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