Тяньгун

«Небесный дворец» будущего: чем «Тяньгун» превосходит МКС?


https://prokosmos.ru/_next/image?url....png&w=96&q=75Игорь Афанасьев
Возвращение экипажа «Шэньчжоу-17» на Землю и продолжение работы космонавтов «Шэньчжоу-18» на орбите приковывают внимание к китайской космической станции. Компактный научно-исследовательский комплекс с просторным интерьерам резко контрастирует не только с советскими прообразами, к которым его по привычке относят, но и с гораздо более современной Международной космической станцией. О том, в чем преимущества китайской станции перед предшественниками и конкурентом - в нашем материале.
Модульный комплекс, похожий на незавершенный «Мир»

С одной стороны, с момента запуска первой в истории орбитальной станции - советского «Салюта» (апрель 1971 года) и до того, как МКС стала полностью работоспособной, прошло полвека. С другой — для того, чтобы привести международный комплекс в состояние, минимально пригодное для жизни и работы экипажа, России и США потребовалось два года. И вот на горизонте уже маячит 2030 год, в котором предполагается эксплуатацию МКС завершить.
По мнению некоторых наблюдателей, китайская станция «Тяньгун» («Небесный дворец»), первый элемент которой был запущен в апреле 2021 года, то есть ровно полвека спустя после запуска первой в истории орбитальной станции, «появилась ниоткуда, как черт из табакерки». Но это не так.
https://prokosmos.ru/_next/image?url...BP&w=3840&q=75

https://prokosmos.ru/_next/image?url...EG&w=3840&q=75


Модульный комплекс, очень похожий на незавершенный «Мир», стал третьей фазой китайского плана пилотируемых космических полетов «Проект 921», начатого в 1990-х годах. Первый этап включал создание пилотируемого корабля «Шэньчжоу» («Волшебный корабль»), второй подразумевал освоение стыковки, выходов в открытый космос и длительного пребывания на орбите с использованием малых станций («лабораторий») «Тяньгун-1» (запущена в сентября 2011 года) и «Тяньгун-2» (сентябрь 2016 года), а также разработку автоматического грузовика «Тяньчжоу» («Небесный корабль», первый запуск — в апреле 2017 года).
Несмотря на то, что китайцы активно развивали международное сотрудничество в космосе и стремились попасть на МКС, американцы давно обвиняли их в краже «чувствительных» технологий, и в 2011 году провели через конгресс «Поправку Вольфа», запрещающую НАСА сотрудничать с китайскими госструктурами.
Как бы то ни было, китайцы как будто решили: «Мы построим свой собственный орбитальный комплекс, с модулями и манипулятором», который мы сейчас и видим.
Три модуля и летающий вокруг них космический телескоп

В настоящее время «Тяньгун» (без номера) состоит из трех модулей, образующих Т-образную конструкцию длиной 55 метров и шириной 39 метров, обращающуюся на орбите высотой 400 километров и наклонением 41,5°.
Базовый модуль, называемый «Тяньхэ» («Гармония неба и земли»), запущенный в апреле 2021 года, включает все необходимое для жизни и работы экипажа из трех человек. Он состоит из стыковочного узла с четырьмя портами, зоны малого диаметра с жилыми помещениями для экипажа и зоны большого диаметра, где расположено экспериментальное оборудование и двигательная установка для коррекции орбиты. «Тяньхэ» также оснащен основным 10-метровым манипулятором, который можно удлинять. Эта роботизированная «рука» по возможностям аналогична манипулятору Canadarm-2, установленному на МКС.

В июле 2022 года к базовому блоку был пристыкован экспериментальный модуль №1 «Вэньтян» («Вопрошение к небесам»). Он дублирует часть функций управления «Тяньхэ» и служит хранилищем полезных грузов станции. Внутри обустроено еще три спальных отсека, что позволяет увеличить численность экипажа станции до шести человек.
«Вэньтянь» предназначен для проведения исследований в области биологии, биотехнологий и эффектов переменной гравитации. Снаружи есть точки крепления оборудования для сбора данных, к которым экипаж имеет доступ через воздушный шлюз и второй манипулятор.
Пятиметровая роботизированная «рука» модуля «Вэньтянь» может самостоятельно передвигаться по станции, работая из разных мест, а также способна соединяться с основным манипулятором, образуя единый механизм длиной 15 метров.

В октябре 2022 года к станции пристыковался экспериментальный модуль №2 «Мэнтянь» («Небо мечты»). Это близнец модуля «Вэньтянь», но без спальных помещений. Стойки внутри гермоотсеков и на внешней поверхности способны размещать оборудование для изучения микрогравитации и проведения экспериментов в области физики жидкостей, материаловедения, науки о горении и фундаментальной физики. «Мэнтянь» оборудован собственным шлюзом. С его помощью космонавты (или манипулятор) могут выносить в открытый космос крупногабаритное экспериментальное оборудования, прикреплять его к поверхности станции и затем возвращать внутрь.
Четвертым элементом станции, который еще не введен в строй, должен стать космический телескоп «Сюньтянь» («Небесный часовой») с зеркалом диаметром 3 метра. Это будет автономный свободнолетающий модуль для фундаментальных исследований в области астрономии и астрофизики. Оборудование, работающее в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах, имеет обзор «в 300 раз шире, чем у телескопа Хаббла».

