Čínská lidová republika pokračuje v práci na svých projektech v oblasti raket a vesmíru. Asi nejodvážnější a nejambicióznější je projekt měsíčního průzkumu. V rámci svého vlastního lunárního programu již čínští specialisté vyvinuli a realizovali několik projektů a nadále pracují na nových kosmických lodích. V blízké budoucnosti bude na Měsíc odesláno další zařízení. Poprvé v historii čínské astronautiky se plánuje dodání vzorků měsíční půdy na Zemi.
Připomeňme, že čínský raketový a vesmírný průmysl učinil první kroky při studiu jediného přirozeného satelitu Země již dávno. První skutečné výsledky byly získány v roce 2007. 24. října 2007 byla vypuštěna nosná raketa s kosmickou lodí Chang'e-1. Toto zařízení a veškerý následný vývoj „lunárního cíle“dostal své jméno na počest charakteru čínské mytologie, která byla přímo spojená s Měsícem (v některých mýtech je Chang'e dokonce nazývána bohyní Měsíce). O několik dní později vstoupil lunární modul na uvedenou oběžnou dráhu a začal sbírat informace o měsíčním povrchu. V průběhu roku zařízení zkoumalo povrch satelitu, což bylo nezbytné pro sestavení jeho podrobné trojrozměrné mapy. 1. března 2009 byl produkt Chang'e-1 zbaven oběžné dráhy a spadl na měsíční povrch.
Těžké nosné vozidlo „Changzheng-5“před prvním startem, listopad 2016. Foto od Čínské akademie vesmírných technologií / cast.org.cn
1. října 2010 byla zahájena mise Chang'e-2. Tentokrát bylo účelem kosmické lodi studium dané oblasti měsíce, ve které mělo údajně provést měkké přistání dalšího lunárního modulu. Po všech požadovaných akcích byla kosmická loď Chang'e-2 přivedena do bodu L2 Lagrange (systém Země-Měsíc) a poté vyslána k asteroidu (4179) Tautatis. Na konci roku 2012 byly pořízeny snímky nebeského tělesa, poté se výzkumné vozidlo dostalo do hlubokého vesmíru.
Průlet Měsícem s průzkumem jeho povrchu byl první fází čínského lunárního programu. V rámci druhé etapy bylo navrženo dodat přistávací modul s roverem na palubě přirozenému satelitu. Na začátku prosince 2013 byl modul Chang'e -3 vyslán na Měsíc s lunárním roverem Yuytu (satelit Jade Hare - Chang'e). V polovině měsíce vozidlo v dané oblasti provedlo měkké přistání. Je pozoruhodné, že tato mise udělala z ČLR třetí zemi na světě, které se podařilo přistát s výzkumným aparátem na Měsíci. Dříve to dokázal jen Sovětský svaz a Spojené státy. Po přistání byly úkoly mise Chang'e-3 kvůli různým technickým problémům vyřešeny jen částečně.
Čínský raketový a vesmírný průmysl se v současné době připravuje na třetí fázi svého programu průzkumu Měsíce. Tentokrát je úkolem kosmických lodí nejen přistát na povrchu satelitu, ale také sbírat vzorky půdy s jejich následným doručením na Zemi. Tento úkol má být vyřešen během mise Chang'e-5. Kromě toho, aby se vyřešily některé problémy, bylo nutné vyvinout pomocnou kosmickou loď „Chang'e-5T1“.
Přistávací modul stanice Chang'e-3. Foto Spaceflight101.com
Před přípravou na zahájení mise Chang'e-5 bylo rozhodnuto provést předběžné studie pomocí analogové stanice Chang'e-5T1. Na rozdíl od plnohodnotné automatické lunární stanice obsahoval produkt s písmeny „5T1“pouze servisní modul na platformě DFH-3A a sestupové vozidlo. Mise měla obletět Měsíc po dané trajektorii, následovat návrat na Zemi a shození sestupového vozidla. Takový let měl ukázat potenciál vyvíjené kosmické lodi Chang'e-5 a byl také potřebný k určení nezbytných úprav.
