МКС и Тяньгун: вот чем отличаются космические станции

Небесный дворец – это немецкий перевод названия новой китайской космической станции Tiangong. То, что звучит как чрезмерно большой форпост человечества, оказывается уменьшенной моделью по сравнению с Международной космической станцией МКС. МКС – это, так сказать, большой опытный ветеран на орбите вокруг Земли, а «Тяньгун» – компактный и совсем новый юнец.

Почему Китай не участвует в работе МКС?

В 2011 году Китай был исключен из числа участников МКС, когда США запретили своему космическому агентству Nasa дальнейшее сотрудничество по соображениям национальной безопасности. Пять космических агентств из 15 стран участвуют в партнерстве на Международной космической станции, которая плавает на орбите с конца 1998 года и постоянно пилотируется с конца 2000 года.

Гигантская азиатская страна активизировала собственную пилотируемую космическую программу, которая была запущена в 1992 году. Тяньгун – не первая космическая станция. Tiangong‑1 был первым прототипом, который находился на орбите Земли с 2011 по 2018 год, за ним последовал Tiangong‑2 (с 2016 по 2019 год).

«Китайцы считают себя великой космической державой», – объясняет Ульрих Вальтер, заведующий кафедрой астронавтики в ТУ Мюнхена. «Они вкладывают много денег, могут себе это позволить, имеют четкий план и пока все реализовали», – резюмирует бывший научный астронавт.

Сколько раз «Тяньгун» помещается в МКС?

Сравнение внешних размеров показывает, что МКС примерно в четыре раза больше, чем «Тяньгун». В траверзе, то есть по главной оси собранных модулей, МКС достигает длины 94 метра, сообщает Nasa. Кроме того, размах космической станции достигает 109 метров с солнечными модулями. Это означает, что МКС занимает немного больше места, чем стандартное футбольное поле.

Высота трех основных модулей «Тяньгуна» вместе составляет около 53 метров, а длина космической станции достигает 37 метров по главной оси. Размах солнечных модулей составляет 55 метров. С точки зрения пространственных масштабов, Тяньгун гораздо меньше и компактнее, его диаметр составляет около 39 метров – примерно четверть футбольного поля.

Какая космическая станция имеет больше модулей?

Обе космические станции имеют модульную конструкцию и внешнюю оболочку светлого цвета. Причина: ввиду гораздо большей интенсивности света, чем на Земле, они не должны так быстро нагреваться, объясняет эксперт по космосу Вальтер. МКС, которая весит около 420 тонн, в настоящее время состоит из 39 отдельных модулей из стран-участниц – два из России были добавлены в 2021 году. Эти модули были доставлены на орбиту с 1998 года, соединены там, и таким образом космическая станция постоянно увеличивалась в течение почти 25 лет. Поскольку в проекте участвует множество стран, на МКС «значительно больше исследовательских модулей – в этом разница», – объясняет Ульрих Вальтер.

Строительство космической станции «Тяньгун», которая сейчас выросла до добрых 100 тонн, шло гораздо быстрее. В своей основе он состоит только из трех больших модулей, доступных для человека. Основной модуль Tianhe (на немецком языке: Himmlische Harmonie) длиной около 17 метров был выведен на орбиту в конце апреля 2021 года. В этом году к нему присоединились исследовательские лаборатории Вэньтянь («Небесный обзор», конец июля 2022 года) и Мэнтянь («Небесный сон», конец октября 2022 года), каждая длиной около 18 метров. Наконец, в декабре 2023 года станция будет расширена, чтобы включить космический телескоп Xuntian (Sky Survey), который будет летать в свободном полете и лишь временно пристыковываться к Tiangong. Он будет использовать зеркало диаметром два метра для изучения чужих галактик.

Сколько места есть у астронавтов на МКС?

На МКС на расстоянии около 67 метров вдоль главной оси расположены жилые и рабочие модули, которые обеспечивают искусственную атмосферу. Это означает, что астронавты могут входить в модули, находящиеся под давлением, без скафандров. В число этих модулей входят Sarja, Poisk, Destiny и Columbus.

В настоящее время на МКС находятся семь астронавтов; в 2009 году в это же время их было 13. Теоретически в их распоряжении 1005 кубических метров жилой площади. Но поскольку для оборудования и припасов требуется много места, по данным Nasa, объем пригодного для обитания пространства составляет 388 кубических метров. Если взять высоту комнаты 2,50 метра, что является общепринятой в Германии, то это составит около 155 квадратных метров жилой площади для всех астронавтов на борту. Американское космическое агентство сравнивает интерьер МКС с домом с шестью спальнями. Здесь есть две ванные комнаты, тренажерный зал и феноменальный 360-градусный вид под названием Cupola.

Сколько места есть в Тяньгуне?