«Сюньтянь» будет обращаться поблизости от «Тяньгуна», и сможет время от времени стыковаться со станцией для обслуживания и модернизации экипажем «Тяньгуна». Это считается большим преимуществом по сравнению с другими космическими телескопами.
Экипаж на станцию доставляют пилотируемые корабли «Шэньчжоу», а расходуемые припасы и дополнительное оборудование — автоматические грузовики «Тяньчжоу». Корабли могут стыковаться как к основным осевым, так и к нижнему радиальному стыковочному порту «Тяньхэ».
На «Тяньгуне» можно стоять и разогревать пищу в микроволновке

Работая на китайской станции, космонавты получают уникальный опыт. В отличие от свободного парения на МКС, они могут стоять на ногах, пристегнутыми к полу, и спать внутри индивидуальных кают в вертикально подвешенных спальных мешках. Напомним: стандартная численность экипажа (три человека) увеличивается в пересменках вдвое, но это не сказывается на общем комфорте.

Основная задача «Тяньгуна» — исследования и эксперименты. В настоящее время в трех модулях станции установлены 23 экспериментальных стойки, а также еще 50 платформ для экспонирования оборудования на внешней поверхности. Все это хозяйство позволяет проводить широкий спектр исследований, охватывающих экологию, биологию, физику жидкостей и оптических материалов, и т.п.
Кроме экспериментов космонавты на борту станции выращивают овощи и фрукты и даже используют космическую микроволновку для быстрого приготовления пищи.
Важную роль в поддержании здоровья экипажа играют физические упражнения, для чего имеются специальное оборудование — компактное и легко интегрируемое в конструкцию станции. Например, в модуле «Мэнтянь» есть уникальный гребной тренажер для силовых тренировок. С его помощью активация мышц в невесомости достигается более эффективно.
"Вагонная эстетика" МКС и китайский минимализм в стиле "Звездного пути"

Сравнивая станции от «Салюта» до МКС, можно заметить, что их дизайн не претерпел значительных изменений (Skylab выбивается по всем параметрам, но она осталась лишь эпизодом в истории освоения околоземной орбиты). Советская эстетика («вагонная» компоновка большинства модулей), унаследованная МКС, больше напоминает подводную лодку времен II Мировой войны, чем космический корабль из «Звездного пути» — в основном тесно, пространство загромождено тюками, повсюду торчат трубы и провода.
С точки зрения ряда экспертов, «концептуально китайская станция не слишком далеко ушла от «Мира»«, однако это только на первый взгляд. Между МКС и «Тяньгуном» всего 20 лет, но разница в интерьерах огромна. Прогресс эти годы не стоял на месте.
Первое, что бросается в глаза — минималистичный современный дизайн помещений с огромными рабочими объемами, доступными для экипажа. Китайская станция внутри кажется больше, чем снаружи. При этом внешний диаметр модулей «Тяньгуна» и МКС практически аналогичен.

Для такой разницы есть несколько причин.

• Обитаемые блоки МКС, как правило, намного короче и имеют больше точек соединения (люков и переходников), которые создают узкие места. Например, длина американского научного модуля Destiny — 8,4 метра, в то время как длина «Вэньтяня» и «Мэньтяня» — по 18 метров.
• Технологии, примененные на «Тяньгуне», намного современнее, аппаратура и системы компактнее, легче и занимают меньше места.
• «Железо» на МКС выставлено на всеобщее обозрение, а разработчики «Тяньгуна» исповедуют другой подход: большая часть служебных систем и научного оборудования здесь размещена рационально и скрыта за настенными панелями.
• Электроника на «Тяньгуне» связана беспроводной сетью, и не требовала прокладки лабиринта кабелей, как это происходило на МКС.

Западные эксперты задаются вопросом — повышает ли это функциональность и эстетику, или китайцы просто не хотят показывать, как выглядит их оборудование и с чем работают космонавты? Но внутреннее пространство «Тяньгуна» имеет очень привлекательный и современный вид.
Перспективы «Тяньгуна»

Китайская национальная космическая администрация (CNSA) планирует использовать свою орбитальную станцию для решения ряда научно-исследовательских задач, в том числе с привлечением иностранных партнеров. Хорошим началом считается сотрудничество с ЕКА («Поправка Вольфа» работает в обе стороны и не позволяет НАСА проводить эксперименты на «Тяньгуне»). Из-за ограниченных размеров на станции пока могут работать только китайские космонавты, хотя расширение комплекса в будущем может изменить ситуацию.
На недавнем заседании Международного астронавтического конгресса официальные представители CNSA рассказали о возможностях увеличения числа модулей «Тяньгуна» с трех до шести. Во всяком случае, дубликат «Тяньхэ», построенный на случай аварии с запуском первого модуля, уже ждет своего часа. По словам китайских чиновников, модули можно будет пристыковать к станции примерно через четыре года. Тогда «Тяньгун» приобретет не Т-образную, а Н-образную конфигурацию.

Эксперты полагают: в то время как МКС устаревает и через какое-то время будет выведена из эксплуатации, «Тяньгун» — это современная космическая станция, хорошо оснащенная, эстетически привлекательная и комфортная для жизни. Это важная ступенька на пути превращения Китая в космическую сверхдержаву со всеми необходимыми атрибутами, в том числе пилотируемой космической станцией, нацеленной на дальнейшее развитие.