24 жовтня 2007 року Китай здійснив перший у своїй історії запуск у міжпланетний простір. Ракета «Чанчжен-3A» відправила до Місяця автоматичний апарат «Чан’е-1».
На перший погляд, Піднебесна лише продемонструвала здатність повторити досягнення наддержав майже півстолітньої давнини. Зрештою, Китай став навіть не третьою країною, що успішно запустила свій апарат до природного супутника Землі. Попереду були Японія та ESA, а буквально через рік після китайців цей перелік поповнила Індія.
Але китайський підхід помітно відрізняється від дій більшості інших космічних гравців, які відправляли апарати до Місяця у межах спільних програм із вивчення Сонячної системи. Для Піднебесної природний супутник Землі є пріоритетною метою. За останні роки КНР відправила до нього п’ять дослідницьких апаратів із двома місяцеходами, один ретранслятор і два мікросупутники. Це більше, ніж загальна кількість «лунників», запущених за цей же період усіма іншими країнами, разом узятими. Й найближчим часом цей перелік буде лише поповнюватися. Тож саме час поговорити про те, як КНР планомірно підкорює Місяць, та про її плани на найближче майбутнє
Зародження китайської місячної програми
Ще наприкінці 1990-х комісія з питань науки, технології та промисловості для оборони Держради КНР почала вивчати можливість реалізації національної програми з дослідження Місяця. Цьому сприяло бурхливе економічне зростання і поступове утвердження країни на міжнародній арені. До того ж перший китайський пілотований космічний запуск був уже не за горами. 2004 року країна офіційно оголосила про існування проєкту «Чан’е», названого на честь китайської місячної богині. Програма була поділена на чотири основні фази:
- На першому етапі планувалося відправити до Місяця орбітальні апарати, здатні скласти детальні карти його поверхні, що дозволили б обрати оптимальні місця для посадки майбутніх місій.
- У межах другої фази на поверхню супутника Землі мали бути висаджені стаціонарні платформи з науковими приладами й автономні ровери.
- Наступна фаза передбачає відбір зразка місячної речовини та його транспортування на нашу планету.
- Нарешті, фіналом програми «Чан’е» мало би стати будівництво роботизованої дослідницької станції на південному полюсі Місяця.
Китай вирушає до Місяця
В листопаді 2007 року «Чан’е-1» успішно вийшов на селеноцентричну орбіту і провів детальну зйомку поверхні нашого супутника, що дало можливість створити її тривимірну топографічну карту. Апарат також оцінив вміст низки хімічних елементів у місячній корі. У майбутньому ці дані можуть бути використані для організації видобутку ресурсів. Після виконання всіх запланованих спостережень 1 березня 2009 року «Чан’е-1» був зведений з орбіти й упав на Місяць.
У 2010 році до Місяця вирушив «Чан’е-2». Він мав такий самий дизайн, як і його попередник, відрізняючись лише досконалішою камерою й альтиметром. Головним завданням апарата був пошук місця для посадки наступної місії. З цим завданням він успішно впорався. Після завершення основної наукової програми Китайська національна космічна адміністрація (CNSA) вирішила використовувати «Чан’е-2» для тестування своїх можливостей щодо зв’язку й управління апаратами в далекому космосі. Зонд виконав маневр, який направив його до точки Лагранжа L₂ системи «Сонце-Земля», й у 2011 році вийшов на гало-орбіту навколо неї. CNSA стало лише третім в історії космічним агентством, чий посланець досяг цього регіону.
Але на цьому подорож другого китайського місячного зонда не закінчилася: пізніше його вирішили перетворити на «астероїдного розвідника». У квітні 2012 року апарат здійснив новий маневр, що перевів його на траєкторію прольоту астероїда Тутатіс (4179 Toutatis). 13 грудня 2012-го «Чан’е-2» пройшов на відстані 3,2 км від нього, зробивши низку знімків його поверхні. Роздільна здатність найкращих із них становила 10 м.
Після завершення прольоту Тутатіса китайські фахівці продовжили експлуатацію «Чан’е-2» в режимі випробувального зонда, використовуючи його для перевірки національної системи далекого космічного зв’язку. До 2016 року апарат відлетів на відстань понад 200 млн км від нашої планети. Наразі невідомо, чи продовжує CNSA підтримувати зв’язок із «Чан’е-2», чи контакт із ним уже втрачений.
Китай дістається Місяця
Успіхи «Чан’е-1» і «Чан’е-2» дозволили КНР перейти до наступної фази своєї місячної програми — м’якої посадки на Місяць. Варто зазначити, що це є значно складнішим завданням, ніж виведення супутника на селеноцентричну орбіту. Ані СРСР, ані США не змогли з першого разу успішно посадити свій автоматичний зонд на місячну поверхню. Індія та ізраїльська компанія SpaceIL теж зазнали фіаско.
