КОРАБЛЬ
«ШЭНЬЧЖОУ» И ПИЛОТИРУЕМАЯ ПРОГРАММА КИТАЯ
Китай стал третьей страной, отправившей людей в космос, через сорок два года после Гагарина — и затем пошёл иным путём, чем две страны до него: три десятилетия он шаг за шагом следовал одному плану, написанному в 1992 году, — корабль, лаборатория, станция — и теперь готовится к Луне. Десять глав и три прибора: посчитайте восходы на низкой орбите, спланируйте догон, который приводит корабль к станции за несколько часов, и оцените энергию частицы мусора, которая в 2025 году расколола иллюминатор.
НАЧАТЬ — ГЛАВА 01 →«Проект 921»: назван по дню утверждения
21 сентября 1992 года Постоянный комитет Политбюро утвердил программу пилотируемых полётов. Название она получила по этой дате — «Проект 921» [1]. В плане было три шага. Первый — беспилотные испытательные корабли, затем пилотируемый: базовые возможности. Второй — освоить выходы в открытый космос, сближение и стыковку и запустить краткосрочную лабораторию. Третий — построить постоянную космическую станцию [1].
Поражает не скорость, а последовательность. Каждый шаг занял около десятилетия, каждый выполнен по порядку, и техника развивалась, а не заменялась: тот же по сути корабль «Шэньчжоу», что поднял первого космонавта в 2003 году, возит экипажи на станцию и сегодня. Остальная часть справочника идёт по плану шаг за шагом, а затем рассматривает следующий, которого в плане 1992 года не было вовсе, — Луну.
Компоновка как у «Союза», только крупнее
«Шэньчжоу» («божественный корабль») устроен по той же трёхчастной схеме, что и российский «Союз»: впереди орбитальный отсек для жизни и работы, посередине колоколообразный спускаемый аппарат, который возвращает экипаж, сзади агрегатный отсек с двигателями, топливом и солнечными батареями. Такая схема — проверенный ответ на трудную задачу: теплозащита нужна только маленькой средней капсуле, поэтому корабль лёгкий, а у экипажа есть место на орбите.
Китайский корабль крупнее, а у его орбитального отсека есть собственные солнечные батареи и система ориентации. В первых полётах, после возвращения экипажа в спускаемом аппарате, орбитальный отсек оставался в космосе и продолжал работать как небольшой экспериментальный спутник. На «Шэньчжоу-7» он служил шлюзом для первого китайского выхода в открытый космос [2]. Четыре беспилотных испытания, «Шэньчжоу» с 1-го по 4-й в 1999–2002 годах, прошли до того, как в нём полетел человек, — первый шаг плана [1].
«Шэньчжоу-5»: двадцать один час и четырнадцать восходов
Ян Ливэй, военный лётчик, стартовал с космодрома Цзюцюань в пустыне Гоби в 01:00 UTC 15 октября 2003 года на орбиту около 331 на 338 км с наклонением 42,4° [3]. Он выполнил 14 витков за 21 час 22 минуты и приземлился в степях Внутренней Монголии [3]. Китай стал третьей страной после СССР и США, выведшей человека на орбиту на собственных ракете и корабле.
На такой высоте корабль облетает Землю примерно за полтора часа, поэтому Солнце восходит и заходит каждый виток: за одни сутки Ян увидел четырнадцать восходов. Сколько длится каждая ночь, зависит от высоты и от угла β между плоскостью орбиты и направлением на Солнце. Когда Солнце лежит в плоскости орбиты (β = 0), ночь самая длинная; при достаточно большом β корабль вообще не входит в тень Земли. Исследуйте это ниже.
Жизнь в корабле — а затем шаг наружу
Через два года «Шэньчжоу-6» с Фэй Цзюньлуном и Не Хайшэном провёл в полёте почти пять суток, 76 витков, в октябре 2005 года [4]. Они снимали скафандры, переходили в орбитальный отсек, ели горячую пищу и спали по очереди — первая проверка корабля как места для жизни, а не капсулы для выживания.
«Шэньчжоу-7» в сентябре 2008 года нёс троих. 27 сентября Чжай Чжиган в китайском скафандре «Фэйтянь» совершил первый китайский выход в открытый космос, около 22 минут, сняв небольшой эксперимент с внешней поверхности корабля, а Лю Бомин в российском «Орлане» помогал, стоя в люке [2]. Шлюзом служил орбитальный отсек. Выходы в космос были первым пунктом второго шага.
Чтобы догнать — лети ниже
Вторая половина второго шага — сближение и стыковка, их отрабатывали с лабораторией «Тяньгун-1», запущенной в 2011 году. В июне 2012 года «Шэньчжоу-9» доставил к ней Цзин Хайпэна, Лю Вана и Лю Ян — первую китаянку в космосе; Лю Ван выполнил первую ручную стыковку [6]. В июне 2013 года последовал «Шэньчжоу-10», и Ван Япин провела с орбиты урок физики для школьников всего Китая [7]. «Шэньчжоу-11» в 2016 году пробыл 32 дня со второй лабораторией, «Тяньгун-2» [8].
