Китай ускоряет разработку миссии по возврату образцов с Марса, планирует пролет астероида и расширяет космодромы

Китай активно продвигает свои амбициозные космические планы. Помимо интеграции пилотируемых и роботизированных миссий на Луне, страна приступила к разработке миссии по возврату первых образцов с Марса. Параллельно студенческий проект готовит аппарат для пролета околоземного астероида Апофис в 2029 году.

Китай также намерен расширить свои космодромы, в том числе для увеличения числа морских запусков, несмотря на недавние неудачи с запусками.

Миссия «Тяньвэнь-3»

Китайская миссия по возврату образцов с Марса «Тяньвэнь-3» перешла в фазу разработки прототипов. Главный ученый проекта, академик Академии наук Китая Хоу Цзэнцянь, сообщил, что ведутся активные научные приготовления.

Запуск «Тяньвэнь-3» запланирован на 2028 год с использованием двух ракет «Чанчжэн-5». Сбор образцов на поверхности Марса ожидается в 2030 году, а их доставка на Землю — ориентировочно в 2031 году. Главная научная цель миссии — поиск следов древней жизни на Марсе, что может сделать ее первой в мире миссией по возврату образцов с Красной планеты.

Проект сопряжен со значительными техническими и научными вызовами, включая определение мест отбора проб, способы их передачи и предотвращение загрязнения. Общий подход напоминает архитектуру миссии NASA Mars Sample Return, представленную в 2022 году, однако без использования ровера для предварительного сбора образцов из различных локаций.

Посадочный модуль пробурит грунт и загрузит образцы в небольшой бортовой ускоритель, который доставит их на орбиту. Роботизированная рука орбитального аппарата перехватит образцы, поместит их в возвращаемую капсулу, которая затем отделится и отправится на Землю.

Хоу отметил, что процесс гораздо сложнее, чем сбор образцов на Луне, в первую очередь из-за значительно большего расстояния до Марса. Миссия предполагает бурение на глубину до двух метров для получения образцов грунта, что является крайне сложной задачей. Отбор проб с такой глубины позволит лучше сохранить первозданную информацию и минимизировать воздействие поверхностной радиации, окисления и выветривания на потенциальные биосигнатуры.

Отобрано восемь кандидатов на места посадки, с учетом геологического возраста, истории воды, обитаемости и возможности получить около 500 граммов ценных научных образцов.

Проект получит значительную пользу от данных, собранных орбитальным аппаратом «Тяньвэнь-1» за последние пять лет. Изображения с этого орбитального аппарата используются для составления глобальной геологической карты Красной планеты, аналогично картам Луны, созданным по данным миссий «Чанъэ». Эта карта в масштабе 1:5 000 000, объединяющая изображения высокого разрешения, спектроскопию и другую мультимодальную информацию, ожидается к завершению до конца 2028 года.

Образцы сначала будут проанализированы в Лаборатории глубокого космического исследования в провинции Аньхой, а затем переданы широкому кругу ученых.

Китайская лунная программа

Китай официально передал образцы с обратной стороны Луны, собранные миссией «Чанъэ-6», в Организацию Объединенных Наций. Образцы, полученные в июне 2024 года, будут выставлены на постоянное хранение в офисах ООН в Вене.

Китайское национальное космическое агентство (CMSA) теперь также курирует беспилотные роботизированные лунные миссии, ранее находившиеся в ведении Китайского национального космического управления (CNSA), начиная с миссии «Чанъэ-7». Ресурсы, персонал и знания теперь объединяются для развития Китайской лунной исследовательской программы.

Запуск «Чанъэ-7», запланированный на август, был отложен из-за неблагоприятных погодных условий. Строгие временные ограничения не позволили осуществить старт в запланированное окно 2026 года. Солнечный посадочный модуль и ровер должны достичь южного полюса Луны в период продолжительного солнечного освещения, а низкий угол солнца должен обеспечивать подходящую освещенность для навигации и посадки. Пропуск связанных окон запуска и посадки отложил миссию не раньше начала 2027 года.

