай в одиночку пытается делать то, что 23 технологически развитые страны делают совместно.
В перспективе предполагается создать и другие пилотируемые космические системы, в том числе и многоразовые. Они будут значительно больше по размеру, чем корабли серии «Шеньчжоу», обладать большими функциональными возможностями, чтобы обеспечить решение задач, намеченных Китаем на 2020—2030-е гг. Пока новые пилотируемые корабли существуют только в набросках.
Межпланетные полеты
В области межпланетных полетов Китай пока имеет только трехэтапную программу лунных исследований, первый этап которой был завершен в ходе полета станции «Чаньэ-2». Второй этап лунной программы Китай намерен выполнить в 2012—2016 гг. Планируется отработать технологию мягкой посадки космического аппарата на поверхность Луны, разработать типовую платформу для доставки на лунную поверхность различного оборудования, создать мобильные средства для движения по поверхности Луны.
Центральным событием второго этапа должна стать доставка лунохода на лунную поверхность. Предполагается, что он пройдет по поверхности около 10 км и будет изучать строение грунта, камней и следов лунной атмосферы. В рамках второго этапа предполагается осуществить две-три мягкие посадки с целью сбора данных для создания научной станции на поверхности Луны.
На 2017-2020 гг. намечено выполнение третьего этапа Лунной программы. Запланирована установка на посадочный модуль бурового оборудования, которое позволит взять образцы грунта с разной глубины и с помощью миниатюрного возвращаемого аппарата доставить их на Землю. Общий вес образцов будет около 1 кг.
Этот шаг китайские специалисты считают крайне важным для выбора будущего места размещения лунной базы, создание которой возможно в конце 2020-х гг. При этом планируется решать не только научные задачи по изучению Луны и окололунного пространства, но и практические задачи по эксплуатации лунных недр. В частности, китайских специалистов интересуют залежи воды в виде льда в подповерхностном слое лунного грунта, месторождения железа, возможность добычи на Луне гелия-3, используемого в качестве термоядерного топлива (как отдаленная перспектива).
Об отправке космонавтов на Луну в настоящее время речь не идет, хотя разработка обоснования совершения такой миссии на ближайшую пятилетку запланирована. Решение о пилотируемых лунных экспедициях, вероятно, будет принято по результатам второго этапа программы. В случае положительного исхода, полет китайских космонавтов на Луну может состояться до 2020 г., а начало строительства добывающих промышленных модулей на Луне произойдет в 2025 г.
Исследование Луны — лишь первый шаг Китая по освоению дальнего космоса. В планах более масштабные проекты по изучению Марса, Солнца, планет и других небесных тел Солнечной системы. Четкие планы пока существуют только в отношении Марса. В ближайшее десятилетие к «красной планете» должен стартовать китайский зонд. В отношении других «потенциальных» целей существует только задача разработки обоснования необходимости их изучения. Однако логика развития китайской космонавтики позволяет говорить, что в 2020-х гг. Китай запустит ряд КА для исследования и других объектов.
В ближайшие пять лет запланировано поддержание и расширение орбитальных группировок навигационных, телекоммуникационных, метеорологических и зондирующих спутников. Например, навигационная система «Бейдоу» должна быть развернута в полном объеме, а ее коммерческая составляющая к 2015 г. должна принести прибыль в размере 225 млрд юаней (около 25 млрд долларов).
Большое внимание предполагается уделить разработке новых метеоспутников. Утвержден проект спутников «Фэньюнь» («Ветер и облако») третьего поколения. Первый космический аппарат данного типа должен быть запушен в 2013 г. Всего до 2020 г. планируется запустить 12 аппаратов второго поколения и шесть — третьего. По замыслу китайских конструкторов, это позволит удовлетворить национальные нужды, а также распространять метеоданные на коммерческой основе. Китайские специалисты утверждают, что ряд функций, которыми снабжена система «Фэньюнь-3», недоступны американским и европейским системам подобного типа.
Прогнозируется активное вторжение китайских спутниковых технологий на рынки третьих стран. Предполагается, что самым большим спросом будет пользоваться наземное оборудование, а также спутники связи и дистанционного зондирования Земли.
Для решения задач прикладного характера Китай намерен сохранить достигнутую к 2011 г. интенсивность космических запусков. В период 2012—2016 гг. запланирован запуск 100 ракет космического назначения, в том числе в 2012 г. должны запустить 21 ракету.
Для обеспечения интенсивной пусковой деятельности в КНР запланирована разработка новых ракет-носителей — «Великий поход-5», «Великий поход-6» и «Великий поход-7». По сравнению с ныне эксплуатируемыми ракетами они будут обладать большей грузоподъемностью, использовать более совершенные двигатели, системы управления полетом и другие служебные системы.
Для обеспечения нужд китайской космонавтики в КНР используются три центра запуска спутников: Тайюань, Сичан и Цзюцюань. Расширение перечня задач потребовало создания еще одной стартовой площадки на острове Хайнань на юге страны. Функционирования нового космодрома должно начаться в ближайшее время. С него будут стартовать носители, предназначенные для вывода грузов на геостационарную орбиту.
Учитывая, что предыдущие космические планы Китая были воплощены в жизнь, можно надеяться, что и очередные программы будут столь же успешно реализованы.
Литература 1. У истоков космической эры // Под ред. Ю.С. Васильева — СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2011. 2. Салахутдинов Г.М. Космонавтика в Китае/ Г.М. Салахутдинов, Т.Н. Желнина // Земля и Вселенная»,— 1989. № 6. 3. Борзенко В. Космонавтика Китая / В.Борзенко //Аэрокосмическое обозрение.— 2003, № 1. 4. Белая книга «Деятельность Китая в космосе в 2011 году» (China,s Sрасе Асtivities in 2011) // China-ргеss, 2011.
|