W 2020 r. Chiny rozpoczną budowę załogowej stacji orbitalnej

0

Zapraszamy do analizy Jana Szturca o chińskim programie stacji kosmicznej TiangongChiny są trzecim krajem na świecie, który samodzielnie wysyła swoich astronautów w kosmos. Chiński program załogowy wystartował inaczej, niż podobne programy w Związku Radzieckim i Stanach Zjednoczonych, i przebiega w nieco odmienny sposób. Jest jednak bardzo ambitny i choć jest realizowany powoli, to systematycznie.

Gdzie znajdują się Chiny ze swoim programem załogowym?

Chiny przymierzały się do rozpoczęcia własnego programu załogowego już od drugiej połowy lat 60. ubiegłego stulecia, jednak obecny program ruszył oficjalnie w 1992 r. Technicznie jest on realizowany na bazie statku kosmicznego Shenzhou, czyli „boskiego statku” (SZ), wzorowanym na radzieckim statku Sojuz, nieco tylko powiększonym i zmodernizowanym. Pierwszy start tej konstrukcji odbył się w 1999 r, natomiast pierwszy start załogowy odbył się cztery lata później, 15 października 2003 r. Pierwszym chińskim astronautą został Yang Liwei, obecnie generał i zastępca dyrektora China Manned Space Engineering – instytucji zarządzającej chińskim programem załogowym. Rakietą nośną umieszczającą te statki na orbicie jest Chang Zheng 2F (CZ-2F), jedna z licznych chińskich rakiet, które są konstrukcjami bardzo różnymi, ale określanymi wspólną nazwą oznaczającą „Długi Marsz”.

Rys. 1. Porównanie statków kosmicznych: rosyjski Sojuz (po lewej) i chiński Shenzhou (po prawej). Credits: PacoArnau.

Jak wynika z wykazu dotychczasowych załogowych misji Shenzhou, wnioskując po częstotliwości startów chiński program rozwija się bardzo wolno (tabela 1). W ciągu 15 lat od startu Shenzhou 5 odbyło się zaledwie 6 misji, a więc bardzo mało w porównaniu z liczbą lotów, które odbywały statki Wostok i Woschod czy Mercury i Gemini w pionierskich latach astronautyki. Należy jednak pamiętać, że Chiny dysponują statkiem przetestowanym, technologie są dobrze znane, zatem nie są potrzebne liczne próby, które w latach 60. przeprowadzały Związek Radziecki i Stany Zjednoczone.

Równocześnie z programem Shenzhou Chiny uruchomiły w 1992 roku długofalowy program budowy załogowej stacji orbitalnej. Planowana stacja ma być modułowa, będzie więc przypominać radziecko-rosyjską stację Mir. Program składa się z trzech etapów: (1) budowa statku załogowego Shenzhou, (2) budowa modułów laboratoryjnych Tiangong, (3) budowa wielomodułowej stacji orbitalnej Tiangong. Temu końcowemu celowi były podporządkowane dotychczasowe misje Shenzhou, stąd mała spektakularność programu.

Po testach pojazdu Shenzhou, w drugim etapie umieszczano na orbicie małe pojedyncze moduły Tiangong zwane laboratoryjnymi. Program miał na celu przetestowanie technik nawigacji, zbliżania się statków i ich łączenia, a także dłuższej pracy na ich pokładzie. Sprawdzano systemy podtrzymywania życia załogi, recyklingu, sterowania kompleksem itd. Pierwotnie planowano umieszczenie na orbicie kolejno trzech takich modułów, ale ostatecznie zdecydowano, że wystarczą dwa: Tiangong 1 i 2.

Stacja Tiangong 1, testowana na orbicie w latach 2011-2013, gościła trzy kolejne statki Shenzhou: bezzałogowy SZ-8 oraz załogowe SZ-9 i 10. Następna Tiangong 2 przyjęła na pokład w latach 2016-2017 tylko jedną dwuosobową załogę SZ-11, zaś potem przyłączył się do niej prototyp statku logistycznego Tianzhou (TZ-1), z którego przepompowano na stację paliwo.

Rys. 2. Zdjęcie połączonych statków Shenzhou 11 i Tiangong 2 wykonane przez mikrosatelitę odłączonego od TG-2 (2016).

Wielomodułowa stacja Tiangong

Obecnie realizowany projekt docelowej stacji został przyjęty przez chiński rząd w 2010 roku. Nadano jej także nazwę Tiangong, i będzie ona składała się z trzech modułów: głównego Tianhe oraz dwóch podobnych do siebie badawczych Wentian i Mengtian. Masa całego kompleksu będzie wynosić ok. 66 t, a więc połowę tego co masa Mira w końcowej konfiguracji. Chiny nie wykluczają, że w przyszłości stacja zostanie powiększona o kolejne moduły. Budowa stacji Tiangong ma być przeprowadzona w latach 2020-2022, a już w 2021 r. rozpoczną się do niej regularne loty załogowe statkiem Shenzhou.