Опыт и оборудование, полученные в ходе миссий «Чанъэ», будут учтены при проектировании будущих грузовых посадочных модулей, которые планируются к запуску между 2031 и 2035 годами. В этом месяце циркулировали неподтвержденные слухи об отмене «Чанъэ-8» или перенаправлении ее приборов на другие ранние лунные миссии, после комментариев одной из команд на Европейском конгрессе планетарных наук в сентябре.

Миссия «Чанъэ-8» была разработана для исследования использования местных ресурсов в районе южного полюса Луны, включая эксперименты по извлечению и применению местных материалов, например, превращению лунного реголита в строительные материалы. Она должна была работать совместно с «Чанъэ-7» для создания основы для планируемой Китаем Международной лунной исследовательской станции.

В миссии принимало участие множество международных партнеров. CNSA отобрало 10 совместных проектов с участием 11 стран и регионов, предоставив 200 кг полезной нагрузки для зарубежных партнеров. Среди них — первый китайский лунный ровер Пакистана и исследовательский ровер Турции, а также приборы и эксперименты из России, Италии, Таиланда, Бахрейна, Египта и Гонконга — все они ранее сотрудничали в миссиях «Чанъэ». К ним присоединились эксперименты из Ирана, ЮАР и Перу. «Чанъэ-8» официально запланирована к запуску около 2029 года, с целью исследования плато Лейбница-Бета у южного полюса Луны.

Тем временем, студенческий проект Tsinghua University «START» (Student-led Threatening Asteroid Reconnaissance of Tsinghua) для перехвата астероида Апофис перешел от этапа рассмотрения к этапу сборки. Аппарат массой 300 кг будет запущен в начале 2028 года ракетой «Чжуцюэ-3». После первоначальной проверки на низкой околоземной орбите он поднимет свою орбиту до 31 600 км с помощью недорогой солнечной электрической двигательной установки.

Аппарат совершит высокоскоростной (8,74 км/с) пролет астероида в апреле 2029 года, во время его максимального сближения с Землей, пролетев в пределах 7 км от цели. Ожидается, что изображения и данные будут переданы в течение семи дней благодаря высокочастотным линиям связи.

Дополнительная стартовая инфраструктура

Поскольку миссии Starlink с Falcon 9 больше не летают из Флориды, Китай совершил больше запусков, чем Космический берег, за 30 дней до публикации этой статьи в середине сентября. По количеству запусков Китай отстал от США всего на три (13 запусков).

По мере того, как все больше поставщиков услуг запуска готовят к полетам новые ракеты или увеличивают частоту запусков, Китай планирует дальнейшее развитие своей стартовой инфраструктуры.

Коммерческий космодром в Вэньчане переходит в третью фазу развития. Уже близки к завершению третья и четвертая стартовые площадки. Компания HICAL, управляющая объектом, планирует построить еще четыре универсальные площадки во время следующего этапа расширения. Коммерческие площадки 3 и 4, возможно, смогут принять запуск до конца года.

Завершается строительство третьего стартового комплекса (LC-301) на космодроме Вэньчан. К двум соседним зданиям для сборки ракет уже прикреплены раздвижные двери. В них будут размещаться две ракеты «Чанчжэн-10», которые выведут китайский пилотируемый корабль «Мэнчжоу» и посадочный модуль «Ланыоэ» для попытки посадки на Луну до конца десятилетия. Хотя к LC-301 еще не установлены рукава для доступа экипажа, ожидается, что первой эту площадку использует дебютная ракета «Чанчжэн-10А» в следующем году.

Тем временем iSpace готовится к началу расширения своих производственных мощностей для ракет-носителей в Вэньчане в следующем месяце, где продолжит работу над частично многоразовой ракетой «Шуан Цюйсянь-3» (Hyperbola-3).

HICAL также планирует завершить строительство первого из двух намеченных кораблей-баз для офшорной отработки ступеней к концу года. Корабль, способный работать в «море состояние 4» (волны высотой от 1,25 до 2,5 метров), сможет выполнять от 30 до 40 миссий по возврату ступеней в год с примерным циклом восстановления в семь дней.

