Космическая движуха

Испытание вертикального взлета и вертикальной посадки во время полета на высоту 100 метров в Тунчуане, провинция Шэньси. Проведено компанией Deep Blue Aerospace 13 октября 2021 года. Фото: Deep Blue Aerospace

Амбиции включают новые орбитальные созвездия, космические самолеты, новые ракеты-носители, суборбитальный и орбитальный туризм.

ХЕЛЬСИНКИ. На космическом форуме, проходящем в Ухане в центральном Китае, участники развивающегося коммерческого космического сектора Китая обнародовали большие планы на ближайшие годы.

На седьмом Китайском коммерческом аэрокосмическом форуме (CCAF), проходившем в Ухане 25-26 ноября, присутствовал государственный оборонный и космический гигант China Aerospace Science and Industry Corp. (CASIC) и ряд частных и государственных компаний с обновленными планами на будущее.

CASIC и его дочерние компании продвигают создание группировки узкополосной связи из 80 спутников под названием Xingyun и планируют запустить по крайней мере 12 спутников Xingyun-2 в 2022 году, чтобы сформировать вторую очередь спутникового созвездия.

Ожидается, что спутники будут запускаться парами на ракете-носителе Kuaizhou-1A дочерней компании Expace.

В течение следующих трех месяцев запланировано семь запусков легкой твердотопливной ракеты Kuaizhou-1A для различных заказчиков. Ракета вернулась в строй в сентябре после того, как в течение года после аварии находилась в нелетающем состоянии. Последний запуск состоялся 24 ноября. CASIC сообщала о своих планах на 2020 год, незадолго до аварии, что планирует запустить 12 спутников Xingyun в 2021 году.

Уханьская национальная аэрокосмическая промышленная база площадью 68,8 квадратных километра, управляемая CASIC, была полностью введена в эксплуатацию в феврале. Сообщается, что предприятие способно собирать и испытывать 20 твердотопливных ракет и производить 240 малых спутников ежегодно.

Ранее заявленные планы CASIC относительно группировки широкополосных сетей Hongyun отсутствовали в этот раз. Ожидается, что Hongyun и другие подобные планы созвездий будут включены в национальный план создания мегакозвездия из 13 000 спутников.

Космические самолеты и космический туризм

Презентация CASIC, в частности, включала заявление о завершении летных испытаний двигателя с комбинированным циклом, что свидетельствует о прогрессе в планах компании по разработке космического самолета Tegnyun. Объявление последовало за загадочными сообщениями дочерних компаний об испытаниях комбинированных силовых установок в пустыне Гоби.

Китайские гиперзвуковые аппараты, и потенциальное оружие на их основе, оказались в центре внимания в последние недели после опубликованных Financial Times отчетов об испытаниях на основе разведданных США.

CASIC — далеко не единственная китайская компания, занимающаяся разработкой космических самолетов. Корпорация China Aerospace Science and Technology Corp (CASC), главный космический подрядчик страны, провела строго засекреченные орбитальные и суборбитальные испытания аппаратов для многоразовой космической транспортной системы с вертикальным взлетом и горизонтальной посадкой.

Пекинская частная фирма iSpace также представила планы космического самолета на CCAF. Летательный аппарат, который все еще находится на стадии разработки, будет запускаться на будущей метаново-жидкой кислородной ракеты Hyperbola-3 и сможет выполнять как суборбитальные, так и орбитальные туристические полеты. Hyperbola-3 с многоразовой первой ступенью может быть запущена уже в 2022 году. Однако испытания, ожидаемые в этом году, по-видимому, еще не состоялись.

CAS Space, еще один проект Китайской академии наук, продвигается к своему первому запуску с твердотопливной ракетой ZK-1A (также известной как Lijian-1), который ожидается в первом квартале 2022 года с космодрома Haiyang для морских запусков. Планы CAS Space по запуску семейства ZK включают твердотопливные и многоразовые жидкостные ракеты.

CAS Space также занимается суборбитальным туризмом. Недавно представила концепт системы, сходной одновременно с New Shephard Blue Origin и Crew Dragon SpaceX. Компания планирует предоставить туристам полеты в космос уже в 2024 году.

Deep Blue Aerospace, стартап, разрабатывающий многоразовые ракеты-носители с на традиционном топливе керосин и LOX, обнародовал план по созданию на базе своей находящейся в разработке ракеты-носителя Nebula-1 трехсексционной ракеты Nebula-1H, которая, по-видимому, будет использовать аналогичный SpaceX подход Falcon Heavy и Falcon 9 в своей разработке. В октябре компания успешно провела первый отечественный тест kerolox VTVL на высоту 100 метров.

