Китай применил орбитальную дозаправку для продления работы спутника BeiDou

Китайский космический аппарат «Шицзянь-25» в феврале 2025 года дозаправил навигационный спутник BeiDou-2 G7 непосредственно на высокой околоземной орбите. Согласно опубликованной китайскими исследователями работе, аппарату передали около 142 килограммов топлива, что должно продлить срок его эксплуатации примерно на восемь лет.

«Шицзянь-25» был запущен 7 января 2025 года ракетой «Чанчжэн-3B». Китайское национальное космическое управление ещё при запуске официально сообщило, что основной задачей аппарата станет проверка технологий пополнения запасов топлива спутников и продления срока их службы.

Более конкретные сведения появились только позднее. В статье, опубликованной в International Journal of Aerospace Engineering, исследователи прямо указывают «Шицзянь-25» и BeiDou-2 G7 как обслуживающий и целевой аппараты. По их данным, в феврале 2025 года G7 получил 142 килограмма топлива, что увеличило расчётный срок его работы на восемь лет.

Спутники навигационных систем используют топливо не для поддержания движения по орбите как самолёт использует горючее, а прежде всего для коррекции положения и ориентации, удержания заданной орбиты и выполнения манёвров. Электроника, солнечные панели и атомные часы аппарата могут оставаться исправными даже тогда, когда запас топлива подходит к концу. Возможность пополнять его на орбите позволяет использовать дорогостоящий спутник значительно дольше.

Особенно сложной такая операция становится на высотах около 36 тысяч километров. Обслуживающий аппарат должен сначала изменить собственную орбиту, сблизиться с целью, практически полностью погасить относительную скорость, выполнить точное сближение и создать герметичное соединение для перекачки жидкости в условиях микрогравитации.

Опубликованная в 2026 году работа посвящена разработке алгоритма дальнего сближения аппаратов на геостационарной орбите. В качестве реального сценария исследователи использовали «Шицзянь-25» и BeiDou-2 G7. Большая полуось их орбит составляла около 42 160 километров от центра Земли, что соответствует области геостационарных орбит примерно в 35 786 километрах над поверхностью планеты.

Новая публикация исследователей из китайской Лаборатории исследования дальнего космоса дополнительно утверждает, что Китай впервые успешно провёл пополнение запасов некриогенного топлива высокоорбитального спутника BeiDou. Подробности самого процесса авторы пока не раскрыли. Работа ещё проходит рецензирование и не получила окончательного журнального статуса.

Операцию не следует путать с более поздними манёврами «Шицзянь-25». Летом 2025 года независимые системы наблюдения зафиксировали его многократные сближения с другим китайским аппаратом — «Шицзянь-21». В июне и июле два спутника подходили настолько близко, что наземные телескопы временами переставали различать их как отдельные объекты. Тогда специалисты предполагали, что Китай проводит ещё один эксперимент по стыковке и возможной дозаправке.

Передача топлива между аппаратами на орбите сама по себе не является мировой новинкой. В американской программе Orbital Express в 2007 году экспериментальные аппараты ASTRO и NextSat неоднократно выполняли автоматические сближения и успешно перекачивали гидразин. Китайская операция отличается тем, что технология, согласно новым публикациям, была применена к действующему навигационному спутнику на значительно более высокой орбите.

Для спутников BeiDou возможность дозаправки потенциально позволяет реже заменять исправные аппараты только из-за исчерпания топлива. Это особенно существенно для высоких орбит, куда вывод тяжёлых аппаратов требует значительно больше энергии, чем на низкую околоземную орбиту.

Технология также имеет более широкое значение для орбитального обслуживания. Один обслуживающий аппарат потенциально может дозаправлять спутники, корректировать их орбиты, помогать при неисправностях или перемещать выработавшие ресурс аппараты. Те же технологии точного сближения и стыковки относятся к технологиям двойного назначения, однако опубликованные данные не свидетельствуют о каком-либо применении «Шицзянь-25» против иностранных спутников.

Китай пока не опубликовал подробные инженерные данные о соединительном интерфейсе, скорости перекачки, составе топлива и точности измерения переданной массы. Поэтому наиболее конкретные цифры — 142 килограмма и продление срока службы на восемь лет — на данный момент исходят из научной статьи, где операция приводится как уже состоявшийся пример применения орбитального обслуживания.

Следующая технологическая задача значительно сложнее. Китайские исследователи указывают на необходимость освоения орбитальной перекачки криогенных компонентов топлива. Жидкий кислород, водород и метан требуют чрезвычайно низких температур и сложной системы контроля испарения и давления, но именно подобные топлива особенно важны для будущих крупных космических аппаратов и дальних межпланетных миссий.