Chiński program księżycowy i jego cele
AMS "Chang'e-5" podczas montażu. Zdjęcie z Wikimedia Commons
W ostatnich dziesięcioleciach Chińska Narodowa Administracja Przestrzeni Kosmicznej (CNSA) poczyniła wielkie postępy i obecnie planuje śmiałe nowe programy. W szczególności trwają prace nad dużym i odważnym programem księżycowym. Podzielony jest na kilka etapów, z których pierwszy zakończył się sukcesem. Teraz celem KNCU jest organizacja nowych misji badawczych, a następnie budowa długoterminowej zautomatyzowanej stacji naukowej ILRS.
Cztery etapy
Rozwój programu księżycowego, nazwanego później „Chang'e” (bogini księżyca w mitologii chińskiej), rozpoczął się pod koniec lat dziewięćdziesiątych. W 2004 roku gotowy plan przyjęto do realizacji i jednocześnie rozpoczęto pierwsze prace. Program podzielony jest na cztery główne etapy z własnymi celami i zadaniami. Pomyślne zrealizowanie planów jednego etapu tworzy naukowe i techniczne podstawy do przejścia do następnego.
Celem pierwszego etapu, który trwał do początku XX wieku, było wystrzelenie statku kosmicznego na orbitę Księżyca. Jako pierwszy rozwiązał ten problem w listopadzie 2007 roku aparat Chang'e-1. W grudniu 2013 roku rozpoczęła się realizacja drugiego etapu: automatyczna stacja międzyplanetarna „Chang'e-3” delikatnie wylądowała na powierzchni satelity, przeprowadziła niezbędne badania i wylądowała pierwszy chiński łazik księżycowy. W grudniu zeszłego roku statek kosmiczny Chang'e-5 wrócił z Księżyca z próbkami gleby. To podsumowało trzecią fazę całego programu księżycowego.
Wystrzelenie pojazdu „Changzheng-5” z AMS „Chang'e-5”, 23 listopada 2020 r. Zdjęcie Wikimedia Commons
Czwarty etap programu Chang'e przewiduje większą liczbę uruchomień pojazdów o różnym przeznaczeniu. W pierwszej kolejności na Księżyc zostanie wysłanych kilka modułów lądowania z wyposażeniem naukowym, które znajdą najlepsze miejsca do umieszczenia stałej stacji. Następnie w ramach tego samego etapu rozpocznie się wdrażanie samej stacji, która będzie budowana modułowo.
Nowy etap „Chang'e” jest szczególnie trudny i dlatego będzie najdłuższy. Jej celem jest zbudowanie pełnoprawnej Międzynarodowej Stacji Badań Księżycowych (ILRS). Według obecnych planów pierwsza misja badawcza rozpocznie się w najbliższych latach, a budowa całej stacji zakończy się dopiero w 2035 roku.
Ciekawe, że KNKU nie planuje samodzielnie wykonywać wszystkich prac i polega na pomocy zagranicznych kolegów. Tak więc w marcu KNCU i Roskosmos podpisały memorandum o wspólnej pracy. Ponadto dwie organizacje zaprosiły wszystkich zainteresowanych do przyłączenia się do projektu. W czerwcu okazało się, że negocjacje z agencjami kosmicznymi krajów trzecich już trwają.
Uruchom pojazd "Changzheng-5" i przyszły AMS programu "Chang'e". Grafika IEEE
Księżycowi zwiadowcy
Według ostatnich doniesień nadchodzące lata KNKU i inni członkowie Chang'e spędzą na badaniu możliwych miejsc pod budowę stałej bazy dla ILRS. W tym celu Chiny wyślą na Księżyc dwa AMS; nie wyklucza się również możliwości uruchomienia sprzętu opracowanego przez inne kraje. Misje badawcze tego typu zakończą się do końca tej dekady.
W 2024 roku KNCU planuje uruchomić jednocześnie dwie stacje księżycowe: Chang'e-6 i Chang'e-7. Pierwszy z nich został zbudowany razem z Chang'e-5 jako jego dublerem, ale nie był potrzebny w tej roli i przeszedł do nowego etapu programu. Ten AMS ma zostać wysłany w rejon południowego bieguna Księżyca w celu wykonania różnych pomiarów. Ponadto będzie musiał zebrać i wysłać nową porcję ziemi na Ziemię.
Misja Chang'e-7 zostanie również wysłana na biegun południowy. W ramach tego projektu opracowywany jest moduł orbitalno-lądujący, a także łazik księżycowy i bezzałogowy statek powietrzny. Ponadto zostanie zbudowany i wysłany na orbitę pomocniczy satelita przekaźnikowy. Chang'e-7 przeprowadzi badania jednego z kraterów i pomoże określić jego perspektywy jako miejsce dla ILRS.
Etapy programu budowy iLRS. Grafika KNKU
W 2027 roku KNKU może uruchomić stację Chang'e-8 ze specjalnym zestawem wyposażenia. Ten AMS będzie musiał przeprowadzić eksperymenty dotyczące wykorzystania księżycowej gleby do produkcji materiałów budowlanych i prostych konstrukcji. Powodzenie takich badań znacznie ułatwi dalszą eksplorację Księżyca.