В CCAF также участвовали такие компании, как Space Trek, компания по космическим ресурсам Origin Space, Changguang Satellite, Jiuzhou Yunjian, ADA Space, Galactic Energy и Commsat.

Строительство коммерческих площадей

В конце 2014 года китайское правительство приняло политическое решение о том, чтобы открыть часть космического сектора для участия частного капитала.

В последние годы последовала политическая поддержка от руководства страны, в том числе создание правил для запуска и малых спутников и национальные стратегии, поддерживающие «спутниковый Интернет», а также инвестиции из сочетания венчурного капитала и государственных инвестиционных механизмов.

Частные и государственные дочерние коммерческие компании Китая до сих пор запускали только легкие твердотопливные ракеты, но первые запуски жидкостных ракетных систем легкого и среднего класса ожидаются в 2022 году. Похоже, что Landspace ближе всего к первому запуску с наземными испытаниями метаново-кислородной ракеты-носителя Zhuque. И быстро движется к запуску c космодрома Haiyang. По словам генерального директора компании Чжан Чанву в интервью 18 ноября, Zhuque-2 может стартовать в первом квартале 2022 года.

COVID повлиял на работу и цепочки поставок в коммерческом секторе. Важное значение имеет также строительство новой инфраструктуры, которая представляет собой узкое место на пути

расширения космической деятельности Китая.

На космодроме Цзюцюань строятся новые объекты, которые, как ожидается, позволят запускать новые криогенные ракеты-носители. Цзюцюань обеспечивает запуски старых, ракет Long March с токсичным топливом, а также подавляющего большинства коммерческих твердотопливных ракет.

Более крупные китайские керосиновые ракеты нового поколения запускаются с нового прибрежного космодрома в Вэньчане на острове Хайнань. Хайян и Вэньчан планируют в будущем проводить коммерческие запуски.

Сотни компаний появились в различных областях космической деятельности, включая производство и эксплуатацию спутников, наземный сегмент, цепочки поставок и прикладные приложения.

Местные и провинциальные органы власти также стремятся привлечь компании космического сектора высоких технологий для стимулирования местной экономики. Космические кластеры создаются в таких местах, как Ухань, Гуанчжоу, Пекин, Шэньчжэнь, Чэнду, Сиань, Чанша и Вэньчан.

Ряд городов в районе дельты реки Янцзы недавно согласились сотрудничать в разработке спутниковой сети «G60» для продвижения кластера спутникового интернета в рамках инициативы «Долина научно-технологических инноваций», поддерживаемой на самом высоком правительственном уровне. Название происходит от скоростной автомагистрали G60, которая проходит через несколько городов региона.

Первоисточник:

«Причал» на МКС. Фото: NASA

После запуска нового модуля стыковочного узла к Международной космической станции (МКС) в среду, 24 ноября, в 13:06 UTC/8:06 EST, Роскосмос успешно пристыковал узел «Причал» к модулю «Наука» МКС.

Модуль добавит дополнительные стыковочные порты в российский сегмент и является последним российским дополнением запланированным для форпоста.

История

Первоначальная конфигурация российского сегмента МКС предусматривала создание универсального стыковочного модуля (UDM) для расширения доступных стыковочных портов российского сегмента для добавления будущих модулей. Но этот модуль был отменен в начале программы МКС из-за проблем с бюджетом.

Однако из концепции UDM выросло новое предложение по узловому модулю (NM), который даст российскому сегменту возможности расширения, поскольку все его стыковочные порты либо используются, либо зарезервированы для посещения космических кораблей.

Узловой модуль, названный «Причал», является отходом от предыдущей концепции конструкции российской станции, которая обычно включала основной модуль (которым в случае МКС является модуль «Звезда») с единым с ним сферическим стыковочным отсеком, к которому состыкованы все другие модули.

Проблема с этой конструкцией заключается в том, что она делает основной модуль незаменимой частью станции, так как все другие модули должны быть отсоединены от основного модуля для замены основного — что технически невозможно, если все модули будут состыкованы.

Это означает, что по мере того, как основной модуль стареет и его системы начинают выходить из строя, нет другого выбора, кроме как построить совершенно новую станцию, даже если другие модули могут быть более новыми и отлично работать.

