Čínska ľudová republika pokračuje v práci na svojich projektoch v oblasti rakiet a vesmíru. Asi najtrúfalejší a najambicióznejší je projekt lunárneho prieskumu. V rámci vlastného lunárneho programu čínski špecialisti už vyvinuli a zrealizovali niekoľko projektov a naďalej pracujú na nových vesmírnych lodiach. V blízkej budúcnosti bude na Mesiac odoslané ďalšie zariadenie. Po prvýkrát v histórii čínskej astronautiky sa plánuje dodanie vzoriek mesačnej pôdy na Zem.
Pripomeňme, že čínsky raketový a vesmírny priemysel urobil prvé kroky pri štúdiu jediného prirodzeného satelitu Zeme už dávno. Prvé skutočné výsledky boli dosiahnuté v roku 2007. 24. októbra 2007 bola vypustená nosná raketa s kozmickou loďou Chang'e-1. Toto zariadenie a všetok nasledujúci vývoj „lunárnej destinácie“dostali svoje meno na počesť charakteru čínskej mytológie, ktorá bola priamo spojená s Mesiacom (v niektorých mýtoch je Chang'e dokonca nazývaná bohyňou Mesiaca). O niekoľko dní neskôr lunárny modul vstúpil na uvedenú dráhu a začal zbierať informácie o mesačnom povrchu. V priebehu roka zariadenie skúmalo povrch satelitu, čo bolo potrebné na zostavenie jeho podrobnej trojrozmernej mapy. 1. marca 2009 bol z produktu Chang'e-1 odstránený orbit a spadol na mesačný povrch.
Ťažké nosné vozidlo „Changzheng-5“pred prvým štartom, november 2016. Foto Čínska akadémia vesmírnych technológií / cast.org.cn
1. októbra 2010 bola zahájená misia Chang'e-2. Tentoraz bolo účelom kozmickej lode študovať danú oblasť mesiaca, v ktorej mala údajne vykonať mäkké pristátie ďalšieho lunárneho modulu. Po všetkých požadovaných akciách bola kozmická loď Chang'e-2 privedená do bodu L2 Lagrange (systém Zem-Mesiac) a potom odoslaná smerom k asteroidu (4179) Tautatis. Koncom roku 2012 boli urobené snímky nebeského telesa, po ktorých sa výskumné vozidlo dostalo do hlbokého vesmíru.
Prelet Mesiaca s prieskumom jeho povrchu bol prvou fázou čínskeho lunárneho programu. V rámci druhej etapy bolo navrhnuté dodať lander s roverom na palube k prirodzenému satelitu. Začiatkom decembra 2013 bol modul Chang'e -3 vyslaný na Mesiac s lunárnym roverom Yuytu (satelit Jade Hare - satelit Chang'e). V polovici mesiaca vozidlo v danej oblasti mäkko pristálo. Je pozoruhodné, že táto misia urobila z ČĽR tretiu krajinu na svete, ktorej sa podarilo pristáť s výskumným prístrojom na Mesiaci. Predtým to dokázali iba Sovietsky zväz a Spojené štáty. Po pristátí boli úlohy misie Chang'e-3 kvôli rôznym technickým problémom vyriešené len čiastočne.
Čínsky raketový a vesmírny priemysel sa v súčasnosti pripravuje na tretiu fázu svojho programu lunárneho prieskumu. Tentoraz nie je úlohou kozmických lodí iba pristáť na povrchu satelitu, ale aj zbierať vzorky pôdy s ich následným doručením na Zem. Táto úloha by mala byť vyriešená počas misie Chang'e-5. Okrem toho, aby sa vyriešili niektoré problémy, bolo potrebné vyvinúť pomocnú vesmírnu loď „Chang'e-5T1“.
Pristávací modul stanice Chang'e-3. Fotografia Spaceflight101.com
Pred prípravou na spustenie misie Chang'e-5 bolo rozhodnuté vykonať predbežné štúdie s použitím analógovej stanice Chang'e-5T1. Na rozdiel od plnohodnotnej automatickej lunárnej stanice obsahoval produkt s písmenami „5T1“iba servisný modul na platforme DFH-3A a zostupné vozidlo. Misiou bolo obletieť mesiac po danej trajektórii, nasledovať návrat na Zem a zhodenie zostupného vozidla. Takýto let mal ukázať potenciál vyvíjanej kozmickej lode Chang'e-5 a bol potrebný aj na určenie potrebných úprav.