23. října 2014 byla z kosmodromu Xichang (provincie S'-čchuan) vypuštěna nosná raketa Changzheng-3C a přivedla kosmickou loď Chang'e-5T1 na předem určenou trajektorii. Letu na Měsíc a průchodu jeho oběžnou dráhou trvalo asi pět dní, poté zařízení zamířilo zpět na Zemi. 31. října upustil modul služby přistávací modul, načež přistál v autonomní oblasti Vnitřní Mongolsko. Během několika příštích týdnů byla provedena řada orbitálních úprav, poté se Chang'e-5T1 vrátil zpět na Měsíc. Na konci listopadu bylo zařízení vypuštěno na oběžnou dráhu poblíž bodu L2 Lagrange, kde bylo plánováno jeho uchování pro nový výzkum.
Začátkem roku 2017 čínská média zveřejnila informace o aktuálním stavu projektu Chang'e-5 a aktuálních plánech pro vesmírný průmysl. Do této doby se čínské národní vesmírné správě a podnikům raketového a vesmírného průmyslu podařilo dosáhnout dostatečného pokroku při přípravě budoucí mise. Do ledna byly navíc stanoveny termíny spuštění nové kosmické lodi. První výsledky nového projektu by tedy měly být obdrženy letos.
Lunokhod „Yuytu“na měsíčním povrchu. Foto Spaceflight101.com
Podle oficiálních zpráv se zahájení mise Chang'e-5 uskuteční v listopadu. Do konce měsíce vstoupí robotická lunární stanice na oběžnou dráhu Země a poté odhodí přistávací modul, který bude mít za úkol provádět povrchový výzkum a sbírat vzorky. Pokud nebudou existovat závažné technické problémy, začátkem příštího roku budou nové části regolitu v rukou čínských vědců a v poměrně velkém množství.
Podle dostupných údajů bude automatická stanice „Chang'e-5“poměrně velkým a těžkým komplexem, který se skládá z několika hlavních komponent. K řešení všech zadaných úkolů budou použity moduly se speciálním vybavením o celkové hmotnosti 8200 kg. V tomto ohledu bude spuštění stanice provedeno nosnou raketou těžké třídy „Changzheng-5“.
Tato raketa má třístupňovou konstrukci a je schopna vynést až 25 tun nákladu na oběžnou dráhu Země. Motory různých stupňů a urychlovače používají jako oxidační činidlo petrolej nebo zkapalněný vodík s kapalným kyslíkem. Začátkem listopadu loňského roku raketa Changzheng-5 uskutečnila svůj první let. Druhé a zatím poslední spuštění proběhlo 2. července tohoto roku. Obě rakety byly vypuštěny z kosmodromu Wenchang (ostrov Hainan). Další spuštění je naplánováno na listopad. V tomto případě se stanice Chang'e-5 stane užitečným nákladem nosné rakety. V budoucnu lze v rámci lunárního programu znovu použít raketu nového typu.
Aby se vyřešil problém sběru měsíční půdy s následným návratem vzorků na Zemi, měla by se kosmická loď Chang'e-5 skládat z několika hlavních komponent: orbitálního, přistávacího, vzletového a návratového modulu. Dříve byly také publikovány informace o možnosti použití roveru, ale v budoucnu byl zjevně takový produkt rozhodnut převést na další misi. Sběr vzorků půdy bude tedy prováděn v bezprostřední blízkosti přistávacího modulu. Přesto je třeba poznamenat, že v tomto případě bude úspěšné dokončení mise skutečným průlomem pro čínskou astronautiku.
Experimentální kosmická loď „Chang'e-5T1“. Obrázek Space.skyrocket.de
Jednou z největších částí slibného komplexu bude orbitální modul navržený tak, aby zajišťoval dodávku dalších komponent na Měsíc a zpět na Zemi. Přijímá válcovité těleso, na jehož bocích jsou za letu rozmístěny solární panely. Modul je také vybaven elektrárnou s palivovými nádržemi, řídicím zařízením a pláštěm pro připojení k přistávacímu modulu. Uvnitř skříně bude umístěn samostatný vratný modul.