Концепция узлового модуля по существу отделяет сферический стыковочный отсек от основного модуля и превращает его в отдельный элемент станции. Затем все модули станции будут стыковаться с узловым модулем. Идея состоит в том, что каждый модуль будет заменяться без необходимости отстыковки всех остальных.

В этом смысле «Причал» по сути является российским эквивалентом узловых модулей американского сегмента станции.

Первоначально планировалось, что два модуля Science & Power (NEM) будут состыкованы с «Причалом» в рамках расширения российского сегмента с конечной целью в один прекрасный день отделиться от МКС и превратить их в свободно летающую станцию.

Однако в апреле 2021 года Роскосмос объявил, что NEM больше не планируются для МКС и вместо этого станут частью новой независимой российской космической станции, для которой будет построен новый узловой модуль.

«Причал» проходит предстартовые испытания на Байконуре. (Источник: Роскосмос)

Хотя Роскосмос с тех пор несколько отступил от этих заявлений, учитывая бюджетные реалии российской космической программы и оставшийся срок службы МКС, маловероятно, что какие-либо дополнительные модули когда-либо будут пристыкованы к «Причалу».

Таким образом, несмотря на то, что «Причал» представляет собой интересный модуль во многих отношениях, он уже по сути является бесполезным дополнением станции, поскольку сам по себе не добавляет никаких дополнительных возможностей к МКС по сравнению с тем, что уже есть у станции.

Конструкция

«Причал» представляет собой сферический модуль с шестью стыковочными портами — двумя осевыми и четырьмя радиальными.

Стыковочные порты относятся к гибридному типу, по сути, это комбинация Андрогинной периферийной системы стыковки (APAS) и системы «штырь-конус» SSVP.

Сама стыковочная муфта такая же, как и конструкция APAS, но первоначальный захват выполняется с помощью зонда и тормозного механизма, а не удлинительного кольца захвата. Цель использования гибридной системы — предоставить более широкий люк для более крупных постоянных модулей.

Стыковочный порт «Причал» в зените — это активный гибридный порт с оборудованием, позволяющим стыковаться с МКС. Пять оставшихся портов являются пассивными гибридными портами, позволяющими подключать к ним другие модули. Стыковочный порта модуля «Причал» в надире (обращенным к Земле) — оснащен специальным адаптером SSPA-GM для преобразования гибридной стыковочной системы в систему, совместимую с системой «штырь-конус» SSVP. Этот адаптер преобразует стыковочный хомут APAS гибридного порта надир в стыковочный хомут SSVP, но по-прежнему использует тот же стыковочный хомут для первоначального захвата.

Это позволит кораблям «Союз» и «Прогресс» пристыковаться к надирному порту модуля «Причал», таким образом сохраняя четыре стыковочных порта российского сегмента для прилетающих транспортных кораблей.

В том маловероятном сейчас случае, когда новый модуль должен был пристыковаться к «Причалу», этот адаптер сначала нужно было бы удалить с помощью уходящего космического корабля «Прогресс», чтобы преобразовать порт надира обратно в гибридную конфигурацию (с стыковочным кольцом APAS), чтобы позволить новому модулю состыковаться.

Однако это сделало бы порт «Причал» непригодным для стыковок кораблей «Союз» и «Прогресс», в результате чего количество доступных для посещения транспортных портов на российской стороне сократилось до трех.

Также «Причал» включает в себя крепления для манипулятора «Ляпа». Это мини-роботизированный манипулятор, используемый для перемещения модулей из одного стыковочного порта в другой, поскольку будущие модули, прибывающие в «Причал», будут стыковаться с портом в надире, поскольку стыковка с любым из осевых портов создаст проблемы выбора «коридоров подхода» и чрезмерных осевых нагрузок.

Ссылка на твит

Вновь прибывший модуль затем переместится в осевой порт с помощью через манипулятора «Ляпа», который будет расположен на модуле и подключаться к соответствующему разъему на модуле «Причал». Затем рука «Ляпы» будет вращать и перемещать модуль из порта в надире к осевому порту.

Манипуляторы «Ляпа» использовалось на космической станции «Мир», и новая китайская станция также имеет аналогичную конструкцию. Последний раз рука «Ляпа» использовалась на орбите в апреле 1996 года для перемещения модуля «Природа» после стыковки.