А ось Китай зумів одразу досягти мети. 14 грудня 2013 року апарат «Чан’е-3» став першим з 1976 року земним посланцем, який здійснив м’яку посадку на поверхню природного супутника нашої планети. Це сталося в Морі Дощів, у 40 км південніше кратера Лаплас F.
«Чан’е-3» доставив на місячну поверхню не лише платформу з науковими приладами, але й 140-кілограмовий «Юйту» — перший колісний апарат від часів «Лунохода-2». Номінальний термін роботи базової платформи складав один рік, ровера — три місяці. Але в результаті вони значно перевиконали початковий план.
У 2018 році радіоаматори все ще періодично перехоплювали сигнали стаціонарної платформи «Чан’е-3». Щоправда, тоді на її борту лишався всього один працездатний інструмент — 150-міліметровий оптичний телескоп LUT, призначений для знімкування неба у ближньому УФ-діапазоні. Наприкінці 2018-го CNSA вирішила припинити роботу апарата, щоб уникнути накладення радіосигналів, здатного ускладнити процедуру посадки місії «Чан’е-4».
Щодо «Юйту», то він утратив рухливість приблизно через 40 днів після висадки, тому надалі теж продовжив роботу в стаціонарному режимі. Востаннє він виходив на зв’язок із Землею в березні 2015 року.
Спершу старт наступної посадкової місії «Чан’е-4» з ровером «Юйту-2» був запланований на 2015 рік. Однак через низку відтермінувань і необхідність вносити зміни до дизайну апарата він затримався аж на три роки. Свою роль зіграла і надвисока технічна складність місії, яка вимагала ретельнішої підготовки та запуску супутника-ретранслятора. Річ у тім, що саме «Чан’е-4» мав стати першим в історії земним посланцем, що дістався зворотного боку Місяця.
Основна проблема такої посадки полягає у забезпеченні зв’язку. Для цього потрібен спеціальний ретранслятор на гало-орбіті в районі точки Лагранжа L₂ системи «Земля-Місяць». Апарат, що перебуває в цій позиції, зможе одночасно бачити як нашу планету, так і зворотний бік Місяця. Однак це вимагає додаткового запуску, значно збільшуючи загальну вартість місії. З цієї причини, наприклад, наприкінці 1960-х NASA відмовилася від плану з висадки однієї з експедицій Apollo.
Але Китай не злякався додаткових витрат. У травні 2018 року CNSA відправила в точку L₂ ретранслятор «Цюецяо». Разом із ним була запущена пара мікросупутників «Лунцзян», розроблених ученими з Харбінського політехнічного університету. Один із них так і не дістався Місяця, а ось другий вийшов на селеноцентричну орбіту. Він успішно працював до липня 2019 року, а потім, як і «Чан’е-1», був навмисно розбитий об місячну поверхню.
Після того, як фахівці переконалися в успішній роботі «Цюецяо», настала черга самого «Чан’е-4», що стартував 7 грудня 2018 року. Через 30 днів апарат здійснив історичну посадку в південній частині кратера Карман на зворотному боці Місяця. Успіх цієї місії ознаменував перехід Китаю від фази повторення старих радянських і американських досягнень до підкорення нових вершин.
Але «Чан’е-4» увійшов до літопису світової космонавтики не лише завдяки своєму місцю посадки. Крім традиційної наукової апаратури, на його борту був герметичний алюмінієвий контейнер заввишки 18 см і діаметром 16 см. У ньому зберігався ґрунт, насіння бавовни, картоплі, ріпаку, різушки, а також дріжджі, яйця дрозофіл і шовкопряда. Всередині циліндра було штучне освітлення, пристрої для подачі води, повітря та живильного розчину. Мета експерименту полягала у перевірці можливості функціонування замкненої екосистеми в умовах зниженої місячної гравітації та високого рівня високоенергетичного випромінювання.
За словами китайських фахівців, через кілька днів після посадки «Чан’е-4» камера, встановлена всередині циліндра, зареєструвала проростання насінини бавовни. Це був перший випадок в історії, коли земна рослина дала паростки на іншому небесному тілі.
«Чан’е-4» та «Юйту-2» все ще продовжують роботу. Станом на початок липня 2022 року ровер проїхав уже понад 770 метрів місячною поверхнею.
Китай повертає шматочок Місяця
Зрозуміло, що Китай не збирається зупинятися на досягнутому. Уже в кінці 2020 року він розпочав реалізацію третьої фази своєї місячної програми. Автоматичний апарат «Чан’е-5» мав завдання взяти зразок речовини Місяця та доправити його на Землю.
Варто зазначити, що шлях до третьої фази був довшим, ніж передбачалося. Ще 2014 року CNSA запустила місію «Чан’е-5Т1» із метою відпрацювання технології повернення на Землю зразків місячної речовини. Зонд облетів Місяць, потім зблизився з нашою планетою і скинув тестову капсулу, яка пройшла крізь земну атмосферу та приземлилася на території Китаю.
Успіх випробування відкрив шлях для місії «Чан’е-5». Спочатку її запуск був запланований на кінець 2017 року, але CNSA довелося спішно скорегувати свої плани через минулорічну аварію ракети-носія «Чанчжен-5».
До того часу місячні місії Піднебесної запускалися за допомогою ракет сімейства «Чанчжен-3». Однак «Чан’е-5» набагато важча за своїх попередників: адже їй потрібно не просто сісти на Місяць, але й злетіти з його поверхні та повернутися на Землю. Тому космічний апарат складається з чотирьох спеціалізованих модулів (орбітального, посадкового, злітного та повертального), сумарна маса яких становить майже чотири тонни. Вантажопідйомності «Чанчжен-3» недостатньо, щоб забезпечити відправлення такого вантажу до Місяця. Тому китайські фахівці зробили ставку на нову важку ракету «Чанчжен-5». Проте її несподівана аварія під час другого польоту призвела до того, що в конструкцію носія довелося внести безліч змін. Лише наприкінці 2019-го CNSA провела повторний успішний запуск оновленої ракети, який дозволив відновити підготовку до старту «Чан’е-5».
«Чан’е-5Т1» вирушив до Місяця у листопаді 2020 року. Місія пройшла без жодних ускладнень. Посадковий апарат здійснив успішну посадку в районі гір Рюмкера (вулканічна формація в північно-західній частині видимого боку нашого супутника) і взяв пробу ґрунту, яка потім була «переправлена» на повертальний модуль. Капсула зі зразками здійснила посадку в автономному районі Внутрішня Монголія 16 грудня 2020 року.
Подальший аналіз показав, що доставлені зразки сформувалися не пізніше, ніж 2 млрд років тому. Таким чином, вони набагато молодші, ніж ґрунт, привезений на Землю експедиціями Apollo та радянськими станціями «Луна».
Майбутнє китайської місячної програми
Реалізація місії «Чан’е-5» підвела рису під третьою фазою китайської місячної програми. Отже, фахівці Піднебесної зможуть розпочати роботу над її завершальною стадією.
Оскільки космічна галузь КНР не відрізняється особливою відкритістю, нам поки відомі лише найзагальніші деталі щодо четвертої фази. Ймовірно, в 2023-2024 роках CNSA здійснить запуск зонда «Чан’е-6», який сяде поблизу південного місячного полюса і потім поверне на Землю зразок речовини з цього регіону. Вибір місця посадки не випадковий: саме південний полюс нашого супутника вважається однією з найкращих локацій для створення першого людського поселення.
Слідом за «Чан’е-6» до Місяця вирушать ще два автоматичних розвідники. Передбачається, що вони проведуть комплексне дослідження південного полюса. Апарати шукатимуть поклади цінних ресурсів і, можливо, випробують деякі технології, які можуть знадобитися тайконавтам під час будівництва місячної бази.
Те, що в майбутньому КНР планує побудувати базу на Місяці, вже давно не секрет. Хоча влада країни вважає за краще робити максимально розпливчасті заяви з цього питання, відомо, що Піднебесна має намір створити поселення на південному місячному полюсі до кінця цього — початку наступного десятиліття. 2021 року Китай також підписав меморандум про співпрацю з росією у справі створення Міжнародної наукової місячної станції. Проте точна міра його участі у проєкті поки невідома.
У будь-якому випадку, китайські інженери вже ведуть роботи з конструювання техніки для пілотованої місячної програми. У 2020 році відбувся успішний тест прототипу космічного корабля нового покоління, розрахованого як на доставку тайконавтів на борт орбітальної станції, так і на місії в далекий космос. Він був виведений на навколоземну орбіту та здійснив серію маневрів, які дозволили підняти його апогей до 8000 км. Завдяки цьому капсула корабля увійшла в земну атмосферу зі швидкістю приблизно 9 км/c, що суттєво більше, ніж при звичайних польотах на низькі навколоземні орбіти (ННО). Це дозволило протестувати теплозахист в умовах, подібних до тих, які виникають при поверненні на Землю з міжпланетної експедиції. Новий космічний апарат надасть Китаю можливість організувати пілотований обліт Місяця, на кшталт американської експедиції Apollo 8 або планованої місії Artemis II. Такий політ міг би додати престижу країні.
