вернёмся в библиотеку?

«Земля и Вселенная» 1989 №6



Зарубежная
космонавтика


Космонавтика в Китае

Г. М. САЛАХУТДИНОВ
кандидат технических наук
Институт истории естествознания и техники АН СССР

Т. Н. ЖЕЛНИНА
Государственный музей истории космонавтики
им. К. Э. Циолковского



Как известно, Китай — одна из тех стран, с которыми связан самый ранний период истории ракетной техники — ее зарождение. Еще в IX-XI веках в Китае использовались огненные стрелы Хо-Изян — предшественницы первых пороховых ракет, а затем и сами ракеты. Сегодня развитие ракетно-космической техники и космических исследований является одной из составляющих стратегии развития этой страны.

До начала 80-х годов не было почти никакой информации о развитии космонавтики в Китае. Только в последнее десятилетие в китайской прессе стали появляться сначала скупые, а затем все более подробные сообщения о состоявшихся и планируемых запусках искусственных спутников Земли (ИСЗ), о формировании и реализации национальной космической программы. Стали выпускаться красочные альбомы, проспекты, справочные издания, публикуются обобщающие сведения о достижениях КНР в освоении космоса, в страну приглашаются делегации иностранных специалистов. Это позволяет достаточно подробно познакомиться с результатами проводимых в Китае космических исследований.

СПУТНИКИ

Практические работы, имевшие конечной целью выведение на орбиту ИСЗ, начались в КНР в 1956 году. Можно отметить, что тысячи специалистов, участвовавших в них, получили образование в СССР (сегодня многие бывшие выпускники советских вузов занимают ключевые посты в различных космических центрах). В рамках первого этапа этих работ предусматривалось создать и использовать геофизические ракеты. В 1967 году состоялся полет китайской высотной ракеты, на борту которой находился контейнер с собакой, благополучно возвратившейся на Землю. Спустя три года — 24 апреля 1970 года — на околоземную орбиту был выведен первый китайский ИСЗ, которому в западной печати присвоено условное название «Чайна-1» (англ. Chine — Китай), массой 173 кг. КНР стала пятой страной после СССР, США, Франции и Японии, которая осуществила запуск ИСЗ с помощью собственной ракеты-носителя (РН).

К июлю 1989 года в Китае запущено 25 ИСЗ. Все они предназначались для решения задач, признанных приоритетными: прогнозирования погоды; обеспечения космической связи и передачи телепрограмм; дистанционного зондирования Земли из космоса с целью изучения природных ресурсов (первый ИСЗ для наблюдения акватории Тихого океана был выведен 18 мая 1980 года); астрофизических исследований.

Первый китайский спутник со спускаемым аппаратом (СА) был запущен 26 ноября 1975 года с космодрома Дзинквян в северной части Центрального Китая (по некоторым сведениям, сейчас этот космодром не эксплуатируется). СА представляет собой закругленный конус высотой 1,5 м с диаметром основания 1,8 м, в котором размещаются полезная нагрузка (ПН) массой 150-300 кг, тормозная двигательная установка и системы обеспечения посадки. В системе тепловой защиты используется кора дуба, при этом толщина теплозащитного слоя от 10 до 15 см. Стоимость одного запуска возвращаемого ИСЗ — 20 млн долл. Всего было запущено 12 таких ИСЗ.


Первый китайский ИСЗ «Чайна-1» (1970 год)
СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ

В качестве средства выведения в КНР используется серия РН «Великий поход» («Лонг Марч»), для наименования которой используется аббревиатура РН CZ (с соответствующим индексом). Серия включает четыре основных типа РН, которые имеют различные модификации.

Так, на базе РН CZ-1, доставившей в космос первый китайский ИСЗ, создается РН CZ-1D, начало эксплуатации которой намечено на 1991 год. Это будет трехступенчатая конструкция длиной 28 м, массой 80 т. Масса ПН, запускаемой на низкую круговую орбиту, составит 700-750 кг. Двигатели, установленные на первых двух ступенях (их диаметр 2,25 м) — жидкостные, работающие на несимметричном диметилгидразине и четырехокиси азота. Двигатель третьей ступени (ее диаметр 2,05 м) — твердотопливный.

На базе двухступенчатой РН CZ-2, с помощью которой выводились первые китайские возвращаемые ИСЗ (она относится к тому же классу РН, что и западноевропейские «Ариан-4, -5» или советская «Союз»), создана модификация РН CZ-2 С. Ее параметры: длина 35 м, диаметр 3,35 м, масса 191 т. Масса ПН, выводимой на низкую круговую орбиту, составляет 2500 кг. Этой РН 20 сентября 1981 года выведены сразу три ИСЗ.