Для запуска «Причал» был соединен с модифицированным двигательным модулем корабля «Прогресс», который будет выполнять все необходимые маневры сближения и стыковки со станцией. Специально модифицированный модуль двигательной установки, получивший название «Прогресс М-УМ», по сути, представляет собой космический корабль «Прогресс» с удаленным герметичным грузовым отсеком и установленным на его место «Причалом».

Как только «Прогресс М-УМ» выполнит свою обязанность по доставке «Причала» на МКС, он отделится от «Причала» и совершит сход с орбиты, разрушившись в атмосфере. Эта же концепция использовалась для доставки модулей «Пирс» и «Поиск» на МКС в 2001 и 2009 годах соответственно.

Запуск и стыковка

«Причал» был запущен ракетой-носителем «Союз 2.1б» с космодрома Байконур в Казахстане в 13:06 UTC / 8:06 EST. После отделения от ступени «Блок-И» на орбите «Причал» сообщил, что все в порядке, и модуль начал двухдневнуый полет на встречу с МКС.

Когда «Причал» успешно вышел на орбиту и подтвердил исправность, космический корабль

«Прогресс МС-17» был отстыкован от стыковочного узла многоцелевого лабораторного модуля (МЛМ) «Наука» в четверг, 25 ноября.

Ракета «Союз 2.1б» с «Причалом», благополучно находящимся внутри обтекателя полезной нагрузки, выкатывается в Зону 31/6 на Байконуре для запуска. (Источник: Роскосмос)

Уходящий «Прогресс» взял с собой переходник стыковочного хомута SSPA-GM Hybrid-to-SSVP, который был того же типа, что и на «Причале».

Этот адаптер присутствовал в надирном порту «Наука», который является гибридным типом, чтобы позволить кораблям «Союз» и «Прогресс» (которые используют систему SSVP) пристыковаться к нему. Это было сделано в качестве «страховки» на случай, если «Причал» не сможет выйти на орбиту.

Только после того, как «Причал» благополучно оказался на орбите и по пути к МКС, уходящий «Прогресс МС-17» снял адаптер, который преобразовал порт «Науки» в надире обратно в гибридную конфигурацию и подготовил его к приему «Причала».

Затем «Причал» пристыковался к порту «Наука» в надире в пятницу, 26 ноября, в 15:19 UTC / 10:19 EST, используя автоматизированную систему стыковки «Курс».

После проверки на герметичность открытие люка будет выполнено в следующие дни. От «Причала» планируется отделить двигательный сегмент «Прогресс М-УМ» 21 декабря. 19 января в России состоится выход в открытый космос для соединения кабелей между «Наукой» и «Причалом».

Первая стыковка с «Причалом» запланирована на 18 марта 2022 года с космическим кораблем «Союз МС-21».

Первоисточник:

Продолжая недавнюю серию запусков, пятница стала днем четвертого успешного орбитального запуска Китая за одну неделю. На этот раз выведен на орбиту спутник Zhongxing-1D (ChinaSat-1D), ракетой Chang Zheng 3B, запущенной с космодрома Xichang.

Спутники серии ChinaSat (Zhongxing), построенные государственной корпорацией China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC), относятся к спутникам связи. Серия ChinaSat-1 специально разработана для военной связи. Первый аппарат серии был запущен в 2011 году.

Китай использует два типа военных спутников связи. Запуск в пятницу относится к типу Feng Huo-2, который используется для тактической связи, обеспечивая китайским войскам безопасную передачу данных и голоса через C-диапазон и УВЧ. В серии ChinaSat-2 используется другой тип военной связи, Shentong, аналогичного назначения, но с использованием Ku-диапазона.

Chang Zheng 3B на LC-2 перед запуском

ChinaSat-1D, как и вся серия ChinaSat в целом, использует спутниковую платформу DFH-4, обеспечивающую бортовую мощность и двигательные системы с номинальным сроком службы 10-15 лет. ChinaSat-1D был успешно выведен на геопереходную орбиту, после чего он будет использовать собственную бортовую силовую установку для вывода перигея на круговую геостационарную орбиту, где он будет оставаться в течение своего срока службы.