Сближение начинается с парадокса: чтобы догнать то, что впереди на орбите, нужно лететь ниже, а не быстрее. Нижняя орбита короче и имеет меньший период, поэтому догоняющий корабль с каждым витком выигрывает угол у цели. Инженеры выводят корабль на чуть более низкую орбиту, дают ему «дрейфовать» до нужной фазы и затем поднимают навстречу станции. Чем больше разница высот, тем быстрее догон, — но тем больше топлива уйдёт на подъём в конце. Попробуйте ниже.
Высота станции зафиксирована на 390 км — близко к недавней рабочей орбите «Тяньгуна», около 380–390 км [11]. Реальное сближение использует несколько импульсов, корректируя высоту и фазу одновременно; быстрые схемы с 2021 года стыкуются за несколько часов, потому что старт происходит в точный момент, когда станция проходит в нужной геометрии.
Полугодовые экипажи и стыковка за три с половиной часа
Базовый модуль «Тяньхэ» стартовал 29 апреля 2021 года, за ним в 2022 году последовали лабораторные модули «Вэньтянь» и «Мэнтянь», образовав Т-образную станцию (саму станцию описывает справочник PALACE). «Шэньчжоу-12» в июне 2021 года стартовал в 01:22 UTC и состыковался в 07:54 того же дня, через шесть с половиной часов, начав 92-суточную экспедицию [9]. «Шэньчжоу-13» удвоил её до 182 суток; в этом полёте Ван Япин стала первой китаянкой, вышедшей в открытый космос [10].
С тех пор экипажи меняются примерно каждые полгода: новый «Шэньчжоу» прибывает раньше, чем улетает старый, поэтому у станции всегда есть корабль-спасатель. Сближение стало рутинным и быстрым: «Шэньчжоу-21» стартовал в 15:44 UTC 31 октября 2025 года и состыковался в 19:22 — примерно через три с половиной часа [11]. В 2023 году «Шэньчжоу-16» доставил на станцию Гуй Хайчао, университетского профессора, — первого китайского гражданского космонавта.
Частица мусора, обмен кораблями и пустое кресло домой
Экипаж «Шэньчжоу-20» должен был вернуться 5 ноября 2025 года. В этот день Китайское агентство пилотируемых полётов отложило посадку из-за подозрения на удар космического мусора [11]: в иллюминаторе спускаемого аппарата нашли мелкие трещины, сочтённые слишком опасными для спуска. 14 ноября экипаж вернулся на только что прибывшем корабле «Шэньчжоу-21» [12] — впервые китайский экипаж вернулся не на том корабле, на котором стартовал. В результате новый экипаж «Шэньчжоу-21» остался на станции без безопасного корабля для возвращения.
Китай запустил беспилотный «Шэньчжоу-22» 25 ноября, через одиннадцать дней, как замену корабля-спасателя; он состыковался примерно через 3,5 часа после старта [12]. Повреждённый «Шэньчжоу-20» в итоге вернулся пустым в январе 2026 года [11]. Почему частица, которую не разглядеть глазом, может расколоть иллюминатор? Потому что орбитальный мусор врезается со средней скоростью около 10 км/с, до примерно 15 км/с [13]. Кинетическая энергия растёт как квадрат скорости — оцените её ниже.
Только энергия: последствия удара зависят от защиты и того, как энергия передаётся за несколько микросекунд. Сравнения — по типичной дульной энергии (≈ 500 Дж у пистолета 9 мм, ≈ 1800 Дж у винтовочного патрона 5,56 мм). Размер объекта, ударившего «Шэньчжоу-20», не опубликован.
«Мэнчжоу», «Ланьюэ» и посадка на Луну «к 2030 году»
Китай поставил цель — высадить космонавтов на Луну к 2030 году [14]. План использует два пуска новой ракеты «Чанчжэн-10»: одна выводит посадочный корабль «Ланьюэ» («обнимающий Луну»), другая — пилотируемый корабль «Мэнчжоу» («корабль мечты»). Они встречаются на окололунной орбите; двое космонавтов переходят в «Ланьюэ», садятся и возвращаются к «Мэнчжоу» для полёта домой — схема встречи на лунной орбите, как у «Аполлона», разделённая на две ракеты.
В октябре 2025 года агентство обозначило предстоящие испытания: комплексные испытания посадочного корабля «Ланьюэ», тепловые испытания и испытания системы аварийного спасения «Мэнчжоу» на участке максимального скоростного напора и дальнейшую работу над «Чанчжэн-10» [14]. «Мэнчжоу» также должен сменить «Шэньчжоу» в полётах к станции на низкой орбите. Автоматическая программа «Чанъэ» уже совершила посадки на видимой и обратной сторонах Луны и доставила образцы на Землю (её описывает справочник RABBIT), картографируя грунт, по которому пойдут космонавты.
От утверждения до постоянной станции
Это никогда не была самая быстрая программа. Это была программа, которая делала ровно то, что обещала, в обещанном порядке, — и так долго летала на одном корабле, что каждый полёт стал казаться обычным.