Тяньгун

Тяньгун (кит. 天宫, буквально «Небесный дворец») — это серия пилотируемых космических станций, разрабатываемых и эксплуатируемых Китайской национальной космической администрацией (CNSA). В настоящее время «Тяньгун» представляет собой многомодульную орбитальную станцию, находящуюся на низкой околоземной орбите (высота около 340–450 км), предназначенную для проведения научных экспериментов, отработки технологий долговременного пребывания человека в космосе и международного сотрудничества. Станция является ключевым элементом китайской пилотируемой космической программы, которая включает в себя корабли «Шэньчжоу» и грузовые корабли «Тяньчжоу».

История

Предшественники и первые шаги

Китайская программа пилотируемых космических полётов началась в 1992 году с проекта «Проект 921». Первым шагом к созданию орбитальной станции стал запуск в 2011 году экспериментального модуля «Тяньгун-1» (Tiangong-1). Этот модуль массой около 8,5 тонн представлял собой прототип космической станции, предназначенный для отработки сближения и стыковки с пилотируемыми и грузовыми кораблями. «Тяньгун-1» был посещён двумя экипажами (миссии «Шэньчжоу-9» и «Шэньчжоу-10») в 2012 и 2013 годах, после чего в 2016 году связь с ним была потеряна. В 2018 году модуль неконтролируемо вошёл в атмосферу и сгорел над южной частью Тихого океана.

В 2016 году был запущен модуль «Тяньгун-2» (Tiangong-2), более совершенный, чем предшественник. Он имел массу около 8,6 тонн и был оснащён улучшенными системами жизнеобеспечения и научным оборудованием. В 2016 году на нём работал экипаж «Шэньчжоу-11», а в 2017 году к нему пристыковался первый грузовой корабль «Тяньчжоу-1». «Тяньгун-2» был сведён с орбиты в 2019 году.

Создание многомодульной станции

Строительство полноценной многомодульной станции «Тяньгун» (также известной как «Тяньгун-3» или «Китайская космическая станция») началось в 2021 году. Первым был запущен базовый модуль «Тяньхэ» (天和, «Небесная гармония») — центральный элемент станции, обеспечивающий управление, стыковку, энергоснабжение и проживание экипажа. Запуск состоялся 29 апреля 2021 года с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн-5B» с космодрома Вэньчан.

В 2022 году к модулю «Тяньхэ» были последовательно пристыкованы два лабораторных модуля: «Вэньтянь» (问天, «Вопрошание небес») и «Мэнтянь» (梦天, «Грёзы о небе»). Завершение сборки станции в базовой конфигурации (Т-образная форма) было объявлено в ноябре 2022 года. С этого момента на станции началось постоянное присутствие китайских космонавтов (тайконавтов) в рамках длительных экспедиций.

Устройство и характеристики

Основные модули

Станция «Тяньгун» в базовой конфигурации состоит из трёх модулей:

• «Тяньхэ» (базовый модуль): длина около 16,6 м, диаметр 4,2 м, масса около 22,5 тонн. Содержит жилые отсеки для экипажа (до 6 человек на короткое время), систему управления, стыковочные узлы (4 на модуле), шлюзовую камеру для выходов в открытый космос, а также основную часть оборудования для жизнеобеспечения и связи.
• «Вэньтянь» (лабораторный модуль): длина около 17,9 м, диаметр 4,2 м, масса около 23 тонн. Оснащён научным оборудованием для экспериментов в области биологии, материаловедения, физики жидкостей и газов. Имеет дополнительный шлюз для выхода в открытый космос и внешнюю платформу для размещения приборов. Также содержит резервную систему управления станцией.
• «Мэнтянь» (лабораторный модуль): длина около 17,9 м, диаметр 4,2 м, масса около 23 тонн. Специализируется на экспериментах с использованием вакуума и низких температур, а также на астрономических наблюдениях. Оснащён внешней платформой для установки научной аппаратуры, открытой непосредственно в космическое пространство.

Системы и оборудование

• Энергоснабжение: станция оснащена четырьмя большими солнечными панелями (две на модуле «Тяньхэ», по одной на «Вэньтянь» и «Мэнтянь»), которые вырабатывают до 100 кВт электроэнергии. Панели имеют возможность поворота для оптимальной ориентации на Солнце.
• Система жизнеобеспечения: замкнутая система регенерации воды и кислорода, позволяющая сократить объём доставляемых с Земли запасов. Вода регенерируется из конденсата и урины, кислород — электролизом воды.
• Стыковочные узлы: станция оснащена несколькими стыковочными портами, в том числе универсальными (для пилотируемых и грузовых кораблей) и специализированными (для модулей). Используется система стыковки, совместимая с российскими стандартами (АПАС-89).
• Связь: для передачи данных на Землю используется спутниковая система ретрансляции «Тяньлянь» (на геостационарной орбите), а также наземные станции слежения.

