OSVAJANJE SVEMIRA

Dragan Lazarević

Kineska stalna orbitalna stanica „Tiangong“

Vasionska palata nebeskog carstva

Narodna republika Kina je, zahvaljujući neprekidnom ekonomskon i tehnološkom usponu svoje ekonomije, stvorila osnovu za ambiciozni kosmički program koji se, po postignutim rezultatima, približava dostignućima država sa znatno dužim iskustvom u kosmičkim istraživanjima. Kina je treća komička sila (posle SSSR-Rusije i SAD) koja je sopstvenim sredstvima lansirala kosmonaute (kineski: taikonaute)u Zemljinu orbitu. Njen prvi kosmički brod „šenžou 5“ je 2003, sa jednim taikonautom, obavio 14 krugova oko Zemlje.

Kina je osvajanju kosmosa pristupala vrlo oprezno i oslanjala se na proverena tehnička rešenja i iskustva drugih, pre svih Rusije. Kosmički brod „šenžou“ je projektovan na osnovu koncepta ruskog „sojuza“ (za 15% uvećan) a korišćen je i ruski skafander. Tada su kosmičke ambicije Kine bile skromne: planirala je da se priključi međunarodnoj orbitalnoj stanici ISS i svoje taikonaute brodom „šenžou“ pošalje na ruski deo stanice kojem bi bio pridodat i manji kineski modul.
Kao glavni nosilac projekta ISS, SAD se nisu složile sa tim zamerajući što Kina koristi za lansiranje brodova „šenžou“ raketu nosač CZ 2 koja je nastala na osnovu interkontinentalnog projektila-nosača nuklearne bojeve glave. Kina nije imala drugog izbora do da, od 2011, započne program izgradnje sopstvene orbitalne stanice.

Nebeska palata u Zemljinoj orbiti

Približavanje krajnjem cilju - izgradnji stalne orbitalne stanice na kojoj bi se posade redovno smenjivale po uzoru na rusku orbitalnu stanicu „Mir“, vršeno je postupno tokom čitave decenije razvoja brodova „šenžou“ koji su se spajali sa manjim eksperimentalnim jednomodulnim stanicama „tiangong“ (nebeska palata) 1 i 2.
Konačno se, lansiranjem centralnog modula „tianhe“ 29. aprila 2021. pristupilo ostvarenju višemodulne orbitalne stanice „tiangong“ (bez rednog broja) u orbitu udaljenosti od Zemlje 386-392 km sa nagibom prema ravni ekvatora 41,5º. Modul „tianhe“ (nebeska harmonija) je nastao na osnovu centralnog bloka sovjetsko-ruske orbitalne stanice „Mir“, dug je 16 m, najveća širina je 4,2 m a masa iznosi 22,6t. Na prednjem delu ima 4 pristaništna doka za spajenje: čeoni, dva bočna i jedan sa donje strane ka Zemlji (orbitalna stanica je jednom stranom uvek okrenuta ka Zemlji). Konstruisani su po ruskom APAS-95 sistemu spajanja. Loptasti odeljak na kojem su mesta za spajanje služi i kao vazdušna komora za izlazak u kosmos. Vrata su sa gornje strane. Na tom delu je i mehanička ruka koja će premeštati brod „šenžou“ i buduće module sa čeonog doka (tu se obavlja prvo pristajanje) na bočne ili donji. Na zadnjem delu modula „tianhe“ je mesto za spajanje koje će koristiti bespilotne teretne kosmičke letelice „tianžou“.
Unutrašnjost modula „tianhe“ čine, osim dela za pristajanje, i deo za boravak posade sa svim uređajima za održavanje atmosfere, sanitarnih funkcija, odsek za spavanje i obedovanje i odsek za obavljanje naučnih eksperimenata. Električnu energiju obezbeđuju solarni paneli od GaAs visokog stepena korisnog dejstva. Centralni modul ima sopstveni sistem orijentacije i stabilizacije, koji održava propulzorima na hemijski pogon i - što je novo - sa 4 jonska pogonska sistema. Na njemu je i druga mehanička ruka dužine 10 m.

