О национальных космических комплексах КНР

[Patriot]

Ниже приводится материал из бюллетеня ЦНИИ Маш "Ракетная и космическая техника" (по материалам иностранной печати) №46 (2606) 13 ноября 2009 г.

КНР. О национальных космических комплексах

Как сообщалось («РКТ» № 43, 2009, стр. 2), в сентябре 2009 года состоялся визит американской делегации в КНР, которой была предоставлена возможность посетить национальные космические комплексы, в частности, Космический стартовый комплекс Цзюцюань. В ходе посещения этого комплекса делегацию США ознакомили с его техническим оснащением, порядком подготовки космических аппаратов к запуску, а также с планами развития национальных пилотируемых программ. При этом подчеркивается, что для помещений этого космического стартового комплекса характерно наличие красно-золотых лозунгов с такими призывами, как «Прикладывай максимальные усилия для выполнения своей работы» или «Точность и аккуратность, самоотверженность и собранность».
Инфраструктура центра для обеспечения пилотируемых полетов (стартовый комплекс, зал управления запуском и помещение для экипажа) была развернута в начале 1990-х годов. В рамках подготовки к полету космический аппарат (КА) доставляется в зал технического обслуживания, оборудованный платформой высотой 12 м для космического корабля (КК) Shenzhou и меньшей по величине установкой для спутников, предназначенных для работы на низких и промежуточных околоземных орбитах.
Предварительно КА поступает в помещение воздушной очистки, где под высоким давлением воздушным потоком сдувается пыль с его контейнера. Затем аппарат перемещается в цех с коэффициентом чистоты 10000. В настоящее время на процедуру подготовки пилотируемого КК Shenzhou к этапу вертикальной сборки требуется 60 суток, но исследуется возможность сокращения этого срока до 10 дней.
Одним из основных элементов стартового комплекса является сборочный комплекс VAB (Vehicle Assembly Building или Vehicle Integration Building) с двумя пролетами высотой 93,5 м, который представляет собой аналог американского здания вертикальной сборки VAB. К зданию VAB примыкает большой цех, куда в горизонтальном положении по рельсам доставляются секции ракеты-носителя (РН) CZ и твердотопливные ускорители. (В этом же цехе выполняется техническое обслуживание спутников, которые запускаются со стартовой площадки, расположенной в 600 м от стартовой площадки КК Shenzhou). Затем секции РН через боковой дверной проем перемещаются в здание VAB для последующей сборки с помощью мостового крана с подъемной силой 15 т на одной из мобильных пусковых платформ.
В здании VAB имеются две пусковые платформы массой по 750 т, которые передвигаются с помощью восьми электромоторов, попарно установленных на концах каждой стороны ходовой
Протяженность трассы, по которой платформа с изделием в сборе передвигается к стартовой площадке, составляет 1500 м. В случае если сборка будет производиться во втором пролете здания VAB, который еще не использовался, изделие на платформе будет доставляться к основной трассе через дверной проем высотой 74 м в режиме маневрирования. Каждый из дверных проемов в обоих пролетах включает 6 дверных полотен массой по 20 т, которые перемещаются вертикально и обеспечивают свободное прохождение изделий в сборе, и еще два полотна, которые перемещаются горизонтально.
Высота сооружений стартовой площадки составляет 105 м с одиночным молниеотводом на вершине. Площадка расположена над пламеотводящим каналом с бетонированным покрытием, предназначенным для отвода выхлопных газов двигателей во время старта. Выхлопы газов двухкомпонентных двигателей YF-20 РН CZ, работающих на четырехокиси азота и несимметричном диметилгидразине (НДМГ) и развивающих тягу 80 т каждый, разделяются и выводятся по обе стороны от стартовой площадки.
На стартовой позиции на случай возникновении аварийных ситуаций предусмотрена система экстренного спасения экипажа. Эта конструкция представляет собой стальную трубу, которая протянута от люка орбитального модуля (ОМ) КК Shenzhou до армированного бункера под стартовой площадкой. В случае аварии члены экипажа спускаются в гибком огнеупорном «мешке», замедляя свое движение руками. Вся процедура длится около 1 минуты.
Для спасения экипажа на участке выведения до Т+120 с может быть использована система спасения, аналогичная американской системе LAS (Launch Abort System), разрабатываемой для перспективного КК Orion («РКТ» № 30, 2009, стр. 2). Согласно расчетам, твердотопливная система аварийного спасения отведет находящийся внутри обтекателя КК Shenzhou от аварийной РН CZ. При этом по бокам обтекателя для стабилизации спускаемого аппарата, а также для снижения перегрузок на экипаж развертываются аэродинамические плоскости квадратной формы. После отделения от РН происходит отделение обтекателя от ОМ, после чего спускаемый аппарат приземляется на парашютах.
