Китайские ученые предлагают инфраструктуру окололунного пространства для поддержки освоения Луны, развития космической промышленности страны и международного сотрудничества. Предлагаемая инфраструктура включает в себя комплексную систему, обеспечивающую передачу данных, позиционирование, навигацию и синхронизацию (PNT), а также услуги мониторинга космической обстановки для пользователей наземного, околоземного, окололунного, лунного пространства и дальнего космоса.
Статья под названием «Метод проектирования орбиты окололунной космической группировки» была опубликована в журнале Chinese Space Science and Technology в июне.
Авторы, в том числе Ян Мэнфэй, старший научный сотрудник Китайской академии космических технологий, излагают концептуальные основы и планы разработки поэтапной группировки для поддержки различных видов деятельности человека в окололунном пространстве. При разработке основное внимание уделяется коммуникационным возможностям и лунной навигации, а также стоимости развертывания и обслуживания.
На первом этапе спутники будут выведены на эллиптические замороженные орбиты вокруг Луны. На втором этапе будут созданы спутники ELFO и космические аппараты в точках Лагранжа 1, 2, 4 и 5 между Землей и Луной, околопрямолинейная гало-орбита (NRHO) и космический аппарат на геостационарной орбите, называемый цислунарным космическим аппаратом.
На третьем, заключительном этапе будут добавлены спутники на существующих и новых дальних ретроградных орбитах (DRO), что позволит сформировать окололунную и расширенную космические группировки. Система также включает в себя комплексное наземное оборудование.
В число задач входит разработка высокоточного моделирования орбитальной динамики, методов совместной работы различных космических сегментов и создание единой пространственно-временной системы отсчета. Также потребуются передовые технологии связи и навигации, включая высокочастотные и высокоэффективные усилители, антенны большого диаметра с высоким коэффициентом усиления и инновационную интеграцию функций связи, PNT и мониторинга.
Поддержка планов по созданию лунного экипажа и лунной базы
Инфраструктура цислунарного космоса предназначена для поддержки основных национальных проектов по освоению Луны. Она также призвана ускорить развитие китайской космической промышленности и укрепить национальный потенциал в области науки и космических технологий.
Ранее сообщалось, что Китай разрабатывает планы создания группировки под названием «Цюэцяо» («Мост сороки») для поддержки своих лунных проектов с экипажем и Международной лунной исследовательской станции (ILRS). Китай планирует высадить своих первых астронавтов на Луну до 2030 года и начать строительство ILRS в начале следующего десятилетия. ILRS, создаваемая под руководством Китая, направлена на продвижение исследований Луны и использование лунных ресурсов.
Созвездие «Цюэцяо» будет поддерживать вышеперечисленные проекты, а также способствовать развитию экономики цислунарного космоса и космической промышленности. Она будет способствовать росту различных секторов, таких как связь, навигация, дистанционное зондирование, использование ресурсов, космический туризм, образование и культура, утверждают авторы. Она также будет способствовать международному сотрудничеству в области развития космонавтики и внесет вклад в глобальные усилия, предоставляя совместные услуги и участвуя в разработке международных стандартов.
Значение окололунного пространства
Китай — не единственная страна, заинтересованная в создании окололунной инфраструктуры. Однако ее потенциальное значение еще далеко не известно.
Соединенные Штаты также занимаются созданием лунной инфраструктуры, уделяя особое внимание датчикам наблюдения за цислунарным пространством, высокоскоростным системам связи и навигации. Для наблюдения за дальним космосом разрабатывается космический аппарат Oracle, который будет запущен в 2027 году. Европейское космическое агентство также нацелено на создание лунной группировки в рамках своей инициативы Moonlight.
«Подобная инфраструктура вокруг или на Луне очень важна, если на ней будут присутствовать люди и роботы, поскольку всегда существует потребность в увеличении пропускной способности, мониторинге и навигационных услугах», — сообщил изданию SpaceNews по электронной почте Бледдин Боуэн, доцент Лестерского университета, специализирующийся на космической политике и военном использовании космического пространства.
«Чем больше людей и интересов будет на Луне, тем больше мы сможем повторить вокруг Луны такую же инфраструктуру орбитальных спутников, какую мы уже создали вокруг Земли». Проект, если он будет реализован, может обеспечить Китаю сильные позиции на мировом уровне, поскольку интерес к Луне растет. Однако его общее значение еще предстоит выяснить. «Если Китай сможет поддерживать долгосрочную программу освоения Луны, это даст Пекину рычаги влияния в любых будущих дискуссиях и переговорах по управлению Луной и, в частности, по управлению и согласованию лунных операций».
«Помимо этого, технонационалистический престиж и пропагандистские выгоды, а также инвестиции в карьеры STEM и стимулирование отдельных частей космической промышленности, лунная деятельность не оказывает такого же существенного влияния, как сотни спутников и связанная с ними наземная инфраструктура, которые Китай разместил на околоземной орбите за последние 30 лет», — отметил Боуэн.
Лунные возможности
Китай уже развернул два орбитальных ретранслятора связи — Queqiao-1 и Queqiao-2 — для поддержки дальних лунных миссий и будущих исследований южного полюса Луны. Queqiao-2, который в этом году обеспечил беспрецедентную миссию по возвращению образцов с лунной стороны Chang'e-6, будет ретранслировать связь для лунных посадочных аппаратов Chang'e-7 и Chang'e-8, запланированных на 2026 и 2028 годы соответственно.
На борту ракеты-носителя, которая отправила спутник Queqiao 2, находились также небольшие экспериментальные спутники связи и навигации Tiandu-1 и Tiandu-2.
Ян ранее уже призывал к развитию лунной инфраструктуры. «Для нашей страны сейчас это ключевая возможность воспользоваться шансом и возглавить космический промышленный рынок Земля-Луна. Это будет иметь огромное влияние и далеко идущее значение», — сказал он на ежегодных политических сессиях страны в Пекине в марте 2023 года.
На Международном астронавтическом конгрессе в 2023 году было представлено видение созвездия «Цюэцяо», поддерживающего лунные и, в конечном счете, дальние космические путешествия и исследования.
Ожидается, что инфраструктура цислунарного космоса будет играть решающую роль в безопасном и надежном осуществлении космической деятельности, стимулировать технологический прогресс, поддерживать крупные национальные проекты и способствовать развитию экономики цислунарного космоса.
Несмотря на то, что лунная и коммерческая космическая деятельность Китая в настоящее время получает мощную поддержку со стороны центра, пока неясно, как и когда будут реализованы планы по созданию группировки Queqiao.