Увеличение доли морских запусков

Первый морской запуск Китая состоялся более семи лет назад, в июне 2019 года, когда ракета «Чанчжэн-11» вывела на орбиту семь спутников из Желтого моря. С тех пор было проведено 28 морских запусков с использованием «CZ-11», «Цзелун-3» от CASC, «Гушэньсин-1» (Ceres-1S) от Galactic Energy и «Иньли-1» (Gravity-1) от Orienspace, последняя из которых стартовала 16 сентября.

CAS Space планирует выполнить первый морской запуск своей ракеты «Лицзянь-1» (Kinetica-1) после испытаний в августе с корабля «Дунфан Ханътянган» в Южно-Китайском море. Компания полагает, что морские запуски предложат клиентам более гибкие целевые орбиты, дополняя ежемесячные солнечно-синхронные миссии с наземного космодрома Цзюцюань.

Строительство коммерческого морского космодрома в районе Минхан города Шанхая началось в конце августа. Ожидается, что оно займет семь месяцев. На объекте будут расположены крупные здания для хранения и сборки ракет. Ракеты будут доставляться из космопорта по реке или близлежащим каналам к месту запуска в открытом море. Этот новый шанхайский космопорт начнет морские запуски в 2027 году, дополняя уже существующий космопорт «Хайян Дунфан» в провинции Шаньдун. Также рассматривается строительство еще одного на юге, в провинции Гуандун.

Компания Space Epoch, получив финансирование серии B, планирует первый полет своей ракеты «Юаньсинчжэ-1» до конца года, а коммерческие запуски начнутся в 2027 году. Ракета высотой 66 м и диаметром 4,2 м, изготовленная из нержавеющей стали, по заявлению компании, сможет выводить 14 000 кг на низкую околоземную орбиту, 9 000 кг на орбиту высотой 1 100 км (в одноразовой конфигурации) и 7 000 кг (при восстановлении).

Space Epoch успешно провела испытания вертикального взлета и вертикальной посадки (VTVL) прототипа в мае на космодроме «Дунфан» в Шаньдуне. В ходе испытания 27-метровый прототип достиг высоты около 2,5 км и был успешно возвращен из моря после контролируемого приводнения для анализа. Предстоящий первый полет также будет предполагать контролируемое приводнение, что послужит основой для будущих планов по ловле последующих ступеней с помощью платформы.

Galactic Energy ранее в этом году представила планы по захвату своей ракеты «Чжишэньсин-2» (Pallas-2) с помощью башни с захватными устройствами в море. В этом месяце компания опубликовала новые рендеры этой ракеты в одноступенчатой и трехступенчатой конфигурациях, обе имеют межступенчатый отсек, намекающий на использование горячего разделения ступеней.

Компания недавно завершила длительные испытания своего двигателя нового поколения класса 100 тонн «Цанцюн-90» (CQ-90). Двигатель CQ-90 работает на керосине и кислороде с использованием цикла газогенератора и будет использоваться на новой ракете.

Galactic Energy успешно провела первый запуск своей ракеты «Чжишэньсин-1» (Pallas-1) 1 сентября с выделенной стартовой площадки в Цзюцюане. Компания намерена приземлять и возвращать ступени будущих миссий, когда будет разработана версия двигателя «Цанцюн-50» с регулируемой тягой.

Недавние неудачные запуски

Ракета «Чанчжэн-7А» взорвалась вскоре после старта из Вэньчана в середине августа, унося на орбиту спутник ChinaSat 4B. Этот инцидент, а также разрушение второй ступени «Чанчжэн-6C» на орбите и другие задержки в программах, побудили Китайскую аэрокосмическую научно-техническую корпорацию (CASC) заявить о «серьезной ситуации с качеством» в своих программах и потребовать более тщательных расследований и ужесточения контроля качества.

Тем временем, анализ компанией Space Pioneer неудачи ракеты «Тяньлун-3» в апреле показал, что причиной аномалии стала утечка жидкого кислорода из первой ступени ракеты, что привело к возгоранию. Обе ступени отделились, но это произошло на высоте около 40 км вместо запланированных 70 км. Вторая ступень потеряла управление вскоре после зажигания, завершив миссию.

Тем не менее, по сообщению компании, полет подтвердил большинство аппаратных компонентов, которые она планировала протестировать. Полученные данные применяются ко второму экземпляру ракеты, который потенциально может быть запущен в последнем квартале этого года.