Planowane programy badawcze będą realizowane z wykorzystaniem istniejącej ciężkiej rakiety nośnej Long March 5. W zależności od modyfikacji i konfiguracji taka rakieta może wynieść do 25 ton na niską orbitę referencyjną lub do 4,5 tony na orbitę geostacjonarną. To wystarczy, aby dostarczyć nowoczesny AMS na Księżyc.
Pewien wkład w przyszłą budowę może wnieść rosyjski AMS Łuna-25, którego start zaplanowano na maj przyszłego roku. Dostarczy około tuzina rosyjskich i zagranicznych instrumentów do różnych celów w południowy region polarny Księżyca. Wyznaczony okres aktywnego istnienia wynosi 1 rok. Dane naukowe z Luny-25 mogą być wykorzystane w planowaniu dalszych działań dla pełnowymiarowej stacji.
Stacja ILRS na powierzchni Księżyca. Grafika KNKU
Niewykluczone, że do końca dekady w badaniach bieguna południowego wezmą udział także inne AWS-y chińskiej lub zagranicznej konstrukcji. Jednak jak dotąd istnieje tylko jedno międzynarodowe memorandum, a inne kraje nie wyraziły chęci udziału w badaniach i budowie ILRS.
Modułowa konstrukcja
Równolegle z badaniami w latach dwudziestych prowadzone będzie projektowanie i budowa elementów przyszłej długoterminowej stacji ILRS. Według aktualnych planów KNKU pierwsze elementy tego kompleksu zostaną wysłane na Księżyc w 2031 roku, a ostatnie za 4-5 lat. Jednak zgodnie z wynikami prac planowanego AMS plany i projekty mogą ulec korekcie.
Budowa stacji rozpocznie się wraz z misją ILSR-1, kiedy to na Księżyc zostaną wysłane kluczowe elementy stacji: automatyczne centrum dowodzenia, moduł energetyczny i systemy łączności. Następnie wysłany zostanie moduł ILSR-2 z kompletem nowej aparatury naukowej. Po wylądowaniu zostanie połączony z innymi urządzeniami stacji. Kolejny moduł ILSR-3 zajmie się produkcją materiałów budowlanych do dalszych prac. ILSR-4 jest używany do nowych eksperymentów, a także do zbierania i wysyłania próbek na Ziemię. W 2035 roku na miejsce pracy zostanie dostarczone obserwatorium księżycowe ILSR-5 do obserwacji kosmosu i naszej planety.
Współdziałanie elementów stacji. Grafika KNKU
Elementy stacji ILSR, według obliczeń, będą miały duże rozmiary i wagę, dlatego potrzebują specjalnej rakiety nośnej. Dla nich proponowana jest superciężka rakieta „Changzheng-9”, zdolna do wystrzelenia 150 ton na LEO lub 53 ton na GSO. Opracowywane są również inne projekty pojazdów nośnych o podobnych właściwościach.
Najwyraźniej w 2035 roku budowa ILSR nie ustanie. W przyszłości Chiny samodzielnie lub we współpracy z innymi krajami będą mogły wysyłać na Księżyc nowe moduły i komponenty w takim czy innym celu. Ponadto od pewnego czasu KNKU i podwykonawcy będą musieli wymieniać stare moduły, które wyczerpały swoje zasoby. Jednak plany tego rodzaju nie zostały jeszcze ujawnione - i prawdopodobnie nawet nie zostały jeszcze sporządzone.
Plany na przyszłość
W ten sposób Chiny kontynuują program księżycowy Chang'e i snują plany na półtorej dekady do przodu. W najbliższych latach KNKU przeprowadzi kilka dodatkowych misji badawczych, a następnie rozpocznie pełnoprawną budowę długoterminowej stacji badawczej. Do połowy lat trzydziestych uzyska formę proponowaną przez obecny projekt i będzie w stanie rozwiązać szeroki zakres problemów.
Model rosyjskiej stacji „Łuna-25”. Zdjęcie z Wikimedia Commons
Należy zauważyć, że stacja ILRS jest tworzona jako niezamieszkana; wszystkie jego komponenty będą działać w trybie offline. Pozwala to znacznie uprościć i przyspieszyć wszystkie procesy tworzenia i późniejszego wdrażania sprzętu. Jednocześnie efektywność badań i innych prac utrzyma się na odpowiednim poziomie.
W przyszłości KNCU nie wyklucza budowy stałej bazy mieszkalnej - będzie to piąty etap programu księżycowego. Jednak czas pojawienia się takiego obiektu pozostaje nieznany. Według różnych szacunków baza powstanie dopiero w połowie stulecia. Tymczasem wszystkie wysiłki uczestników programu Chang'e skupiają się na organizowaniu nowych badań i projektowaniu modułów stacji automatycznych. To właśnie te prace określą dalszy przebieg projektu ILRS, a wraz z nim perspektywy programów w odległej przyszłości.
informacja