Čarobni čamac dovodi taikonaute

Orbitalna stanica je postala popuno spremna za prijem prve posade tek pošto su dopremljene oprema i materijalne potrebe, bespilotnom transportnom letelicom „tianžou 2“ (nebeski čamac) koja se 29.maja 2021. spojila sa „tianhe“ sa zadnje strane. Njena dužina je 10,6 m a najveća širina 3,35 m. Ukupna masa iznosi 13,4 t - od toga na gorivo otpada 1,95 t (ono treba da se pretankuje na „tianhe“) a na koristan teret otpada 6,64 t. „Tianžou 2“ ima sopstvene solarne panele i sopstveni pogonski sistem od 4 mala raketna motora.
Konačno je 17. juna 2021. lansiran kosmički brod „šenžou 12“ (čarobni čamac) sa tročlanom posadom koju su činili: komandant Nie Haišeng, kome je ovo treći let u kosmos, Liu Boming (drugi let) i Tang Hongbo (prvi let). Prethodna misija kosmičkog broda „šenžou 11“ je obavljena 2016. a pauza od 5 godina je usledila zbog kašnjenja u razvoju rakete CZ 5 kojom je lansiran modul „tianhe“. „Šenžou 12“ je lansiran raketom CZ 2F, sa kosmodroma Jiukvian u pustinji Gobi. Posle samostalnog leta od 6,5 časova, spojio se preko prednjeg doka sa orbitalnom stanicom.
Ukupna masa orbitalne stanice i kosmičkog broda iznosila je oko 44 t. Posada je, pored brojnih naučnih eksperimenata, obavila dva izlaska u kosmički prostor i pri tome isprobala novi tip skafandera. Tang i Liu su 4. jula obavili kosmičku šetnju u trajanju od 6 časova i 45min, a 20. avgusta su Nie i Liu bili van stanice 5 časova i 55 min i pri tome obavljali razne montažne poslove i eksperimente.
Na orbitalnoj stanici ova posada je provela 90 dana, kako je i bilo planirano. Taikonauti su se vratili na Zemlju u kapsuli kosmičkog broda „šenžou 12“ na predviđeni poligon u oblasti Unutrašnja Mongolija, 16. septembra.
Samo četiri dana posle toga lansiran je sa kosmodroma Venčang, na ostrvu Hainan, kosmički brod za snabdevanje „tianžou 3“ koji se uspešno spojio sa orbitalnom stanicom i to sa zadnje strane modula „tianhe“.
Kosmički brod sa novom tročlanom posadom „šenžou 13“ lansiran je 15. oktobra 2021. raketom nosačem CZ 2F sa poligona Jiukvian.
Posle 6,5 sati samostalnog leta, uspešno se spojio sa orbitalnom stanicom. Taikonauti su prešli u nju i započeli misiju koja, prema planu, treba da traje šest meseci. Komandant misije je Žai Žigang kome je ovo drugi let u kosmos, prva astronautkinja na orbitalnoj stanici i operater misije je Vang Japing kojoj je ovo takođe drugi let u kosmos a drugi operater je Je Guangfu koji do sada nije leteo u kosmos. Osim velikog broja eksperimenata unutar stanice, ova posada je do sada obavila i dva izlaska u kosmički vakuum: 7. novembra, komandant Žai Žigang i astronautkinja Vang Japing su boravili van stanice 6 sati i 25 min i brojne radove montaže; Vang Japing je postala prva kineska astronautkinja koja je obavila ovakvu misiju. Druga kosmička šetnja van orbitalne stanice obavljena je 26. decembra, kada su Žai Žigang i Je Guangfu boravili u kosmičkom vakuumu duže od 6 časova obavljajući razne eksperimente i montažne poslove. Planirano je da se, do kraja misije ove posade, aprila 2022. obavi još jedan izlazak van orbitalne stanice.