Параметры орбиты

• Высота: от 340 до 450 км (поддерживается с помощью коррекций).
• Наклонение: 41,5 градуса.
• Период обращения: около 90 минут.

Экспедиции и экипажи

С момента завершения сборки на станции «Тяньгун» работают долговременные экспедиции, сменяющие друг друга каждые 6 месяцев. Первая длительная экспедиция (Шэньчжоу-14) прибыла на станцию в июне 2022 года. К настоящему времени на станции побывали несколько экипажей, в состав которых входили как опытные космонавты, так и новички, в том числе первая китайская женщина-космонавт, работавшая на станции длительное время (Ван Япин, миссия Шэньчжоу-13).

Экипажи проводят научные эксперименты, обслуживают оборудование, выполняют выходы в открытый космос (для монтажа и ремонта внешних приборов) и поддерживают работу станции. Планируется, что станция будет эксплуатироваться не менее 10 лет, с возможностью продления срока службы.

Научные исследования

Станция «Тяньгун» предназначена для проведения широкого спектра научных экспериментов в условиях микрогравитации. Основные направления:

• Биология и медицина: изучение влияния космической радиации и невесомости на живые организмы, включая растения, микроорганизмы и клетки человека. Эксперименты по выращиванию растений в условиях замкнутой экосистемы.
• Материаловедение: выращивание кристаллов, изучение процессов горения и фазовых переходов в невесомости, создание новых материалов с уникальными свойствами.
• Физика жидкостей и газов: исследование поведения жидкостей, капиллярных эффектов и теплообмена в условиях микрогравитации.
• Астрономия и астрофизика: установка на внешних платформах телескопов и детекторов для наблюдения за космическими объектами, включая рентгеновские и гамма-всплески.
• Технологические эксперименты: отработка систем жизнеобеспечения, робототехники, методов сближения и стыковки, а также технологий для будущих межпланетных миссий.

Международное сотрудничество

Китайская космическая станция открыта для международного сотрудничества. CNSA объявила о приёме заявок на проведение экспериментов от учёных из других стран. В 2023 году были отобраны первые международные проекты, в том числе из России, Германии, Франции, Италии, Японии и других стран. Однако из-за ограничений, связанных с законодательством США (поправка Вулфа), прямое участие американских учёных и организаций в проектах на станции «Тяньгун» затруднено.

Будущее развитие

Планируется дальнейшее расширение станции. В перспективе к базовой конфигурации могут быть добавлены дополнительные модули, в том числе:

• Модуль «Сюньтянь» (巡天, «Обзор неба») — автономный космический телескоп с диаметром зеркала 2 метра, который будет периодически стыковаться со станцией для обслуживания и замены приборов. Запуск планируется на 2024–2025 годы.
• Дополнительные лабораторные модули для расширения научных возможностей.
• Модуль для выхода в открытый космос с улучшенным шлюзовым оборудованием.

Также рассматривается возможность создания на базе станции «Тяньгун» платформы для отработки технологий, необходимых для пилотируемых полётов на Луну и Марс.

Интересные факты

• Название станции «Тяньгун» («Небесный дворец») отсылает к китайской мифологии, где это слово обозначает обитель небожителей.
• Станция «Тяньгун» является третьей в мире многомодульной пилотируемой космической станцией (после советской/российской «Мир» и Международной космической станции).
• В отличие от МКС, которая собиралась на орбите в течение многих лет, базовая конфигурация «Тяньгуна» была собрана всего за 1,5 года (с апреля 2021 по ноябрь 2022).
• Китайские космонавты используют на станции систему связи, основанную на китайских спутниках-ретрансляторах «Тяньлянь», что обеспечивает непрерывную связь с Землёй.

Источники

• Официальные пресс-релизы Китайской национальной космической администрации (CNSA).
• Материалы научно-популярных изданий «Новости космонавтики», «Российский космос».
• Данные с сайта «Space.com» (раздел о китайской космической программе).
• Информация из открытых источников, включая публикации Китайской академии наук (CAS).