Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Тайконавты наладят квантовую связь

Китайцы проведут на орбите эксперименты с квантовым каналом связи

Китайские тайконавты отправились в рекордный орбитальный полет. «Газета.Ru» выяснила, что стоит за квантовыми экспериментами китайских ученых на орбите.

В воскресенье Китай запустил шестую в своей истории пилотируемую космическую миссию. Космический корабль «Шэньчжоу-11» (кит. — «Волшебный челнок») с двумя тайконавтами на борту успешно стартовал в 7.30 (2.30 мск) с космодрома Цзюцюань в провинции Ганьсу при помощи ракеты-носителя «Чанчжэн-2F». Весь полет должен продлиться 33 дня, из которых 30 дней тайконавты проведут на космической орбитальной станции «Тяньгун-2» (кит. — «Небесный дворец»).

Это рекордное время полета для китайских космонавтов. Предыдущий пилотируемый полет длился всего 15 дней.

Экипаж «Шэньчжоу-11» состоит из двух человек — командира корабля старшего полковника Цзян Хайпэна и пилота Чэнь Дуна. Для Хайпэна это не первый полет в космос. Впервые он полетел на орбиту в составе экипажа корабля «Шэньчжоу-7» в 2008 году. Кстати, во время этого полета китайский астронавт Чжай Чжиган впервые вышел в открытый космос.

Второй полет Хайпэна состоялся в 2012 году на корабле «Шэньчжоу-9». Это был полет к первой орбитальной станции Китая «Тяньгун-1». Кстати, в этой миссии в составе экипажа впервые была девушка-тайконавт Лю Ян. Суммарно командир корабля провел в космосе 15 дней 11 часов 53 секунды. Второй пилот Чэнь Дун попал в отряд тайконавтов в 2010 году. Для него это первая космическая экспедиция. Оба члена экипажа «Шэньчжоу-11» — военные летчики воздушных сил Китайской Народной Республики, имеющие более 1000 часов налета.

Первый раз космический корабль «Шэньчжоу» успешно отправился в космос в 1999 году, а пилотируемый полет — в рамках миссии «Шэньчжоу-5». Многие эксперты отмечают, что серия «Шэньчжоу» во многом повторяет российские «Союзы». Корабли имеют почти одинаковую компоновку модулей и размеры.

Орбитальная станция «Тяньгун-2» во многом повторяет своего предшественника. Она состоит из двух отсеков. Жилой отсек имеет больший диаметр и предназначен для проживания экипажа и проведения научных экспериментов. Также на нем установлен стыковочный узел. Отсек меньшего диаметра используется в качестве технического блока, на нем установлены панели солнечных батарей, аккумуляторы и хранится запас топлива. Однако в отличие от «Тяньгун-1» новая орбитальная станция предоставляет тайконавтам более комфортные условия за счет «новой системы освещения, шумоизоляции и улучшенного дизайна», сообщают китайские СМИ.

Также на борту станции имеется оборудование для занятий спортом, в частности велотренажер и беговая дорожка. «Это первая и последняя пилотируемая миссия к новой орбитальной лаборатории, — сообщает главный конструктор «Тяньгун-2» Чжу Цунпэн. — Это следующий шаг на пути к будущей Китайской модульной космической лаборатории».

После отработки систем поддержания жизнедеятельности человека при длительном пребывании в космосе

Китай приступит к разработке новой орбитальной станции. Планируется, что ее первый модуль будет запущен в 2018 году.

За месяц, проведенный на орбите, тайконавтам предстоит провести 14 научных экспериментов по изучению космических материалов, биологии и адаптации человеческого тела к длительному пребыванию на орбите. «Двум астронавтам предстоит изучать здоровье в условиях невесомости, выращивать рис, а также провести исследование лазерной системы охлаждения для космических атомных часов, — сообщает China Daily. — Но у них будет около 2 часов свободного времени каждый вечер. Они могут смотреть фильмы, слушать музыку или связываться с домом».

На «Тяньгун-2» установлены гамма-детектор (POLAR), который предназначен дня наблюдений гамма-всплесков, и стереоскопический микроволновый высотомер. Также «Тяньгун-2» оборудована роботизированной «рукой», которая может управляться как с Земли, так и с борта станции. Планируется, что в ходе миссии манипулятор будет использоваться для работ на внешнем корпусе «Тяньгун-2».

Квантовые шифровки

Также экипажу «Шэньчжоу-11» предстоит провести совместный эксперимент с космическим аппаратом «Мо-цзы» (Quantum Science Satellite), предназначенным для проверки возможностей квантовой связи. Одна из задач спутника — это создание защищенного квантового канала между космосом и Землей.

Как пояснил «Газете.Ru» руководитель лаборатории квантовой коммуникации Российского квантового центра Юрий Курочкин, в задачу эксперимента входит отработка технологии квантовой криптографии между наземной станцией и спутником. Двигаясь на низкой околоземной орбите, спутник обменивается с наземной станцией слежения однофотонными импульсами. На Земле сигнал проверяется на наличие возмущений, причина которых может быть связана с атмосферными воздействиями или с попыткой перехвата сигнала. Дело в том, что информация не может быть перехвачена незаметно, поскольку передается отдельными фотонами.

Если перехвата не было, то из результатов измерения формируется ключ — последовательность битов, — одинаковый для спутника и наземной станции. Далее спутник может обменяться ключом с другой наземной станцией. Поскольку на двух наземных станциях имеется одинаковый секретный ключ, они могут абсолютно надежно обмениваться зашифрованной информацией. В настоящее время возможности квантовой связи ограничиваются расстоянием.

Максимальная дальность передачи такого сигнала составляет около 400 км.

Иногда используются промежуточные станции дешифровки, например, на линии ПекинШанхай их число достигает 32 штук. Но с помощью спутника у Китая появился реальный шанс создать квантовый канал между Пекином и Веной, расстояние между которыми составляет 7500 км. Для взаимодействия с «Мо-цзы» «Тяньгун-2» оснащена устройством лазерной связи.

Предыдущий пилотируемый полет в рамках китайской космической программы состоялся в 2013 году. Тогда одной из задач миссии «Шэньчжоу-10» стала оценка состояния орбитальной станции «Тяньгун-1». Во время полета была проведена отработка стыковки со станцией в ручном и автоматическом режимах. Всего полет продлился 15 суток.

В настоящее время Китай активно развивает космическую промышленность. Он создает национальную глобальную спутниковую систему навигации («Бэйдоу»), разрабатывает и изготавливает коммерческие спутники. На территории Китая имеется три действующих и один строящийся космодром. Китай неоднократно заявлял о своих планах, включающих создание в будущем многоразовых транспортных космических систем и полеты к Луне.

Загрузка