Podle zveřejněných obrázků bude přistávací modul platforma s několika lehkými trubkovými podpěrami a sadou speciálního vybavení. Navrhuje se vybavit jej solárními panely, akumulátory, ovládacími prvky a zařízeními pro sběr půdy. Střecha trupu tohoto výrobku se stane odrazovým můstkem pro vzletový modul. Přistávací modul tak bude moci sbírat vzorky a zajišťovat jejich doručení na oběžnou dráhu Měsíce. Podle zpráv bude celková hmotnost přistávacího modulu 1200 kg.
Navrhuje se instalace systému sběru půdy na těleso přistávacího modulu pomocí principu příklepového vrtání. Pomocí pohyblivé podpěry bude vrták vynesen na povrch půdy, poté do něj bude moci vyvrtat malé otvory. Pro přepravu vzorků byly vyvinuty speciální válcové kontejnery. Po naplnění vzorku bude nádoba hermeticky uzavřena a umístěna do příslušného objemu vzletového modulu. Tvrdí se, že kosmická loď bude schopna přivést na Zemi 2 kg regolitu.
Sestupné vozidlo Chang'e-5T1. Fotografie Wikimedia Commons
Přistávací modul bude moci část výzkumu provést přímo na místě. K tomu je vybaven nějakým speciálním vybavením. Na palubě jsou nástroje pro analýzu složení půdy, analyzátor půdních plynů, minerální spektrometr atd. Pro řízení provozu řízených a automatizovaných systémů modul přijímá kamery, zařízení pro pozorování přistání a další zařízení.
Vzletový modul navržený v projektu Chang'e-5 je relativně kompaktní a lehké zařízení s vlastní elektrárnou a řídicími systémy a také prostorem pro nakládání kontejnerů se vzorky. Jak vyplývá ze zveřejněných údajů, kontejnery s užitečným zatížením lze přenést na další součásti komplexu. To je nezbytné pro usnadnění transportu půdy na Zemi.
Obnovitelný modul stanice Chang'e-5 byl vyvinut na základě zkušeností s vytvářením a provozováním kosmické lodi s posádkou řady Shenzhou, a proto musí mít odpovídající tvar. Toto zařízení obdrží zařízení pro automatické řízení při nezávislém letu ve vesmíru a po vstupu do atmosféry. Vrácený modul musí být navíc vybaven tepelnou ochranou. Sestup do atmosféry po brzdění na přijatelnou rychlost bude proveden pomocí padáku.
Z hlediska složitosti programu by se mise Chang'e-5 měla výrazně lišit od svých předchůdců, což je v první řadě spojeno se stanovenými cíli. Nosná raketa vypustí celý komplex na danou oběžnou dráhu, načež opraví svoji trajektorii a vydá se na Měsíc. Na oběžné dráze satelitu Země dojde k odpojení, poté přistávací modul přejde na jeho povrch. Orbitální modul zase zůstane na své trajektorii a bude čekat na vozidlo s užitečným zatížením.
Architektura automatické stanice „Chang'e-5“. Obrázek Spaceflight101.com
Po dosažení měsíčního povrchu se přistávací modul bude muset připravit na další práci rozmístěním solárních panelů, vrtných souprav atd. Poté bude jeho úkolem vrtat otvory a sbírat vzorky s následným nakládáním kontejnerů do vzletového modulu. Po dokončení této fáze práce se vzletový modul pomocí vlastního pohonného systému vrátí na oběžnou dráhu. Přistávací modul zůstane na přirozeném satelitu Země.
Na oběžné dráze bude muset vzletový modul automaticky přistát k orbitálnímu. Poté budou nádoby se vzorky přeneseny do vráceného zařízení. Poté bude orbitální modul s návratovým vozidlem schopen změnit trajektorii a vydat se na Zemi. V některých relativně malých vzdálenostech od planety se odpojí. Orbitální modul shoří v atmosféře, zatímco vracející se bude muset bezpečně přistát v dané oblasti a doručit vzorky vědcům.