Тяньгун не может предложить такое гигантское окно во внешний мир. Китайская космическая станция «меньше, но еще не так переполнена модернизированными технологиями», – сообщает Тино Шмиэль, возглавляющий исследовательскую область «Спутниковые системы и космические науки» в Техническом университете Дрездена.

Тяньгун, в отличие от МКС, предлагает примерно треть пространства как по общему объему (320 кубических метров), так и по объему обитаемого пространства. Примерно 130 кубических метров, в которых астронавты могут свободно передвигаться, – это немного больше, чем объем обычного сочлененного автобуса. При высоте потолка 2,50 метра в распоряжении трех астронавтов обычно находится около 52 квадратных метров. Однако при ротации экипажа шесть гостей находятся на борту в течение короткого времени, так сказать, деля пространство в двухкомнатной квартире. Основной модуль Tianhe длиной 17 метров содержит три отдельных спальных отсека с туалетом и душем. Научная работа ведется в двух лабораториях, потому что это то, что интересует китайцев в первую очередь, по словам Ульриха Вальтера: «Исследования в невесомости».

Есть ли различия в орбитах?

На первый взгляд, обе космические станции путешествуют очень похоже. В настоящее время МКС и «Тяньгун» движутся на высоте около 390 километров вокруг Земли. Постоянный спуск из-за остаточного сопротивления воздуха должен постоянно компенсироваться двигательными установками обоих аппаратов.

Оба проносятся по орбите со скоростью около 7,7 километров в секунду. Это около 28 000 километров в час. Это означает, что обоим нужно около 90 минут, чтобы обогнуть Землю один раз. По данным Nasa, МКС преодолевает расстояние, сравнимое с облетом Луны за один день – то есть 384 400 километров, умноженных на два.

Однако существуют явные различия в наклоне, с которым эти две космические станции совершают полет вокруг Земли. Орбита, по которой летит «Тяньгун», меньше наклонена к экватору, чем орбита МКС», – объясняет космический эксперт Шмиэль. Это означает, что «Тяньгун», в отличие от МКС, может видеть меньше северной и южной частей Земли. «Это означает, что наблюдение за Землей становится более ограниченным. Космическая среда также может быть исследована не так хорошо, – говорит Шмиэль. Предпосылкой для этого является экономия энергии Китая на пути к станции, «поскольку их стартовые площадки все равно не находятся в высоких широтах», – говорит эксперт из Дрездена.

Как долго МКС будет находиться в пути?

Осенью 2023 года части Международной космической станции будут перемещаться по космосу уже 25 лет. Это означает: МКС приближается к концу своего жизненного цикла. Хотя космической станции неоднократно приходилось бороться с техническими проблемами – в последний раз произошла утечка из российской капсулы «Союз» – срок ее службы продлевается.

Согласно первоначальным планам, она должна была закончиться в 2020 г., но затем стала 2024 г. В настоящее время США, Европа и Япония намерены использовать станцию до 2030 г. Совсем недавно Nasa объявила, что хочет привести МКС к контролируемой аварии в южной части Тихого океана в январе 2031 года. В этом случае огромные деньги могут быть буквально утоплены в море: По данным Книги рекордов Гиннесса, общая стоимость «самого дорогого рукотворного объекта» оценивается в сумму до 150 миллиардов долларов США.

Насколько дорогим может быть Тяньгун?

Поскольку герметичный объем МКС в три раза больше, чем у «Тяньгуна», Ульрих Вальтер оценивает стоимость строительства китайской станции «примерно в треть». Китайцы не сообщают точных цифр, но Тино Шмиэль также оценивает затраты как «гораздо меньшие».

С «Тяньгуном» китайцы также пользуются преимуществами российской космической станции «Мир», которая была аналогичного размера. «Китайская технология основана на российской», – объясняет Уолтер, ссылаясь на сотрудничество между странами в начале 1970‑х годов. И, вероятно, есть еще один фактор, снижающий цену: «Усилия по координации гораздо меньше, чем в случае с МКС», – говорит Шмиэль. «Материальные и кадровые затраты, вероятно, также ниже».

Насколько продвинуты китайцы?

Несмотря на меньшую стоимость, «Тяньгун», по словам дрезденского эксперта по космосу, «абсолютно современен технически». На МКС это возможно только путем обширной модернизации с использованием новых технологий, что также возможно лишь в ограниченной степени. Шмиэль иллюстрирует: «Это как покупка нового автомобиля». В качестве примера он приводит передачу данных между экспериментами и землей с точки зрения технологии датчиков, кодирования и обработки данных.

«Каждая новая и зачастую более сложная технология должна созреть в процессе применения», – объясняет Тино Шмиэль. «И как только что-то заработает, нужно оставить это в покое», – говорит бывший астронавт-ученый Уолтер, говоря по собственному опыту. На Международной космической станции за время ее существования было проведено более 3000 экспериментов. Только время покажет, получится ли 1000 экспериментов, которые Китай планирует провести на «Тяньгуне» с помощью западных исследователей.