Пенсионный советник

Тайконавты наладят квантовую связь

Китайцы проведут на орбите эксперименты с квантовым каналом связи

Вячеслав Авдеев 17.10.2016, 18:58
Reuters

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 Пекин — Шанхай 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.