Nove rakete nosači za nove kosmičke projekte

NR Kina je pokrenula razvoj potpuno novih raketa nosača sa oznakom „Dugi marš“ (Čang ženg) CZ 5 i CZ 7 jer je nosivost starih nosača (nastalih na osnovu interkontinentalnih projektila)
bila znatno ispod potrebne za lansiranje modula orbitalne stanice „tiangong“. Nove rakete su, prilikom više lansiranja, dokazale pozdanost  i sada se redovno koriste.
Raketa CZ 5 je najmoćnija kineska raketa-nosač. U Zemljinu nisku orbitu može da postavi satelit mase do 25 t, a u geostacioniranu orbitu komunikacioni satelit mase 6 t. Visoka je 57 m, njena startna masa je 854,5 t. Sastoji se od 4 bočna bustera,centralnog prvog stepena i, po potrebi, drugog stepena. Busteri imaju masu po 156,6 t, koriste kerozin i tečni kiseonik i pokreću ih po 2 motora YF-100 ukupnog potiska 2400 kN. Vreme rada bustera do odbacivanja je 173 sek.
Centralni blok, tj. prvi stepen predstavlja veliki tehnološki napredak jer koristi kriogeno gorivo - tečni vodonik i tečni kiseonik. Efikasnost tečnog vodonika kao goriva je oko 1,3 puta veća od kerozina, tj.brzina isticanja gasova iz mlaznice je oko 4200 m/sek prema 3240 m/sek, ali su i tehnički problemi veći; temperatura tečnog vodonika mora da se održava ispod tačke ključanja (koja je na -253ºC) a zbog njegove male gustine (oko 65 kg/m3) zahteva veće rezervoare.
Centralni blok ima masu 186,9 t (prazan - 21,6 t) a pokreću ga dva motora YF-77 ukupnog potiska 1400 kN u vakuumu. Ti motori počinju sa radom na samom startu rakete i, u atmosferi, njihov potisak je manji - oko1022 kN. Vreme rada centralnog dela je 492 sek.
Drugi stepen, mase 38,7 t (prazan - 6,7 t) takođe koristi tečni vodonik i kiseonik. Ima dva motora YF-75D ukupnog potiska 176,6 kN koji mogu da rade oko 700 sek. Po potrebi, raketa može da nosi i treći stepen, sa pogonon na samozapaljivo gorivo UDMH i azottetraoksid. CZ-5 je prvi put lansirana 2016, kada je uspešno postavila u orbitu satelit „šijan 17“. Naredno lansiranje 2017. nije bilo uspešno pa se preko dve godine tragalo za uzrocima kvara koji su kasnije otklonjeni. Usledila su uspešna lansiranja satelita „šijan 20“, decembra 2019), eksperimentalnog novog kosmičkog broda za prevoz astronauta, sonde za Mars „tianven“ (orbitera i lendera), Mesečeve sonde (kojom su uzorci tla dopremljeni na Zemlju) „čang 5“ i centralnog modula orbitalne stanice „tianhe“.
S obzirom na visoku cenu dobijanja i složene uslove održavanja tečnog vodonika, Kina je razvila raketu sa pogonom na kerozin i tečni kiseonik CZ-7. Ona treba da zameni postojeće nosače CZ-2F i predstavljaće glavnu operativnu raketu kojom će se obavljati preko 70% kineskih lansiranja u toku jedne godine.
Ukupna masa CZ-7 iznosi 597 t za nisku orbitu a CZ-7A - 573 t sa trećim stpenom za visoke orbite. Sastoji se od četiri bustera dužine po 27 m sa po jednim motorom YF-100, potiska na startu 1200 kN  a u vakuumu 1340 kN. Centralni blok pokreću dva motora YF-100. Drugi stepen pokreću četiri motora YF-115 ukupnog potiska 706 kN, koji koriste kerozin i tečni kiseonik. Po potrebi se može dodeti i treći stepen sa pogonom na tečni vodonik i kiseonik za više orbite, geostacioniranu putanju ili međuplanetarnu putanju.
Za sada, veličine pojedinačne mase bustera, centralnog dela i drugog stepena su samo procene raketnih stručnjaka van Kine.
Od 2016. do sada obavljeno je šest lansiranja CZ-7, a samo jedno je bilo neuspešno, 2020. Uspešna su bila sva lansiranja letelica za snabdevanje orbitalne stanice „tianžou 1, 2 i 3“ sa poligona Venčang, na ostrvu Hainan.