Было построено, запущено и уже введено в эксплуатацию несколько спутников ChinaSat, последний из которых был запущенный ChinaSat-9B в сентябре 2021 года. Но не военного назначения, а для обеспечения теле- и радиовещания с высоким разрешением. По слухам, скоро будет запущен ChinaSat-6D (аналог -9B). Китай активно расширяет возможности внутренней связи. Страна ввела в эксплуатацию более совершенные спутники связи для населения Китая, чтобы удовлетворить текущий и будущий спрос. Предстоящей визитной карточкой этого прогресса станут зимние Олимпийские игры в Пекине в 2022 году, когда ChinaSat будет обеспечивать вещание в разрешении 8K.

Старт в пятницу произошел в 16:40 по Гринвичу со стартового комплекса #2 в стартовом центре Xichang Satellite Launch Center, одной из двух рабочих площадок космодрома, с которой проводятся запуски геостационарных миссий на ракета-носителях Chang Zheng 2 и Chang Zheng 3. В строю с 1984 года. Запуск в пятницу стал 14-м запуском с Xichang только в этом году.

Используемая в этой миссии и во многих китайских геостационарных миссиях, ракета Chang Zheng 3B (известная как Long March 3B) представляет собой ракету-носитель средней грузоподъемности, изготовленную Китайской академией технологий ракет-носителей. CZ-3B, работающий на жидком топливе. Состоит из трех ступеней (с опциональной четвертой), включая четыре навесных ускорителя первой ступени, что обеспечивает грузоподъемность в 11 200 кг на низкую околоземную орбиту и 5100 кг на геопереходную орбиту.

В то время как конструкция ракеты в значительной степени основана на Chang Zheng 3A (Long March 3) летающие модификации претерпели изменения в течение своего срока службы с добавлением дополнительных ускорителей для варианта «3B» (четыре накладных усилителя) и варианта «3C» (два ускорителя).

Семейство ракета-носителей Chang Zheng (Long March) - через CNSA

Оба варианта «3B» и «3C» подверглись дальнейшей модернизации и обозначены как «улучшенные» Long March 3B/E и Long March 3C/E, соответственно. Модернизация включала увеличение длины накладных ускорителей и первой ступени, что привело к увеличению продолжительности работы и увеличению грузоподъемности по сравнению с базовыми вариантами.

После модернизации для запусков используются только улучшенные варианты, и поэтому пятничный CZ-3B/E имеет повышенную грузоподъемность до 5 500 кг на геопереходную орбиту. Спутники серии ChinaSat имеют приблизительную массу от 5 000 до 5 500 кг, в зависимости от уровня оснащения/назначения и поколения.

Примечательно, что запуск в пятницу также продемонстрировал модернизацию CZ-3B с системой «компенсации ветра», чтобы обеспечить более высокую устойчивость к ветру и, таким образом, лучшую устойчивость к условиям запуска.

В большинстве ступеней Long March 3 используются самовозгорающиеся компоненты топлива, в частности несимметричный диметилгидразин (НДМГ) и тетроксид азота (N2O4), которые обеспечивают легкое зажигание, но токсичны. Из-за того, что некоторые китайские ракеты-носители стартуют в глубине континента, отработанные ступени с токсичными остатками топлива могут падать вблизи населенных пунктов, что вызывает международную критику за такой риск.

Следуя стандартному графику полета миссии CZ-3B GTO, ускорители сбрасываются примерно через T + 2 минуты и 8 секунд полета. Между тем, первая ступень и ее четыре двигателя YF-21, также использующие те же компоненты топлива, сгорают за две минуты и 25 секунд до отделения второй ступени.

Ссылка на твит

Вторая, еще одна ступень с токсичным топливом, зажигает свой единственный главный двигатель YF-22E, чтобы работать до T + 5 минут и 26 секунд, а двигатель YF-23 Vernier на этой ступени выключается через 15 секунд. Разделение обтекателя происходит примерно через три с половиной минуты после начала полета.

После остановки и отделения второй ступени на третьей ступени зажигаются два двигателя YF-75, работающих на жидком водороде и жидком кислороде, единственной криогенной ступени ракеты-носителя. Эта ступень работает примерно четыре минуты 44 секунды, чтобы достичь нужных орбитальных параметров.

Второе включение для поднятия перигея инициируется примерно через T + 21 минуту после фазы свободного полета. Помимо выполнения орбитального вывода, этот 179-секундный прожиг значительно поднимает апогей до параметров, необходимых для геопереходной орбиты.

Отделение космического корабля от третьей ступени происходит примерно через T + 25 минут. Поскольку этот запуск является четвертым за неделю, Китай продолжает увеличивать свое лидерство по количеству орбитальных запусков в мире в этом году.

Первоисточник: