W ciągu miesiąca dla Chin rozpocznie się nowy etap eksploracji kosmosu. Pod koniec kwietnia z kosmodromu Wenchang na południu kraju ma wystartować rakieta Długi Marsz 5. Na pokładzie największej obecnie chińskiej rakiety znajdzie się moduł Tianhe. Tym samym rozpocznie się się budowa dużej stacji kosmicznej Tiangong, na której załoga będzie mogła przebywać cały rok.
Pierwszy program załogowy
Niewiele osób pamięta o tym, że pierwsze podejście Chin do programu załogowego miało miejsce na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Gdy cały świat podziwiał kosmiczne sukcesy Związku Radzieckiego oraz Stanów Zjednoczonych, to Mao Zedong próbował je naśladować. W 1967 roku ogłoszono program statku kosmicznego Shuguang (Świt). Była to mała, dwuosobowa kapsuła, podobna do amerykańskiego pojazdu Gemini.
Ściśle tajny program, znany również jako Projekt 714, nie zdołał jednak nabrać rozpędu. Po pierwsze nigdy nie uzyskał pełnego finansowania, a po drugie szereg specjalistów mających rozwijać ambitny cel padło ofiarą czystek podczas rewolucji kulturalnej. Koniec końców w 1972 roku program Shuguang anulowano, a 19-osobowy korpus astronautów rozwiązano. Dlaczego piszę “astronautów” a nie “taikonautów”? O tym możecie przeczytać mój wpis tutaj.
Projekt 921
Drugie podejście do lotów załogowych Chiny wykonały dopiero w latach dziewięćdziesiątych. Program zainaugurowano w 1992 roku pod nazwą Projekt 921. Wówczas planowano przeprowadzić pierwszy lot załogowy jeszcze przed końcem ówczesnej dekady w 1999 roku. Początkowe chińskie wysiłki były także mocno wspierane przez Rosję. W 1995 roku oba państwa podpisały umowę o transferze technologii kosmicznych. W jej ramach Chiny zakupiły lądownik kapsuły Sojuz, a także otrzymały możliwość treningu astronautów w Gwiezdnym Miasteczku pod okiem rosyjskich specjalistów.
Ostatecznie debiutancki, bezzałogowy lot pojazdu kosmicznego Shenzhou (神舟 Niebiański Pojazd) odbył się w 1999 roku. Należy podkreślić, że pojazd Shenzhou jest całkowicie nową konstrukcją, choć korzysta z rozwiązań znanych z rosyjskiego statku kosmicznego Sojuz. Kapsuła lądownika Shenzhou jest również większa o około 13% od rosyjskiego odpowiednika. Cały pojazd waży zaś 7800 kilogramów, czyli ponad 700 kilogramów więcej od używanej dzisiaj wersji Sojuza. Dlatego część analityków uważa, że na pokładzie mogłaby zmieścić się nawet czteroosobowa załoga.
Po trzech kolejnych lotach testowych kapsuły (Shenzhou-2, 3 i 4) Chiny nabrały pewności, że są w stanie przeprowadzić lot załogowy. Pierwszy chiński astronauta, Yang Liwei, trafił na orbitę 15 października 2003 roku w ramach misji Shenzhou-5. Debiutancki lot załogowy trwał niecałą dobę. Po 21 godzinach lotu podpułkownik Chińskiej Armii Ludowo Wyzwoleńczej wylądował cały i zdrowy w prowincji Mongolii Wewnętrznej, a Chiny stały się trzecim państwem zdolnym samodzielnie przeprowadzić lot załogowy.
W kolejnych dwóch misjach załogowych Państwo Środka dalej zbierało doświadczenia kosmiczne. Lot Shenzhou-6 z 2005 roku trwał blisko pięć dni. Wtedy też po raz pierwszy w trakcie lotu astronauci Fei Junlong oraz Nie Haisheng weszli na pokład modułu orbitalnego statku. Trzy lata później wystartował Shenzhou-7. W trakcie tego lotu Zhai Zhigang wykonał pierwszy chiński spacer kosmiczny testując nowy skafander o nazwie Feitian. Państwo Środka mogło rozpocząć przygotowania do programu stacji kosmicznej o nazwie Tiangong
Pierwsza generacja stacji kosmicznych
Jeszcze kilka akapitów dygresji. Nowa stacja Tiangong będzie należeć do trzeciej generacji stacji kosmicznych. Oznacza to, że załogi będą mogły przebywać na jej pokładzie przez cały rok. Regularnie na pokład będą dostarczane nowe eksperymenty i ładunki, a prace w kosmosie będą odbywać się w różnych, wyspecjalizowanych modułach laboratoryjnych. Jest to znacząca różnica w stosunku do stacji kosmicznych pierwszej generacji, takich jak używanych w latach siedemdziesiątych radzieckich Salut 1, Salut 3, Salut 4 oraz Salut 5. Były to jednomodułowe konstrukcje, do których mógł przycumować tylko jeden statek kosmiczny na raz. Dlatego wszystkie potrzebne dla załóg zapasy musiały się znajdować na pokładzie takich stacji.
Stacje kosmiczne drugiej generacji z przełomu lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych (Salut 6 i Salut 7) pozwalały już na dłuższe pobyty załóg na orbicie. Było to możliwe dzięki dwóm portom cumownicznym. Pierwszy zajmował statek kosmiczny głównej załogi. Do drugiego mógł zostać przycumowany pojazd logistyczny z nową dostawą ładunków, albo drugi pojazd załogowy. Długoterminowe loty były jednak raczej uciążliwe, ponieważ miejsca na pokładzie przy 90 metrach sześciennych było nadal mało.
Zmieniło się to dopiero Mirze, pierwszej stacji kosmicznej trzeciej generacji. Posiadał on aż cztery węzły dla kolejnych modułów, które znacznie zwiększyły możliwości pracy a także komfortu załogi. W przypadku Chin, ze stacją Tiangong pominięty będzie etap stacji kosmicznych drugiej generacji i od razu rozpocznie się budowa większego obiektu. Wcześniej Państwo Środka musiało jednak zdobyć trochę doświadczenia. Do tego zbudowało aż dwie stacje pierwszej generacji o nazwie – zgadliście – również Tiangong.
Tiangong-1 oraz Tiangong-2
Nazewnictwo chińskiego programu kosmicznego rzeczywiście może przyprawić o zawrót głowy. Stacje pierwszej generacji o nazwach Tiangong-1 i Tiangong-2 krążyły wokół Ziemi kolejno w latach 2011-2018 oraz 2016-2019. Istniały również plany na wystrzelenie stacji Tiangong-3, których jednak nigdy nie zrealizowano.
Pierwszą Tiangong-1 odwiedziły aż trzy misje. Bezzałogowy Shenzhou-8 po raz pierwszy automatycznie przycumował do modułu. Było to duże osiągnięcie dla Chin, ponieważ do 2011 roku podobne rozwiązanie posiadały tylko Związek Radziecki / Rosja, Japonia oraz Europejska Agencja Kosmiczna. Amerykanie stosują automatyczne cumowanie dopiero od niedawna w kapsułach Dragon. Jest to bardzo ważna technologia, wręcz kluczową dla każdego programu stacji kosmicznej. Pozwala na przeprowadzenie regularnych misji logistycznych przy pomocy bezzałogowych statków logistycznych.
Po bezzałogowym Shenzhou-8 stację Tiangong-1 odwiedziły jeszcze załogowe misje Shenzhou-9 w 2012 oraz Shenzhou-10 w 2013 roku. Misje te trwały dosyć krótko, kolejno po 13 i 14 dni. W obu lotach brały udział też pierwsze chińskie astronautki (Liu Yang oraz Wang Yaping). Stację Tiangong-2 odwiedziła zaś tylko jedna misja załogowa. W skład załogi Shenzhou-11 weszło dwóch chińskich astronautów. Jing Haipeng oraz Chen Dong spędzili 33 dni na pokładzie ustanawiając nowy chiński rekord pobytu w kosmosie. W ten sposób Chińczycy zdobywali coraz więcej doświadczenia w programie załogowym. Zebrane doświadczenia pozwolą na przeprowadzenie znacznie dłuższych, kilkumiesięcznych misji.
Statek logistyczny Tianzhou
Warto również wspomnieć o drugim statku kosmicznym przetestowanym po raz pierwszy przy okazji lotów do Tiangong-2. Do stacji automatycznie przycumował pierwszy pojazd Tianzhou (天舟, Tiān Zhōu, Niebiański Statek). Statki kosmiczne Tianzhou będą służyły do misji logistycznych w chińskim programie załogowym, podobnie jak rosyjskie statki Progress. Będą dostarczać nie tylko nowe eksperymenty dla astronautów, ale przede wszystkim żywność, wodę oraz paliwo. Po zakończonej misji wejdą w atmosferze Ziemi, i spalą się wraz z niepotrzebnymi już odpadami. Co ciekawe statek kosmiczny Tianzhou zbudowany został na podstawie rozwiązań zastosowanych w Tiangong-1.