23. októbra 2014 bola z kozmodrómu Xichang (provincia S'-čchuan) vypustená nosná raketa Changzheng-3C a priviedla vesmírnu loď Chang'e-5T1 na vopred určenú trajektóriu. Let na Mesiac a prechod jeho obežnou dráhou trvalo asi päť dní, potom zariadenie zamierilo späť na Zem. 31. októbra servisný modul zhodil pristávací modul, potom pristál v autonómnej oblasti Vnútorné Mongolsko. Počas niekoľkých nasledujúcich týždňov bolo vykonaných niekoľko orbitálnych úprav, po ktorých sa Chang'e-5T1 vrátil späť na Mesiac. Koncom novembra bolo zariadenie vynesené na obežnú dráhu blízko bodu L2 Lagrange, kde bolo v pláne ponechať si ho pre nový výskum.
Začiatkom roku 2017 čínske médiá zverejnili informácie o súčasnom stave projektu Chang'e-5 a aktuálnych plánoch pre vesmírny priemysel. Do tejto doby sa čínskej národnej vesmírnej správe a podnikom raketového a vesmírneho priemyslu podarilo dosiahnuť dostatočný pokrok pri príprave budúcej misie. Do januára boli navyše stanovené termíny štartu novej kozmickej lode. Prvé výsledky nového projektu by teda mali byť prijaté v tomto roku.
Lunokhod „Yuytu“na mesačnom povrchu. Fotografia Spaceflight101.com
Podľa oficiálnych správ sa štart misie Chang'e-5 uskutoční v novembri. Do konca mesiaca robotická lunárna stanica vstúpi na obežnú dráhu Zeme a potom odhodí pristávací modul, ktorý bude mať za úlohu vykonávať povrchový výskum a zbierať vzorky. Pri absencii vážnych technických problémov budú začiatkom budúceho roka nové časti regolitu v rukách čínskych vedcov a v pomerne veľkom množstve.
Podľa dostupných údajov bude automatická stanica „Chang'e-5“pomerne veľkým a ťažkým komplexom pozostávajúcim z niekoľkých hlavných komponentov. Na vyriešenie všetkých zadaných úloh budú slúžiť moduly so špeciálnym vybavením s celkovou hmotnosťou 8200 kg. V tomto ohľade bude spustenie stanice uskutočnené nosnou raketou ťažkej triedy „Changzheng-5“.
Táto raketa má trojstupňový dizajn a je schopná vypustiť až 25 ton nákladu na obežnú dráhu Zeme. Motory rôznych stupňov a urýchľovače používajú ako oxidačné činidlo petrolej alebo skvapalnený vodík s kvapalným kyslíkom. Začiatkom novembra minulého roku raketa Changzheng-5 uskutočnila svoj prvý let. Druhé a posledné uvedenie na trh sa uskutočnilo 2. júla tohto roku. Oba razy boli rakety vypustené z kozmodrómu Wenchang (ostrov Hainan). Ďalší štart je naplánovaný na november. V tomto prípade sa stanica Čang-e-5 stane užitočným zaťažením nosnej rakety. V budúcnosti bude možné v rámci lunárneho programu opäť použiť raketu nového typu.
Na vyriešenie problému zberu mesačnej pôdy s následným návratom vzoriek na Zem by mala kozmická loď Chang'e-5 pozostávať z niekoľkých hlavných komponentov: orbitálneho, pristávacieho, vzletového a návratového modulu. Predtým boli tiež publikované informácie o možnosti použitia rovera, ale v budúcnosti bol zrejme takýto produkt presunutý na ďalšiu misiu. Odber vzoriek pôdy sa teda bude vykonávať v bezprostrednej blízkosti pristávacieho modulu. Napriek tomu je potrebné poznamenať, že v tomto prípade bude úspešné dokončenie misie skutočným prelomom pre čínsku astronautiku.
Experimentálna vesmírna loď „Chang'e-5T1“. Obrázok Space.skyrocket.de
Jednou z najväčších častí sľubného komplexu bude orbitálny modul navrhnutý tak, aby zabezpečil dodanie ďalších komponentov na Mesiac a späť na Zem. Prijíma valcovité teleso, po stranách ktorého sú za letu rozmiestnené solárne panely. Modul je tiež vybavený elektrárňou s palivovými nádržami, riadiacim zariadením a plášťom na pripojenie k pristávaciemu modulu. Vo vnútri krytu bude umiestnený samostatný vratný modul.