Зал управления запуском КК Shenzhou площадью 400 м2 расположен в 7 км от стартовой площадки и связан с ней волоконно-оптическим кабелем. Четыре ряда рабочих мест рас¬полагаются перед четырьмя большими светодиодными экранами, на которых отображается исключительно процедура запуска. В штатном режиме полета система спасения отстреливается в Т+120 с, четыре ускорителя отделяются в Т+140 с, а обтекатель - в Т+200 с. КК Shenzhou отделяется от верхней ступени РН CZ в Т+580 с, и через несколько секунд после этого управление полетом передается в Центр управления космическими полетами ВАСС (Beijing Aerospace Control Center). На этом этапе полета КК Shenzhou находится на штатной начальной орбите высотой 200х350 км. Затем по командам с Земли из Центра ВАСС орбита КК Shenzhou выравнивается до высоты 343 км.
Как известно, Китай придерживается политики постепенного наращивания программы исследования космоса. Реализация программы пилотируемых полетов в рамках «Проекта 921» («РКТ» № 14, 2000, стр. 5), который был начат в 1992 году, включает выполнение 4-х этапов. Основная задача уже реализованного первого этапа состояла в осуществлении первого пилотируемого полета, который 15 октября 2003 года выполнил Ян Ливэй (Yang Liwei) на борту КК Shenzhou-5 («РКТ» № 50, 2003, стр. 2).
В настоящее время реализуется второй этап этого проекта, в соответствии с которым в 2010 году должен состояться полет по программе отработки операций по автоматическому сближению и стыковке беспилотного КК Shenzhou-8 с модулем Tiangong-1 (масса 8,5 т). Про¬граммой этого полета модулю Tiangong-1 («РКТ» № 15, 2009, стр. 7) отводится роль первой космической станции Китая. (Очередной пилотируемый полет на борту КК Shenzhou-9 состо¬ится не ранее 2011 года и только при условии, что вышеназванная операция пройдет успешно.) Подготовка модуля Tiangong-1 к полету и сборка на РН CZ-2F будет также производиться в космическом центре Цзюцюань.
Из Китайской академии космических технологий CAST (China Academy of Space Technology; Пекин) модуль Tiangong-1 будет доставлен на стартовый комплекс поэтапно сначала транспортным самолетом, а затем по железной дороге. Более поздние модели модуля Tiangong-1 планируется использовать как малогабаритные орбитальные станции, а модернизированная модель этого аппарата будет служить в качестве грузового транспортного КА для обслуживания перспективной крупногабаритной орбитальной станции, которую намечается вывести на орбиту к 2020 году. Планируется, что модернизированная модель модуля Tiangong-1 и элементы орбитальной станции будут выводиться на орбиту ракетой CZ-5 с нового стартового комплекса, строительство которого на о. Хайнань (19° с.ш.) начато в октябре 2009 года («РКТ» № 40, 2009, стр. 10).
Делегация также побывала в Центре управления космическими полетами ВАСС (другое обозначение MCC-B (Mission Control Center-Beijing)). Центр ВАСС по своим функциям аналогичен американскому и российскому Центрам управления полетами в Хьюстоне и Москве, но при этом имеет одно важное отличие. Американский и российский Центры обеспечивают управление только пилотируемыми полетами и полетами по программе Международной космической станции, а Центр ВАСС оснащен техническими средствами для управления исследовательскими полетами за пределами околоземной орбиты. В частности, из этого Центра ведется управление автоматическими лунными программами. Долгосрочными планами Центра ВАСС предусматривается управление китайской орбитальной станцией. В Центре ВАСС также разрабатываются программные средства для обеспечения космических полетов. Новейший зал управления оборудован сотней рабочих мест, соединенных между собой волоконно-оптическими кабелями. В смежном с залом управления застекленном помещении установлены компьютеры марки Samsung. Связь в звене «Земля-борт» обеспечивается сетью в составе пяти отечественных и трех зарубежных наземных станций, а также пяти кораблей слежения.
Уровень технического потенциала Центра ВАСС подтверждается готовностью команды специалистов в течение 2-х лет обеспечивать полет микро-КА Yinghuo-1, который намечается вывести на орбиту вокруг Марса с борта российского межпланетного аппарата «Фобос-Грунт». Стартовое окно для его запуска ракетой «Зенит» с космодрома Байконур было открыто с 6 октября 2009 года. Однако, к сожалению китайских партнеров, непосредственно накануне старта запуск российского КА был отложен до 2011 года.