Ведется разработка РН CZ-2Е. Ее использование планируют начать в 1990 году. Она имеет также двухступенчатую конструктивную схему, но включает еще три твердотопливных ускорителя. Длина РН 51,2 м, диаметр ступеней 3,35 м, диаметр ускорителей 2,25 м. Масса РН 462 т. Масса ПН, выводимой на низкую круговую орбиту, 8800 кг. На геостационарную орбиту она будет выводить ПН массой до 3000 кг, а ее модификация позволит увеличить эту массу вдвое. Двигатели обеих ступеней жидкостные.

РН CZ-3 создана на базе предыдущей конструкции, к которой добавлена третья ступень с кислородно-водородным жидкостным ракетным двигателем, развивающим тягу в пустоте 4,5 т. ЖРД первой и второй ступеней, тягой соответственно

НЕКОТОРЫЕ ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ КИТАЙСКИХ
РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ СЕРИИ «ВЕЛИКИЙ ПОХОД»
Тип ракеты-носителяДлина, мСтартовая масса, тМасса ПН, кг
CZ-1D2880700-750
CZ-2C351912500*
CZ-2E51,24628800*
CZ-343,852021400**
CZ-3A52,32402500**
CZ-4422492500**

* Масса ПН, выводимая на низкую круговую орбиту
** Масса ПН, выводимая на геостационарную орбиту
280 и 71 т, работают на азотном тетраксиде и гидразине. Длина РН составляет 43,85 м, диаметр третьей ступени 2,25 м, масса 202 т. Это первая китайская РН, обеспечивающая выведение на геостационарную орбиту ПН массой до 1400 кг. Освоение геостационарной орбиты китайскими ИСЗ началось 8 апреля 1984 года (запуск 29 января 1984 года был неудачным), когда был запущен первый экспериментальный спутник связи КНР. Его стартовая масса равнялась 930 кг, масса на орбите после выгорания «апогейного двигателя» составила 420 кг. Китай стал четвертой страной после США, СССР и Японии, которая вывела отечественной РН геостационарный спутник.

Планируется модернизация этой РН за счет удлинения топливных баков разгонных ступеней и установки четырех дополнительных ускорителей с ЖРД. Эти изменения позволят повысить тягу ЖРД первой ступени до 570 т. Параметры модифицированной РН CZ-3A составят: длина 52,3 м, диаметр первых ступеней 3,35 м, диаметр третьей ступени 3,0 м, масса 240 т. Масса выводимой на геостационарную орбиту ПН — до 2500 кг.

И наконец, в КНР разработана РН CZ-4. Она трехступенчатая, длиной 42 м, диаметр первых ступеней 3,35 м, третьей — 2,9 м, масса 249 т. Ее энергетические возможности также позволяют вывести на геостационарную орбиту ПН массой до 2500 кг. Этой РН на солнечно-синхронную орбиту высотой 800 км был выведен первый китайский метеорологический ИСЗ массой 700 кг.

КОСМИЧЕСКИЕ ЦЕНТРЫ

В КНР созданы исследовательские и производственные центры, основные из которых сосредоточены в Пекине, Ланьчжоу, Сиане, Нанкине, Шанхае. В них занято более 120 тыс. человек, четверть из которых составляют инженеры и специалисты высокой квалификации. В рамках этих центров осуществляется проектирование, производство, использование ракетно-космической техники, разработка наземного оборудования, обеспечение внедрения космической технологии в различные отрасли национальной экономики. Эти работы координируются Министерством космонавтики, Академией космической техники, Академией ракетной техники, Шанхайским космическим бюро (включающим двенадцать НИИ и столько же производственных объединений, на которых занято около

Не старте ракета-носитель CZ-2C
30 тыс. человек). Важный вклад в развитие космических исследований вносят Радиотехнический институт, Институт техники управления, Китайский юго-западный НИИ по электронике.

Ряд исследований, имеющих, отношение к космосу, ведется в Национальном университете оборонной техники. В космических проектах участвуют пять из шести межотраслевых исследовательских центров университета. В одном из них — Центре прогнозирования в области космической техники на 2000 год — решаются задачи, связанные с созданием китайской орбитальной станции. В университете изучаются проблемы снижения затрат при выводе в космос крупногабаритных объектов, возможность использования небольших автономных платформ и орбитальных лабораторий, создаются системы связи «Космос-Земля», испытываются многорежимные двигатели со сверхзвуковым горением, гибкие развертываемые космические конструкции.

КОСМОДРОМЫ

Китайская всеобщая корпорация по организации запусков ИСЗ, которая осуществляет деятельность в рамках Комиссии по науке, технике и промышленности при Министерстве национальной обороны, использует в настоящее время два космодрома, а также располагает Центром управления полетом, глобальной системой слежения, включающей 9 наземных и 4 корабельные станции слежения, 53 пункта наземной связи.

