Китай запізнився з тим, щоб стати першопрохідцем на світанку космонавтики. Ані ракетна, ані технологічна (йдеться саме про космічні технології) промисловість не встигала за планкою, яку щоразу підвищували СРСР і США. У кращому разі КНР потрапляла до п’ятірки країн, “які вже це зробили”, коли проводила свою чергову місію.
Але зараз китайський космос уже подолав першу космічну. Це добре видно навіть через призму місячної і марсіанської програм КНР, де майже щороку встановлюють нові рекорди. Наразі ці планетарні місії є вітриною ефективності політики у сфері космосу, яку проводить Пекін.
У новій частині статей про космічну програму КНР ми розповімо про місячну програму Піднебесної.
Чотири етапи місячної програми CLEP
У китайців досить дивні взаємини з цифрою 4. Це схоже на неприязне ставлення до числа 13 у Європі. Ви не часто зустрінете чотири поверхи в будинках або четверті номери в готелях, адже цифра вважається нещасливою.
Проте саме зі скількох етапів складається Китайська місячна дослідницька програма (China Lunar Exploration Program, CLEP), яка отримала скорочену назву Chang’e (на честь китайської місячної богині Чан’e та головного космічного корабля місії).
Місячна програма Китаю має на меті виконання чотирьох послідовних оперативних фаз:
- Орбітальна розвідка Місяця — у межах місій Chang’e 1 і 2.
- Посадка на поверхню — в межах місій Chang’e 3 і 4.
- Збір і доставка зразків — для цього подорож до Місяця і назад здійснили два місячні дрони-забірники Chang’e 5 і резервний 5-Т1.
- Розгортання місячного аванпосту (роботизованої дослідницької станції) — на досягнення цієї мети будуть спрямовані майбутні місії Chang’e 6, 7 та 8.
Кожен із пунктів покликаний символізувати новий рівень технічної переваги КНР на шляху до досягнення головної мети — створення умов для стійкої присутності людей на Місяці
Серйозні спроби КНР підкорити Місяць припали на ХХІ сторіччя. У жовтні 2007 року Піднебесна запустила свою першу місячну місію — Chang’e 1. Протягом 16 місяців (з 1 листопада 2007-го до 1 березня 2009 року) безпілотний орбітальний зонд здійснював пасивне багатоканальне мікрохвильове сканування місячної поверхні за допомогою встановленого на борту радіометра. Після закінчення місії Chang’e 1 у 2009 році Китай отримав в особисте користування 175 Гб даних мікрохвильового сканування в різних спектрах, з яких можна було скласти повну топографічну мапу Місяця, що й зробило Китайське національне космічне управління (China National Space Administration, CNSA) згодом.
Через три роки КНР продовжила вивчення місячної поверхні під час місії космічного зонда Chang’e 2. Багато в чому він був близнюком Chang’e 1 і виконував схожі завдання. Головною відмінністю була, хіба що, більш просунута бортова камера, яка дозволила зонду отримувати інформацію тепер не тільки в радіо-, а й у оптичному діапазоні.
Багато в чому саме на дані, отримані розвідувальними місіями перших двох Chang’e, Пекін орієнтувався при виборі посадкових зон на Місяці під час другої фази місячної програми CLEP — фази посадок.
Піонером тут став космічний апарат Chang’e 3 масою 1,2 тонни. Він стартував 1 грудня 2013 року із Центру запуску супутників у Січані на борту ракети Long March 3B. За два тижні Chang’e 3 розпочав зниження на поверхню супутника, яке тривало 12 хвилин. У процесі польоту космічний апарат застосовував підрулювання за допомогою бортового двигуна з регульованою тягою. Дещо не склалося з місцем посадки: замість кратера Sinus Iridum посадкова платформа опинилася в центрі Mare Imbrium.
В якості корисного навантаження роботизована посадкова платформа мала невеликий місяцехід Yutu-1 масою 140 кг, який відстикувався після посадки. Оснащений радіоізотопним нагрівачем, який не давав бортовим системам замерзнути під час місячних ночей, протягом своєї активності Chang’e 3 здійснив експерименти із екстремально ультрафіолетовою камерою (EUV) з метою вивчення впливу космічного випромінювання на внутрішню магнітосферу Землі — плазмосферу.
Але справжній тріумф чекав попереду. 2019 року КНР відправила на Місяць Chang’e 4. Головна особливість місії полягала в тому, що вперше в історії людство наважилося посадити космічний апарат на зворотний бік Місяця. Результат вам, напевно, вже відомий: 3 січня 2019 року КНР першою у світі здійснила посадку на зворотному боці нашого супутника.
До успіху Chang’e 4 абсолютно всі місячні місії запускалися майже прямою орбітальною траєкторією як найкоротшою і, як уважалося, більш економною за показником витрати ракетного палива. CNSA, навпаки, спромоглося довести, що вміла робота математиків з гравітаційними константами небесних тіл при розрахунку орбітальної траєкторії здатна творити дива.
Гравітація Місяця дійсно погасила інерційний імпульс космічного корабля Chang’e 4 у момент огинання ним супутника, зробивши його посадку по-справжньому м’якою
Після приземлення посадкова платформа Chang’e 4 вивільнила роботизований ровер Yutu-2 — колісний місяцехід на сонячних батареях, аналогічний тому, що запускався в межах попередньої космічної місії. Попри заявлений річний експлуатаційний період, Yutu-2 продовжує свою активність — регулярно відправляє на Землю дані телеметрії і здійснює поїздки в радіусі 10-кілометрової зони.