Po automatycznym cumowaniu przyszedł czas na kolejną kluczową technologię przetestowaną w debiutanckiej misji Tianzhou. Mowa o transferze paliwa, który w warunkach nieważkości jest dużo większym inżynieryjnym wyzwaniem. Trzeba pamiętać, że na wszystkie obiekty na niskich orbitach okołoziemskich wpływa śladowa atmosfera i bardzo powoli je wyhamowuje. Dlatego stacje kosmiczne potrzebują regularne dostawy paliwa do podnoszenia orbity. Tutaj wpadkę zaliczyli chociażby Amerykanie, którzy niefortunnie utracili swoją pierwszą stację kosmiczną. Orbita Skylaba miała zostać podniesiona przez jedną z pierwszych misji wahadłowców. Jednak uruchomienie programu Space Shuttle opóźniło się o parę lat. Dodatkowo aktywność słoneczna wpłynęła na zwiększenie grubości atmosfery o czym nie wiedziano wcześniej. Tym samym Skylab coraz szybciej opadał, aż w 1979 roku spalił się w atmosferze, a jego resztki spadły do Oceanu Indyjskiego i na Zachodnią Australię.
Pierwszy element stacji Tiangong
Budowę stacji Tiangong zainauguruje wystrzelenie modułu Tianhe (天和, Tiānhé, Harmonia Niebios). Będzie to centralny komponent nowej stacji wyposażony w aż sześć węzłów cumowniczych. Z czasem będą do niego dołączać kolejne moduły, jak również statki kosmiczne Shenzhou oraz Tianzhou. Ponieważ Tianhe waży aż 22 tony, to do jego wystrzelenia konieczne będzie użycie największej chińskiej rakiety Długi Marsz 5. Tianhe ma długość 16,6 metrów i jest szeroki na 4,2 metra. Jest on tym samym nieco większy od pierwszego, centralnego modułu stacji kosmicznej Mir, i bazującym na nim module mieszkalnym Zwiezda wchodzącego w skład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
W module Tianhe znajdą się główne komponenty stacji, takie jak systemy podtrzymywania życia, komputery pokładowe, systemy nawigacyjne, komunikacyjne i napędowe. Wewnątrz znajdą się także udogodnienia dla astronautów: kuchnia, przestrzeń sypialna czy toaleta. Zasilanie modułu będzie dostarczane przez dwa obrotowe zestawy paneli słonecznych. Tianhe będzie wyposażony również w małe ramię robotyczne, które będzie stosowane w relokacji kolejnych modułów do bocznych węzłów cumowniczych.
Na dzisiaj wystrzelenia modułu Tianhe zaplanowano na 29 kwietnia, choć termin ten może jeszcze ulec zmianom. Zgodnie z planem około miesiąca później do stacji ma zostać wysłany bezzałogowy pojazd logistyczny Tianzhou-2. Przywiezie on zapasy dla pierwszej załogi stacji, która latem dotrze na pokładzie załogowego Shenzhou-12. Będzie to pierwszy długoterminowy lot chińskich astronautów. Skład załogi nie jest jeszcze oficjalnie potwierdzony, choć na serwisach kosmicznych można znaleźć ich różne (i wzajemnie wykluczające się) składy. Jeszcze w 2021 roku, bliżej jesieni, na stację ma dotrzeć kolejna załoga na pokładzie Shenzhou-13, zmieniając swoich poprzedników. Prawdopodobnie na krótki czas astronauci z obu misji będą pracować równolegle, podobnie jak działo się to w przypadku radzieckich stacji kosmicznych, a później ISS.
Na 2022 rok zaplanowano wystrzelenie dwóch kolejnych modułów. Będą to już specjalistyczne laboratoria naukowe przystosowane do prowadzenia badań w warunkach nieważkości. Moduły Wentian oraz Mengtian będą ważyć po 20 ton. Zostaną one wystrzelone podobnie jak Tianhe na pokładzie rakiety Długi Marsz 5.
Podsumowanie
Chiny sukcesywnie rozwijają własny program załogowy we własnym tempie. Zdobywają kolejne doświadczenia w lotach kosmicznych bardziej w trybie sprintu, niż wyścigu z lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych. Dzięki nowej stacji Tiangong będą mogli zebrać jeszcze więcej doświadczenia. Te będzie na pewno potrzebne w planowanych na trzecią i czwartą dekadę XXI wieku lotach w kierunku Księżyca, zwłaszcza że Chiny mają ambicje zostać globalnym liderem w sektorze kosmicznym.
Źródła: