Четыре уровня защиты китайской станции: как уберечься от космического мусора и других объектов⁠⁠

В 2021 году китайская орбитальная станция «Тяньгун» дважды уклонялась от столкновения со спутниками Starlink. А недавно обломок космического мусора от российского теста ASAT пролетел в метрах от китайского исследовательского спутника.

Защита станции

На злобу дня китайским государственным телеканалом CCTV было опубликовано интересное видео. В нём Юнчунь Ху (Hou Yongchun), заместитель главного инженера по системам жизнеобеспечения китайской станции рассказала о четырёх уровнях её защиты от столкновения с космическим мусором и другими объектами:

— защита (от микрометеоритов);

— избегание (манёвры уклонения);

— ремонт;

— покидание станции в экстренных случаях.

Три из этих пунктов нам хорошо знакомы по МКС и «Миру». Однако есть дополнение — для точного определения места попадания микрометеоритов или мелких частиц космического мусора на поверхности «Тяньгун» используется сеть ультразвуковых датчиков. Это что-то новенькое.

Инновационные датчики

Сеть спроектирована Технологическим институтом в Харбине (HIT) совместно с 513 институтом и Пятой академией госкорпорации CASC. Алгоритмы определения точного местоположения пробоин и их размеров/глубины с использованием нелинейных ультразвуковых волн разработал профессор Баоджюн Панг (Pang Baojun), см. научную статью команды под его руководством.

В 2019 году эта команда разработала новый тип напыляемых датчиков на основе графена — для мониторинга структуры материалов. Видимо, именно они используются в защитном экране станции.

Возглавляемый профессором Пангом Центр потратил семь лет на разработку системы, проведя более 200 опытов, имитирующих столкновения с космическим мусором на высоких скоростях. Они позволили определить ключевые параметры чувствительности сети датчиков и оптимизировать алгоритм восприятия. Сейчас сеть ультразвуковых датчиков развёрнута на «Тяньхэ», базовом модуле станции. Её же получат и экспериментальные лабораторные модули «Вэньтянь» и «Мэнтянь», планируемые к стыковке в этом году.

Ремонт и резервный корабль

Что касается третьего пункта стратегии, ремонта, впервые были показаны «заплатки», которые при пробитии внешнего экрана позволяют закрывать отверстия диаметром до 20 мм. Для более точного определения места удара изнутри китайские космонавты используют переносные акустические датчики.

Последний пункт — экстренное покидание станции в случае неизбежного столкновения с другим космическим объектом или фатальной разгерметизации. Во втором случае будет задействована мощная насосная станция, которая быстро восстановит давление на десятки секунд/минуты, чтобы космонавты успели добраться до корабля «Шеньчжоу» и задраить люки. Интересно, что начиная с первой длительной миссии на станцию, на стартовом столе в постоянной 8-дневной готовности к взлёту дежурит РН Long March 2F c запасным кораблём.

Хотя китайская станция меньше по масштабам, чем МКС (впрочем, и строят её они в одиночку), но на ней применены вполне современные и даже инновационные методы обеспечения безопасности экипажа.