Наступна, п’ята місія космічного апарата Chang’e змогла доставити з Місяця на Землю зразки ґрунту. Причому дуже велику кількість — зонд назбирав його майже 2 кг (1731 г). Мабуть, більше сувенірів зі своїх місячних відряджень доставляли на Землю лише американці, однак це були команди астронавтів, кожен із власною парою сильних рук в активі. У КНР у розпорядженні був лише роботизований модуль, оснащений буром і контейнером для зберігання. Всього за 16 днів із дня посадки Chang’e 5 на Місяць зразки ґрунту вже отримали китайські вчені. Третя фаза місячної програми CLEP успішно завершилася.
На підході останній, четвертий етап місячної програми CNSA — створення роботизованої дослідницької станції. Планується ще одне повернення місячних зразків на Землю (місія Chang’e 6, 2025 рік), експерименти з пошуку родовищ ресурсів на південному полюсі Місяця (Chang’e 7, 2026 рік), а також спроба їхнього видобутку та використання на місці, наприклад для цілей тривимірного друку. Для цього планується навіть доставити портативний 3D-принтер, який буде встановлений на посадковій платформі Chang’e 8. Запуск восьмої та останньої на даний момент місячної місії програми Chang’e намічений на 2028 рік.
Пілотовані космічні місії та ILRS
Наразі чітко визначено і вектор реалізації місячних пілотованих місій зі спуском астронавтів на поверхню Місяця. Згідно з липневою інформацією від агентства новин Reuters, яке цитує Чжана Хайланя, заступника головного конструктора Китайського пілотованого космічного агентства (China Manned Space Agency, CMSA), у КНР уже готовий план програми майбутньої місячної висадки.
З метою реалізації місії буде здійснено два ракетні запуски. Перший доставить на орбіту Місяця орбітальний космічний корабель з екіпажем, а другий — посадкову платформу для спуску на поверхню супутника. На місячній орбіті відбудеться стикування обох модулів, після чого астронавти перейдуть у посадковий модуль для виконання пілотованої посадки на поверхню супутника. Завершивши увесь перелік науково-дослідних робіт на Місяці, команда повернеться на борт посадкової платформи, яка доставить астронавтів до космічного корабля на орбіті. На ньому екіпаж здійснить свою зворотну подорож на Землю.
На дев’ятому Китайському приватному космічному симпозіумі в Ухані Чжан Хайлань розповів перші подробиці про космічний корабель для астронавтів. За його словами, той може здійснювати високошвидкісний вхід в атмосферу та проводити довготривалі перельоти у глибокому космосі. Можливо, саме цей китайський космічний корабель (дуже схожий на американський X-37B) нещодавно завершив свою 276-денну місію на орбіті Землі.
Очікується, що майбутні запуски будуть здійснені на поки що не створеній надважкій ракеті Long March 10, розробка якої зараз на початковому етапі. Ракета зможе доставити на Місяць 27 тонн корисного навантаження (70 тонн на низьку навколоземну орбіту Землі). Таке розбиття запусків допоможе КНР обійти проблему відсутності надважких ракет-носіїв на кшталт Starship від SpaceX, здатної привезти до Місяця 150 тонн корисного навантаження (за умови орбітальної дозаправки ракети).
Не слід забувати і про проєкт Міжнародної місячної дослідницької станції (ILRS), яка має стати першим довгостроковим населеним аванпостом на Місяці (ми вже розповідали про неї у попередній частині цього матеріалу). Хоча в оригінальному проєкті і вказано Роскосмос у ролі його другого головного виконавця, можна не сумніватися, ILRS — це майже у всьому суто китайська технологія. Адже, попри назву, Місяць для московської “Луни-25” лишився недосяжним (хоча діяльність з обміну досвідом та космічними технологіями між РФ і КНР виключати не можна).
Уже відомо і про плани CSNA створити на Місяці стійку мережу телекомунікації, навігації та дистанційного моніторингу. Для цього планується використовувати мале супутникове сузір’я Queqiao (всього два супутники), яке буде розміщене на геостаціонарній місячній орбіті. Перший супутник сузір’я Queqiao був запущений 14 червня 2008 року, незадовго до старту Chang’e 4. Запуск другого планується у першому кварталі 2024-го.
Супутники зв’язку місячного угруповання Queqiao сполучатимуться з китайською системою супутникової навігації Beidou. Деякі активні термінали зв’язку будуть розміщені в районі двох точок Лагранжа: L1 та L2. Ця комплексна взаємодія допоможе місячній станції підтримувати безперебійне сполучення із Землею, незалежно від її положення стосовно земних станцій прийому сигналу. Супутникове сузір’я Queqiao сприятиме не лише організації сталого зв’язку на Місяці. CSNA вже виношує плани використання цих супутників для передачі сигналу під час своїх марсіанських і венеріанських місій.
Сьогодні кроки реалізації місячної програми CLEP (Chang’e) наочно демонструють, що земні забобони з цифрою 4 виявилися абсолютно недієвими щодо Місяця. Китай проводить місячні місії послідовно та впевнено, надаючи вільний доступ до багатьох аспектів своєї наукової діяльності. Утім, не поспішатимемо констатувати тотальний успіх CNSA, спочатку зачекаємо на завершення програми Chang’e і перших спроб будівництва ILRS на місячному ґрунті.