Ciekawym pomysłem jest umieszczenie w pobliżu stacji modułu Xuntian, który będzie teleskopem kosmicznym zbliżonym parametrami do kończącego już swą misję amerykańskiego teleskopu Hubble’a. Moduł ten ze względu na rygorystyczne warunki obserwacji wykluczające np. wszelkie drgania, nie będzie dołączony na stałe do stacji, ale będzie mógł do niej okresowo cumować celem serwisowania, co jak wiadomo stanowi podstawowy problem w pracy Hubble’a.

Poszczególne moduły będą dostarczane na orbitę największą obecnie chińską rakietą nośną CZ-5B o udźwigu do 25 ton, startującą z nowego kosmodromu Wenchang na wyspie Hainan. Jest to najbliżej równika położony obszar Chin, co jest istotne z punktu widzenia udźwigu rakiet na orbity o małej inklinacji względem równika. Pierwszy start tej rakiety odbył się w 2016 r. CZ-5, czyli wersja 3-stopniowa, będzie ponadto stanowił podstawę do ambitnych bezzałogowych misji księżycowych Chang’e.

Rys. 3. Schemat stacji Tiangong. Oprócz trzech modułów stacji widać na nim dołączone statki załogowy i cargo.

Stacja będzie wymagała, podobnie jak obecna ISS, regularnych odwiedzin dwóch rodzajów statków. Pierwszy będzie dowoził kolejne załogi, będzie nim obecnie używany Shenzhou, który jest wynoszony rakietą CZ-2F z kosmodromu Jiuquan położonego na terenie Mongolii Wewnętrznej. Drugim będzie statek zaopatrzeniowy cargo Tianzhou, który stanowi towarową wersję laboratorium Tiangong. Będzie on startował na nowej, nieco silniejszej rakiecie CZ-7 również z kosmodromu Wenchang jak CZ-5B. Pierwsza misja tego statku odbyła się w 2017 r., a jednym z jej celów była demonstracja możliwości transferu paliwa do stacji. Możliwości dostawcze TZ wynoszą 6,5 t przy masie startowej statku 13,5 t.

Rys. 4. Grafika stacji Tiangong. Konfiguracja jak na rys. 3. Credits: CMSE

W porównaniu z innymi stacjami, także z obecnie działającą na orbicie okołoziemskiej międzynarodową stacją kosmiczną ISS, chińska stacja nie będzie imponująca, ale też nie będzie mała. W tabeli 4 zestawiono parametry mówiące o wielkości wszystkich stacji załogowych, które znalazły się na orbicie Ziemi.

Budowa, a potem użytkowanie stacji powinno od 2021 r. zdecydowanie zwiększyć częstotliwość chińskich lotów załogowych. Prawdopodobnie wymiany trójosobowych załóg będą odbywały się w podobnym reżimie jak na ISS, czyli w półrocznych turnusach, ale spodziewane są również krótkotrwałe misje do stacji.

Przyszła rola stacji Tiangong

Budowa stacji Tiangong zostanie ukończona 2022 r., w sytuacji gdzie Międzynarodowa Stacja Kosmiczna ma zakończyć swoją misję według aktualnych uzgodnień w 2024 r. Prawdopodobnie jej aktywność zostanie przedłużona jeszcze o cztery lata, tym niemniej jej los zbliża się już do końca. W tym czasie wysiłki Stanów Zjednoczonych i ich astronautycznych partnerów skupią się mocno na budowie wokółksiężycowej stacji LOP-G, co będzie wiązało się z ogromnym wysiłkiem finansowym i organizacyjnym. Trzeba pamiętać, że ze względu na ogromną odległość i znacznie wyższe koszty transportu, LOP-G nie będzie zasiedlona przez cały czas tak jak ISS, a tylko przez ok. 2 miesiące w roku. Ziemia straci swój stały przyczółek w kosmosie. Projektowana prywatna stacja firmy Bigelow Aerospace będzie raczej pełnić rolę hotelu i nie spełni wymagań związanych z eksploracją kosmosu. Natomiast chińska stacja może i według Chin powinna zastąpić w tym względzie ISS.

Chiny ostatnio bardzo mocno podkreślają, że chętnie udostępnią swą przyszłą stację na cele badawcze, w szczególności narodowym agencjom kosmicznym. Oczywistym warunkiem będzie partycypacja w kosztach funkcjonowania stacji. Chiny oferują potencjalnym partnerom nie tylko szkolenia astronautów, ale także sprzęt, transport na stację itd. Zainteresowanie stacją na dwa lata przed rozpoczęciem jej budowy jest widoczne, szczególnie ze strony Europejskiej Agencji Kosmicznej ESA, której astronauci już biorą udział we wspólnych treningach z astronautami z Chin. Ponadto chińska stacja będzie otwarta dla krajów, które dotąd ze względów technicznych i finansowych nie mogły prowadzić własnych programów załogowych, takich jak Pakistan i inne zamożniejsze kraje azjatyckie, a także arabskie, ostatnio przejawiające coraz większe ambicje na tym polu.

Należy dodać, że Chiny rozpoczęły już przygotowania do załogowych lotów na Księżyc. Rozpoczęto prace nad nową, potężną rakieta nośną CZ- 9, a także nowym statkiem załogowym przystosowanym do lotów poza niską orbitę okołoziemską.

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.

Share.

Comments are closed.