Але, якщо ми говоримо про місію з висадкою тайконавтів на Місяць, то одного лише корабля недостатньо. Для цього потрібен окремий посадковий апарат і досить потужна ракета, здатна доставити його до нашого супутника.
Такою ракетою має стати надважкий носій «Чанчжен-9». Китайський уряд схвалив плани щодо його створення у 2021 році. Ракету планують використовувати для пілотованих місій на Місяць, збирання різних космічних споруд, а також польотів у далекий космос.
Початково концепція «Чанчжен-9» передбачала створення класичної одноразової ракети, що має триступеневу конструкцію з можливістю додавання до неї до чотирьох бічних прискорювачів. Потім проєкт зазнав ревізії. Ракета втратила бічні прискорювачі, а її перший ступінь став багаторазовим.
Але, схоже, це далеко не остання метаморфоза носія.Нещодавно стало відомо, що китайські інженери розробили новий проєкт, який передбачає створення зовсім іншої, повністю багаторазової ракети, причому її дизайн явно навіяний кораблем Starship. Вона буде складатися з двох ступенів, що працюють на паливній парі кисень-метан. Ракета зможе виводити до 150 тонн на ННО та до 50 тонн на траєкторію польоту до Місяця. За попередніми оцінками, перший політ повністю багаторазового «Чанчжен-9» може відбутись у 2035 році.
Варто зазначити, що керівники китайської космічної програми, здається, поки не зробили остаточного вибору на користь якогось із варіантів «Чанчжен-9». Але загальний вектор не викликає сумнівів.
Наявність у Китаю планів створення форпосту на природному супутнику Землі викликає резонне питання про можливість місячних перегонів зі США. Адже південний полюс Місяця також є основною метою американської програми Artemis. Уже зараз можна уявити ситуацію, коли кожна зі сторін спробує прискорити реалізацію своїх планів, щоб «зайняти кращі місця». Ними можуть бути як ділянки з найбільш легкодоступними покладами водяного льоду, так і «піки вічного світла» — приполярні височини, майже постійно освітлені Сонцем, що робить їх ідеальним місцем для розміщення сонячних електростанцій.
У 2020 році США та їхні космічні союзники підписали «Угоди Артеміди» — набір базових принципів, що мають закласти основу міжнародного співробітництва у сфері освоєння Місяця, Марсу, комет і астероїдів у мирних цілях. У тому числі вони обумовлюють можливість створення так званих «безпечних зон» у місцях здійснення науково-технічної діяльності на нашому природному супутнику. Угода передбачає, що держави мають поважати «безпечні зони» одна одної та відкрито ділитися всією інформацією, щоб не допустити виникнення конфліктних ситуацій.
Наразі до «Угод Артеміди» долучилася 21 країна, включно з Україною. Але виглядає вкрай малоймовірним, що у найближчій перспективі Китай захоче пов’язати себе якимись юридичними зобов’язаннями зі США. Дві найсильніших держави на Землі практично не співпрацюють у космічній сфері. З урахуванням їх далеко не найкращих політичних стосунків, а також періодичних взаємних звинувачень (чого варта хоча б нещодавня заява очільника NASA про те, що Китай має намір захопити Місяць), ситуація навряд чи зміниться в осяжному майбутньому.
Звичайно, досі Китай не демонстрував поспіху в своїй місячній програмі. CNSA методично слідувала планам, а керівництво країни не намагалося «підганяти» організацію, вимагаючи за будь-яку ціну здійснити запуск до якоїсь круглої дати або з політичного приводу. Швидше за все, це зіграло велику роль у загальній успішності й безаварійності програми «Чан’е». Але подальше посилення конфронтації зі США може призвести до зміни цього підходу. Свою роль здатна зіграти й «Угода Артеміди». Якщо керівництво КНР сприйме пропозицію про створення «безпечних зон» як спробу «розділити» Місяць, ми справді можемо стати свідками початку нових місячних перегонів.
Але не варто виключати й інший варіант. Місяць міг би стати для двох країн не «яблуком розбрату», а точкою дотику. Коли США і Китай почнуть створення баз на його південному полюсі, їм мимоволі доведеться виробити правила взаємодії. Згодом це може дати поштовх до повноцінної співпраці та навіть реалізації спільних космічних проєктів. Хтозна, раптом нашому нічному світилу судилося стати тим, чим свого часу було історичне стикування «Союзу» й Apollo?
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