Spuštění nové automatické lunární stanice je naplánováno na listopad tohoto roku. Všechny hlavní etapy mise budou trvat relativně krátkou dobu, díky čemuž může reentry vozidlo doručit vzorky měsíční půdy do konce roku. Sonda Chang'e-5 také vytvoří jakýsi rekord. Dříve automatické stanice nepřinesly z Měsíce více než několik set gramů horniny, zatímco čínský program předpokládá dodávku 2 kg najednou.
Umístění vrtacího zařízení. Obrázek Spaceflight101.com
Začátkem června pojmenovali čínští vědci přistávací plochu pro moduly nové stanice. Přistávací modul bude muset sestoupit na Rumker Peak, který se nachází v oblasti Oceánu bouří. Tato oblast měsíčního povrchu je vulkanického původu a je relativně mladá. Studie na místě a studie dodaných vzorků poskytnou nové informace o vývoji erozních procesů, o ochlazování horniny a o jejich interakci.
Několik let po návratu modulu Chang'e-5 s nákladem měsíční půdy na palubu bude čínská věda a průmysl analyzovat zkušenosti s provozem automatické stanice a vyvodit potřebné závěry. V budoucnu bude stávající vývoj použit k vytvoření nového podobného komplexu, který však bude mít trochu jiné úkoly. Z pochopitelných důvodů bude vývoj stanice Čang-e-6 zahájen nejdříve po dokončení listopadové mise.
Podle některých zpráv plánuje Čína v příštím projektu lunárního programu provést měkké přistání automatické stanice, na jejíž palubě bude kromě vlastního stacionárního vybavení i nový typ lunárního roveru. Spuštění takového komplexu je zatím plánováno na rok 2020, ale nelze vyloučit, že se programový harmonogram nějakým způsobem upraví.
Úkolem další fáze lunárního programu ČLR může být příprava na pilotovaný let k přirozenému satelitu Země. Čínští specialisté pravděpodobně nejprve provedou několik testovacích misí pomocí automatizace a dálkového ovládání a teprve poté začnou vyvíjet plnohodnotnou kosmickou loď s lidskou posádkou. Z pochopitelných důvodů je načasování takové práce stále neznámé a stále není předvídatelné. První práce v tomto směru podle všeho začnou nejdříve v polovině příštího desetiletí. První let čínských astronautů na Měsíc s posádkou se uskuteční ještě později.
Začátek nezávislého letu vzletového modulu. Obrázek Chinadaily.com.cn
Čínský lunární program dosud dosáhl určitého úspěchu. Na Měsíc již bylo vysláno několik automatických stanic pro různé účely. Podařilo se jim provést měkké přistání a vynést měsíční rover s výzkumným zařízením na povrch. Za několik měsíců se k cíli vydá stanice s vybavením pro průzkum půdy i pro sběr a odesílání na Zemi.
Projekty rodiny „Chang'e“vznikaly postupným zpracováváním různých problémů a vylepšováním již hotového vybavení s jeho paralelní změnou pro aktuální úkoly a potřeby. Díky tomu bylo možné asi za 7 let urazit dlouhou cestu od létání kolem Měsíce k měkkému přistání na jeho povrchu. Příprava na misi trvala další tři roky a návrat vozidla nesl vzorky.
Nová mise začne za pár měsíců a Čína má zatím všechny důvody počítat s jejím úspěšným dokončením. Návrat aparátu se vzorky regolitu ukáže správnost myšlenek, z nichž vychází nejnovější projekt automatické lunární stanice, pomůže dalšímu rozvoji vesmírných technologií a navíc poskytne nové informace o přirozeném satelitu Země. Zda bude v rámci jednoho projektu možné vyřešit všechny stanovené úkoly, bude známo v blízké budoucnosti.