Первый в КНР космодром Шуанчэнцзы (ныне Цзюцюань) в пустыне Гоби в 1500 км к западу от Пекина был построен в 1950-е годы. С него и стартовала РН CZ-1 с ИСЗ «Чайна-1».

В настоящее время эксплуатируется космодром Сичан, расположенный в горной местности на высоте около 1000 м над уровнем моря на юго-западе Китая в 1300 км от Шуанчэнцзы. Из-за близости к экватору Сичан — идеальная в Китае стартовая площадка для выведения космических объектов на орбиты с небольшим наклонением, а также на геостационарные орбиты. Запуск РН с этого космодрома дает значительный энергетический выигрыш. Траектории запускаемых в восточном направлении РН проходят над малонаселенными территориями. К преимуществам космодрома Сичан следует отнести и мягкий климат, долгий световой день. Комплекс предстартовых операций осуществляется из бункера, расположенного в склоне горы позади стартовой площадки, затем функции управления передаются Центру управления полетом. Комплекс слежения за полетом РН оснащен оптическими и лазерными системами слежения, радиолокатором и средствами телеметрии. РН попадает в поле зрения комплекса на высоте около 2 км через 20 с после старта. Комплекс осуществляет визуальный контроль за отделением первой ступени через 130 с полета на высоте около 30 км. Включение третьих ступеней РН осуществляется на 265 с полета и контролируется радиолокатором.

В 1,5 км к югу от стартовой площадки находится технический центр. В число его основных сооружений входит специальный ангар, куда по железной дороге или по шоссе доставляется ПН. Ступени РН прибывают из Шанхая по железной дороге. Рядом с ангаром расположен монтажно-испытательный корпус. По его залу размером 24 X 90 м проложены рельсы, длина которых позволяет разместить РН в горизонтальном положении. Подземные кабели связывают ступени РН с проверочным оборудованием, размещенным в застекленных помещениях вдоль стен зала. Цикл предстартовых проверок РН занимает примерно пять недель, после чего ступени расстыковываются, и стыкуются вновь между собой и с ПН уже на стартовой площадке. В техническом центре не проводится совместных проверок РН и ПН, поэтому работы по подготовке к полету РН и спутника ведутся параллельно.

Стационарная башня обслуживания представляет собой сооружение высотой 77 м с вращающимся краном на вершине, предназначенным для монтажа ступеней и ПН. Она находится в непосредственной близости от РН, перемещаются лишь поворотные платформы. Стартовое оборудование размещено в кирпичных зданиях, что указывает на низкий уровень вибраций, вызываемых запусками. Пока с космодрома Сичан стартуют одна-две РН CZ-3 в год. Намечено довести частоту запусков до 6-7 в год. С этой целью планируется строительство еще одной стартовой позиции.

Чтобы увеличить энергетический выигрыш, а следовательно массу выводимой ПН, Китай стремится создать новый космодром еще ближе к экватору. В качестве варианта рассматривается возможность строительства экваториального космодрома в Индонезии совместно с Сингапуром.

ПОДГОТОВКА К ПИЛОТИРУЕМОМУ ПОЛЕТУ

Располагая техническими возможностями для пилотируемого полета, КНР уверенно движется к запуску человека в космос. Центр разработки систем жизнеобеспечения космонавтов — Институт космической медицины, биологии и техники в Пекине, созданный в 1968 году, в котором работают 90 человек, главным образом инженеры и медики. Здесь исследуются медицинские препараты, используемые в системах жизнеобеспечения, изучаются взаимодействие человека и машины, адаптация к космическим условиям, разрабатываются методы измерения медико-биологических параметров и так далее.

Моделирование невесомости в земных условиях китайские специалисты считают одной из самых сложных задач, стоящих перед космической медициной. Для воссоздания процессов, происходящих в организме человека под действием невесомости, ими широко используется метод, заключающийся в том, что испытуемые длительное время находятся неподвижно в горизонтальном положении.

В институте создана барокамера длиной примерно 7,6 м и диаметром 3,05 м, которая включает шлюз, совмещенный жилой и рабочий блок, кухню и ванну с туалетом. Экспериментальная система жизнеобеспечения космического корабля размещена в конусообразном корпусе и сообщается со скафандром, по конструкции напоминающим скафандры США 60-х годов (с наддувом рукавов и штанин). В барокамере диаметром 1,8 м для проверки системы жизнеобеспечения имеется более современный по конструкции скафандр, похожий на те, что применялись на американских космических кораблях «Джемини» (с металлическим соединением перчатки и рукава).