Podľa zverejnených záberov bude landerom platforma s niekoľkými ľahkými rúrkovými podperami a súpravou špeciálneho vybavenia. Navrhuje sa vybaviť ho solárnymi panelmi, akumulátormi, ovládacími prvkami a zariadeniami na zber pôdy. Strecha trupu tohto výrobku sa stane štartovacou plochou pre štartovací modul. Lander tak bude môcť zbierať vzorky a zaisťovať ich doručenie na mesačnú dráhu. Podľa správ bude celková hmotnosť pristávacieho zariadenia 1200 kg.
Navrhuje sa inštalácia systému zberu zeminy na teleso landera pomocou princípu vŕtania s príklepom. Pomocou pohyblivej podpery sa vrták privedie na povrch pôdy a potom do neho bude môcť vyvŕtať malé otvory. Na prepravu vzoriek boli vyvinuté špeciálne valcové nádoby. Po vložení vzorky bude nádoba hermeticky uzavretá a umiestnená do príslušného objemu štartovacieho modulu. Tvrdí sa, že kozmická loď bude schopná priniesť na Zem 2 kg regolitu.
Zostupné vozidlo Chang'e-5T1. Fotografia Wikimedia Commons
Pristávací modul bude môcť časť výskumu uskutočniť priamo na mieste. Na tento účel je vybavený špeciálnym vybavením. Na palube sú nástroje na analýzu zloženia pôdy, analyzátor pôdnych plynov, minerálny spektrometer atď. Na riadenie prevádzky riadených a automatizovaných systémov modul prijíma kamery, zariadenia na pozorovanie pristátia a ďalšie zariadenia.
Vzletový modul navrhnutý v projekte Chang'e-5 je relatívne kompaktné a ľahké zariadenie s vlastnou elektrárňou a riadiacimi systémami, ako aj oddelením na nakladanie kontajnerov so vzorkami. Ako vyplýva zo zverejnených údajov, kontajnery s užitočným zaťažením je možné preniesť do iných komponentov komplexu. To je nevyhnutné na uľahčenie prepravy pôdy na Zem.
Obnoviteľný modul stanice Chang'e-5 bol vyvinutý na základe skúseností z vytvárania a prevádzky kozmických lodí s posádkou zo série Shenzhou, a preto musí mať príslušný tvar. Toto zariadenie dostane zariadenie na automatické ovládanie počas nezávislého letu vo vesmíre a po vstupe do atmosféry. Vrátený modul musí byť navyše vybavený tepelnou ochranou. Zostup do atmosféry, po zabrzdení na prijateľnú rýchlosť, sa uskutoční pomocou padáka.
Misia Chang'e-5 by sa mala z hľadiska komplexnosti programu výrazne líšiť od svojich predchodcov, čo je v prvom rade spojené so stanovenými cieľmi. Nosná raketa vynesie celý komplex na danú obežnú dráhu, potom napraví svoju trajektóriu a vydá sa na Mesiac. Na obežnej dráhe satelitu Zeme dôjde k odpojeniu lietadla, po ktorom pristávač pristane na jeho povrch. Orbitálny modul zase zostane na svojej trajektórii a bude čakať na vozidlo s užitočným zaťažením.
Architektúra automatickej stanice „Chang'e-5“. Obrázok Spaceflight101.com
Po dosiahnutí mesačného povrchu sa pristávač bude musieť pripraviť na ďalšiu prácu nasadením solárnych panelov, vrtných súprav atď. Potom bude jeho úlohou vŕtať diery a zbierať vzorky s následným nakladaním kontajnerov do štartovacieho modulu. Po dokončení tejto etapy práce sa vzletový modul pomocou vlastného pohonného systému vráti na obežnú dráhu. Lander zostane na prirodzenom satelite Zeme.
Na obiehajúcej obežnej dráhe bude musieť štartovací modul automaticky pristáť s orbitálnym. Potom sa nádoby so vzorkami prenesú do vráteného zariadenia. Potom bude orbitálny modul s návratovým vozidlom schopný zmeniť trajektóriu a ísť na Zem. V niektorých, relatívne malých vzdialenostiach od planéty sa odpojia. Orbitálny modul zhorí v atmosfére, zatiaľ čo vracajúci sa bude musieť v danej oblasti bezpečne pristáť a doručiť vzorky vedcom.