Konačno formiranje orbitalne stanice

U toku ove godine Kina će nastaviti redovno slanje posada na orbitalnu stanicu i, pripajanjem novih modula, njenu dalju dogradnju do planirane veličine. Po završetku misije posade „šenžou 13“, marta 2022, uslediće lansiranje i spajanje sa orbitalnom stanicom modula za snabdevanje „tianžou 4“ na zadnju stranu centralnog modula „tianhe“ (prethodno će biti odbačan „tianžou 3“). Time će se obezbediti potrebe boravka posade i oprema za eksperimente misije broda „šenžou 14“, koja bi počela u maju o.g. U toku te misije stanici će se prvo pripojiti veliki naučni modul „ventian“, i to na bočno pristanište modula „tianhe“. Ovaj modul ima masu od oko 20 t, ima sopstvenu vazdušnu komoru za izlazak van stanice i mehničku ruku i palete za opremu za eksperimente u vakuumu. Potom će, avgusta ili septembra, na drugi bočni dok stanice biti prisajedinjen drugi veliki naučni modul „mengtian“ koji će takođe imati sopstvenu vazdušnu komoru za izlazak van stanice. Ovi moduli če biti lansirani raketom nosačem CZ-5 i prvo će se spojiti sa stanicom na prednje pristanište a potom će ih mehanička ruka prebaciti na bočna pristaništa. Time će orbitalna stanica dostići planiranu veličinu sa masom od blizu 80 t. Po završetku misije posade „šenžou 14“, brod za snabdevanje „tianžou 5“ će oktobra 2022. zameniti svog predhodnika na zadnjem delu stanice i omogućiti misiju posade broda „šenžou 15“ čiji se dolazak na orbitalnu stanicu planira za novembar o.g.
Od naredne godine stanica će redovno primati posade a Kina namerava da omogući široku međunarodnu saradnju i dolazak astronauta drugih država koje bi za to platile odgovarajuću cenu. U toku 2024.
Kina namerava da lansira veliki kosmički teleskop nazvan „ksuntian“ (kineska varijanta „Habla“) u istu putanju koju ima i orbitalna stanica a koji bi se povremeno približavao (verovatno i spajao) radi servisa od strane astronauta sa „tiangonga“. Teleskop će bit lansiran raketom CZ-5, imaće masu od 15,5 t i prečnik glavnog ogledala od 2m. Tokom jedne decenije treba da obavi snimanje 40% zvezdanog neba.
Orbitalna stanica treba da traje 10-15 godina i, ako bude potrebno, mogla bi se uvećati dodavanjem još jednog modula „tianhe“ sa dva velika bočna modula. Veliki napredak će uslediti početkom korišćenja novog kosmičkog broda sa posadom sa većom kapsulom u koju bi se smestilo 4-7 taikonauta.

Za glisirajući ulazak u atmosferu

„Kina nebesko carstvo“, kako je nazvano, stupila je na kosmičku scenu rešena da bude jedna od kosmičkih velesila. Kako se njeno naučno i tehničko iskustvo bude uvećavalo sa originalnim idejama njenih naučnika može se očekivati i da ona povede čovečanstvo novim putevima osvajanja kosmosa. Novi kosmički brod koji se priprema, sa kupastim oblikom kapsule pogodnim za glisirajući ulazak u atmosferu, moći će da se koristi i za povratak sa orbite oko Meseca.
Kina razvija i džinovsku raketu startne mase preko 3000 t koja bi novi kosmički brod i module Mesečeve orbitalne stanice mogla da postavi u njegovu orbitu. Kina j potpisala sporazum sa Rusijom o saradnji u projektovanju i izgradnji Mesečeve orbitalne stanice koja bi, za razliku od američkog projekta DSG čije ostvarenje uskoro počinje, bila na orbiti znatno bližoj Mesečevoj površini.

Dragan Lazarević

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"