Для проверки системы жизнеобеспечения китайские медики используют центрифугу. Длина ее плеча более 9 м, на конце размещена кабина диаметром 1,8 м. Центрифуга позволяет создавать перегрузки, достигающие 15g. Институт имеет несколько установок для исследования и проверки двигательной активности. Одна из них — кресло дезориентации, которое может медленно поворачиваться, вращаться, перемещаться вперед и назад. Башня высотой 14 м позволяет имитировать удар при падении с высоты 8 м, а также исследовать влияние различных режимов торможения на элементы конструкции и на сидящего в кресле пилота. Для оценки функции вестибулярного аппарата применяются параллельные качели, которые могут раскачиваться в горизонтальной плоскости. Американские специалисты, осматривавшие китайское медико-биологическое оборудование, оценили его достаточно высоко, отметив, в частности, уникальность установок для изучения деятельности головного мозга.

Одновременно с собственными разработками КНР ведет переговоры с США о пилотируемом полете и с ФРГ об использовании блока «Спейслэб». Продолжается работа по отбору китайского космонавта для полета на многоразовом транспортном космическом корабле (МТКК) «Спейс Шаттл». Ученые Китая хотят воспользоваться этим полетом, чтобы исследовать воздействие невесомости, радиации и других факторов космического полета на человеческий организм.

ПЛАНЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ КОСМОНАВТИКИ

С середины 80-х годов Министерство космонавтики Китая приступило к разработке планов использования ракетно-космической техники в коммерческих целях. Китайские специалисты не скрывают, что помимо финансовых выгод они надеются расширить для себя доступ к передовой технологии других стран, прежде всего космических держав. В октябре 1985 года Министерство космонавтики объявило о готовности КНР предоставить РН CZ-2 и CZ-3 для вывода в космос зарубежных ИСЗ на коммерческой основе. Подчеркивалось, что цены при этом будут на 10—15% ниже, чем при использовании американского МТКК или западноевропейской РН «Ариан». Для установления торговых контактов, подписания соглашений о продаже РН создана Китайская промышленная корпорация «Великая стена», которая ведет переговоры с представителями 19 государств, в том числе США, Австралии, Великобритании, Ирана. Соответствующее предложение было сделано даже Тайваню. Уже достигнута договоренность о запуске китайскими РН шведских спутников электронной почты, заключены контакты с ФРГ, Пакистаном, Таиландом. Однако, как отмечается в зарубежных источниках, хотя технические возможности разработки китайских РН продуманы до мелочей, перспективы их использования на коммерческой основе пока не очень ясны.

Китай готов не только поставлять на мировой рынок свои РН, но и предлагает другим странам возвращать с орбиты ПН после завершения экспериментов. В частности, в июле 1987 года КНР предложила потенциальным покупателям спускаемый аппарат, предназначенный для проведения научных и технических исследований. Уже в августе того же года установки французской фирмы «Матра» были запущены китайскими РН, а затем возвращены на Землю. Вместе с тем КНР не исключает и возможности приобретения ИСЗ, созданных за рубежом. Так, запланирован вывод на МТКК «Спейс Шаттл» спутника для региональной системы связи, который предполагается закупить в США или Западной Европе.

СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ КОСМОНАВТИКИ

Официальные представители КНР неоднократно отмечали, что для успешного решения задач освоения космического пространства необходимо сотрудничество с другими странами. Пока наиболее продуктивно КНР сотрудничает с США. В частности, китайская сторона положительно отнеслась к предложению одной из американских фирм о создании на Гавайском архипелаге совместного американо-китайского центра по подготовке и запуску американских невоенных ИСЗ китайскими РН. КНР также ведет совместную с Бразилией разработку спутника для дистанционного зондирования Земли. Сообщалось, что специалистов КНР интересуют перспективные проекты запускаемого посредством РН «Ариан» космоплана «Гермес» и взлетающего с аэродрома английского космоплана «Хотол» с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Зарубежные обозреватели не исключают, что Китай будет участвовать в проекте «Хотол». Сообщалось также о готовности Китая сотрудничать в строительстве стартовых площадок на территории других стран (предоставлять рабочую силу, запускать с них свои РН для выведения национальных ИСЗ и так далее).

Можно надеяться, что в ближайшем будущем начнется тесное сотрудничество в области космонавтики и между КНР и СССР. Сейчас китайские специалисты проявляют огромный интерес к советской литературе по ракетно-космической технике. Многие новинки — статьи, монографии, выходящие у нас, сразу же переводятся на китайский язык. В Китае очень ценят ученых и инженеров, знающих русский язык.

Необходимо подчеркнуть, что в области внешней политики КНР выступает за использование космического пространства в мирных целях, за запрещение применения силы в космосе и из космоса, за предотвращение распространения гонки вооружений на космос.

Оглядываясь на пройденный Китаем путь в освоении космического пространства, оценивая качество проведенных и проводимых этой страной космических исследований, учитывая перспективность планов, намерений, будущих инициатив, можно с определенностью сказать, что она уверенно смотрит в свое космическое завтра и должна внести достойный вклад в мирную космонавтику и развитие широкой международной кооперации.