Spustenie novej automatickej lunárnej stanice je naplánované na november tohto roku. Všetky hlavné etapy misie budú trvať relatívne krátky čas, vďaka čomu môže reentry vozidlo doručiť vzorky lunárnej pôdy do konca roka. Vesmírna loď Chang'e-5 tiež vytvorí akýsi rekord. Predtým automatické stanice nepriniesli z mesiaca viac ako niekoľko stoviek gramov horniny, zatiaľ čo čínsky program predpokladá dodanie 2 kg naraz.
Umiestnenie vŕtacieho zariadenia. Obrázok Spaceflight101.com
Začiatkom júna čínski vedci pomenovali pristávaciu plochu pre moduly novej stanice. Lander bude musieť zostúpiť na Rumker Peak, ktorý sa nachádza v regióne Oceán búrok. Táto oblasť mesačného povrchu je vulkanického pôvodu a je relatívne mladá. Štúdie na mieste a štúdium dodaných vzoriek poskytnú nové informácie o vývoji eróznych procesov, o ochladzovaní horniny a o ich interakcii.
Niekoľko rokov po návrate modulu Chang'e-5 s nákladom mesačnej pôdy na palubu bude čínska veda a priemysel analyzovať skúsenosti s obsluhou automatickej stanice a vyvodiť potrebné závery. V budúcnosti sa existujúci vývoj použije na vytvorenie nového podobného komplexu, ktorý však bude mať trochu odlišné úlohy. Z pochopiteľných dôvodov sa vývoj stanice Čang-e-6 začne najskôr po dokončení novembrovej misie.
Podľa niektorých správ má Čína v nasledujúcom projekte lunárneho programu v pláne vykonať mäkké pristátie automatickej stanice, na ktorej palube bude okrem vlastného stacionárneho vybavenia aj nový typ lunárneho rovera. Spustenie takého komplexu je zatiaľ naplánované na rok 2020, ale nemožno vylúčiť, že programový harmonogram bude tak či onak upravený.
Úlohou ďalšej etapy lunárneho programu ČĽR môže byť príprava na let s posádkou na prirodzený satelit Zeme. Čínski špecialisti pravdepodobne spočiatku vykonajú niekoľko testovacích misií pomocou automatizácie a diaľkového ovládania a až potom začnú vyvíjať plnohodnotnú vesmírnu loď s posádkou. Načasovanie takejto práce je zo zrejmých dôvodov stále neznáme a stále nie je predvídateľné. Prvé práce v tomto smere zrejme začnú najskôr v polovici nasledujúceho desaťročia. K prvému pilotovanému letu čínskych astronautov na Mesiac dôjde ešte neskôr.
Začiatok nezávislého letu štartovacieho modulu. Obrázok Chinadaily.com.cn
Čínsky lunárny program dosiahol doteraz určitý úspech. Na Mesiac už bolo vyslaných niekoľko automatických staníc na rôzne účely. Podarilo sa im urobiť mäkké pristátie a vyviesť lunárny rover s výskumným vybavením na povrch. Už o niekoľko mesiacov sa k cieľu vydá stanica so zariadením na výskum pôdy, ako aj na jej zber a odoslanie na Zem.
Projekty rodiny „Chang'e“vznikli postupným spracovávaním rôznych problémov a vylepšovaním už hotového vybavenia s jeho súbežnou zmenou pre aktuálne úlohy a potreby. Vďaka tomu bolo možné asi za 7 rokov prejsť dlhú cestu od lietania okolo Mesiaca až po mäkké pristátie na jeho povrchu. Príprava na misiu trvala ďalšie tri roky, pričom návrat vozidla niesol vzorky.
Nová misia sa začne o niekoľko mesiacov a Čína má zatiaľ všetky dôvody počítať s jej úspešným dokončením. Vrátenie aparátu so vzorkami regolitu ukáže správnosť myšlienok, ktoré sú základom najnovšieho projektu automatickej lunárnej stanice, pomôže ďalšiemu rozvoju vesmírnych technológií a navyše poskytne nové informácie o prirodzenom satelite zem. Či bude v rámci jedného projektu možné vyriešiť všetky stanovené úlohy, bude známe v blízkej budúcnosti.