22 сентября американская делегация посетила Китайский исследовательский центр подготовки астронавтов CARTC (China Astronaut Research and Training Center), который был основан в 1968 году. (Другое наименование - АСС (Astronaut Center of China).) Новое здание Центра CARTC находится в пригороде к северо-западу от Пекина. Центр напоминает аналогичные по назначению и техническому оснащению американский Центр Джонсона и российский Центр подготовки космонавтов им. Ю. Гагарина.
Во время визита американской делегации в Центре CARTC проходил заключительный этап отбора в отряд астронавтов (тайконавтов) женщин-пилотов транспортных самолетов ВВС. Из двухсот претенденток, имеющих налет не менее 1000 часов, ранее было отобрано 15 летчиц, из которых, в свою очередь, предстояло выбрать только двоих. Они присоединятся к 5 кандидатам-мужчинам, и, таким образом, общая численность национального отряда астронавтов достигнет 21 человека. Необходимость в пополнении отряда определяется планами КНР по созданию к 2020 году крупногабаритной орбитальной станции. Отмечается, что через 5 лет в ходе следующего набора в отряд астронавтов в конкурсе примут участие гражданские специалисты в качестве кандидатов для работы на борту перспективной орбитальной станции.
Американским коллегам продемонстрировали технические средства подготовки астронавтов к полету, в числе которых были:
- бассейн гидроневесомости круглый по форме, глубиной 10 м и диаметром 23 м. Над бассейном установлен кран для погружения в воду тренировочного оборудования. С целью обеспечения безопасности во время тренировки астронавтов сопровождают 6-8 водолазов. В ходе подготовки к первому выходу в космос в бассейне гидроневесомости тренировался астронавт Чжай Чжиган (Zhai Zhigang);
-   термобарокамера для подготовки астронавтов к полету в скафандрах отечественного производства (Feitian). По результатам испытаний проводится доработка скафандров;
-   механическая система подвески, включающая приспособление из строп и подъемного механизма. В сочетании с тележкой она служит для отработки процедуры входа и выхода астронавта в скафандре через люк ОМ КК Shenzhou и проведения сеанса внекорабельной деятельности (ВКД). Подъемный механизм используется для моделирования условий микрогравитации, а тележка на колесах не позволяет ногам астронавта, который находится на ней в скафандре Feitian, занять устойчивое положение;
-   центрифуга для тренировки в условиях перегрузки;
-   макет КК Shenzhou. В ходе тренировок астронавты отрабатывают варианты устранения возможных сбоев в системах управления КК, моделируемых обучающим персоналом;
-   спортивный зал;
-   научные лаборатории, первоочередные задачи которых заключаются в разработке технических средств для систем жизнеобеспечения, а также продуктов питания для экипажей. Кроме того, в лабораториях проводятся и долгосрочные исследования, в частности, в области организации жизнеобеспечения замкнутого цикла на основе рециркуляции воды, разработки установок для выращивания растений в космосе, изучения процесса отдыха в лежачем положении (bed-rest) с целью получения данных о физиологическом состоянии организма человека в условиях длительного воздействия на него микрогравитации. Эргономическая лаборатория занимается вопросами процесса взаимодействия человек/машина.
Делегации США также сообщили новые сведения о первом выходе китайского астронавта в космос в ходе полета КК Shenzhou-7, когда, по признанию китайских специалистов, не обошлось без проблем. Официально было сообщено, что трудности при открывании люка ОМ КК Shenzhou возникли по причине недостатка опыта. Чжай Чжиган в китайском скафандре Feitian и Лю Бомин (Liu Boming) в российском скафандре «Орлан» с усилием открыли люк даже, когда приборы ОМ показали, что необходимый уровень разгерметизации достигнут. Предполагается, что на механизм люка оказывали скрытое давление газы, выделяемые из транспортировочных мешков и других закрытых контейнеров. Кроме того, Чжай Чжиган в беседе с американскими коллегами заявил, что во время ВКД он испытал усталость, во-первых, от процедуры облачения и ношения скафандра массой 120 кг и, очевидно, в результате потери сил, потребовавшихся для открывания люка.
Ранее Центр CARTC уже посетили японский астронавт Мукаи Чиаки (Mukai, женщина), руководитель Российского космического агентства А. Перминов, его предшественник Ю. Коптев и первая женщина-космонавт В. Терешкова.

Aviation Week and Space Technology, 2009, 12/X, vol. 171, № 14, p. 45,48,49
Aviation Week and Space Technology, 2009,26/XI, vol. 171, № 16, p. 27

(«РКТ» № 46, 2009, стр. 3-6)