Czy ZSRR mógł wygrać wyścig księżycowy?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Jak wiecie, Związkowi Radzieckiemu nie udało się wyprzedzić Ameryki na Księżycu. H-1 - Sowiecka odpowiedź na Saturn-V - rakieta, na której pokładano nasze księżycowe nadzieje, czterokrotnie próbowała wystartować i czterokrotnie eksplodowała tuż po starcie. Nie chcąc wydawać milionów i miliardów rubli na już przegraną rasę, w połowie lat 70. rząd sowiecki zmusił projektantów do zapomnienia o Księżycu.

Ale czy ostatecznie droga obrana przez sowiecki program księżycowy była słuszna? Oczywiście historia nie zna trybu łączącego i zbyt odważnym byłoby argumentować, że gdyby stery programu nie były w rękach S. P. Korolev i jego następca V. P. Mishin i powiedzmy w rękach M. K. Yangel lub V. N. Chelomei, wynik rywalizacji z Ameryką byłby zasadniczo inny.

Jednak wszystkie niezrealizowane projekty lotów załogowych na naszego satelitę są niewątpliwie pomnikami rosyjskiej myśli projektowej i warto o nich pamiętać, zwłaszcza teraz, gdy coraz częściej mówi się o lotach na Księżyc w czasie przyszłym.

Trenuj na orbicie

Z formalnego punktu widzenia zarówno amerykański, jak i sowiecki program księżycowy składał się z dwóch etapów: najpierw załogowego lotu wokół Księżyca, a następnie lądowania. Ale jeśli dla NASA pierwszy etap był bezpośrednim poprzednikiem drugiego i miał tę samą bazę materialną i techniczną - kompleks Saturn V - Apollo, to podejście sowieckie było nieco inne. Zmuszeni do innych.

Księżycowy statek kosmiczny do latania wokół księżyca

Na zdjęciu schemat statku kosmicznego do załogowego przelotu Księżyca z projektu opracowanego w biurze projektowym przez V. N. Chelomey.

1) Budowa. Projekt statku księżycowego (LK) został przygotowany w OKB-52 do 30 czerwca 1965 r. Statek składał się z bloku „G” – silnik systemu ratownictwa, bloku „B” – wóz wjazdowy, bloku „B” – przedziału sprzętowego i komory silników korekcyjnych, bloku „A” – przyśpieszenia wstępnego etap do zgłaszania prędkości bliskiej drugiej przestrzeni, do przelotu obok księżyca.

2) Lot. Okręt miał zostać wprowadzony na orbitę referencyjną o wysokości 186-260 km za pomocą trzystopniowej rakiety UR-500K. Oddzielenie przewoźnika nastąpiło w 585 sekundzie lotu. Po obrocie wokół Ziemi silniki bloku wstępnego przyspieszenia zostały włączone na około 5 minut, nadając pojazdowi prędkość bliską drugiej prędkości kosmicznej. Następnie blok został oddzielony. Po drodze wykonano trzy korekty orbity przy użyciu silników bloku „B”. Planowano przeprowadzić 12 startów bez załogi i do dziesięciu startów z astronautą na pokładzie.

Pierwsze obliczenia dokonane w królewskim OKB-1 na samym początku lat 60. pokazały, że aby wylądować załogę na Księżycu, najpierw trzeba by było umieścić około 40 ton ładunku na niskiej orbicie okołoziemskiej. Praktyka nie potwierdziła tej liczby – podczas wypraw księżycowych Amerykanie musieli wynieść na orbitę trzykrotnie większy ładunek – 118 ton.

Model LK w pełnym rozmiarze Blok przyspieszający „A” jest oddzielony od komory „B” (silniki korekcyjne) metalową kratownicą. Charakterystyka LC. Załoga: 1 osoba // Waga statku przy wodowaniu: 19 072 kg // Waga statku podczas lotu na Księżyc: 5187 kg // Waga pojazdu powracającego: 2457 kg // Czas lotu: 6-7 dni.

Ale nawet jeśli za punkt wyjścia przyjmiemy liczbę 40 ton, nadal było oczywiste, że Korolow nie ma nic, co mogłoby podnieść taki ładunek na orbitę. Legendarna „siódemka” R-7 mogła „ciągnąć” maksymalnie 8 ton, co oznacza, że konieczne było odtworzenie specjalnej superciężkiej rakiety. Prace nad rakietą N-1 rozpoczęto w 1960 roku, ale S. P. Korolow nie zamierzał czekać na pojawienie się nowego przewoźnika. Uważał, że załogowy przelot nad księżycem można zrobić za gotówkę.

Jego pomysł polegał na wystrzeleniu na orbitę kilku stosunkowo lekkich bloków za pomocą „siódemek”, z których po zadokowaniu można było złożyć statek kosmiczny do latania wokół Księżyca (L-1). Nawiasem mówiąc, nazwa statku kosmicznego Sojuz wzięła się z tej koncepcji łączenia bloków na orbicie, a moduł 7K był bezpośrednim przodkiem całej linii koni roboczych rosyjskiej kosmonautyki. Pozostałe moduły królewskiego „pociągu” miały indeksowane 9K i 11K.

Tak więc kapsuła dla załogi, zbiornik z paliwem, bloki dopalacza powinny zostać wyniesione na orbitę… Od początkowego pomysłu złożenia statku kosmicznego z zaledwie dwóch części, projektanci OKB-1 stopniowo doszli do całości pociąg kosmiczny składający się z pięciu pojazdów. Biorąc pod uwagę, że pierwsze udane dokowanie na orbicie miało miejsce dopiero w 1966 roku, podczas lotu amerykańskiej sondy Gemini-8, oczywiste jest, że nadzieja na dokowanie w pierwszej połowie lat 60. była ryzykowna.

Charakterystyka załogi samolotu: 2 osoby // Masa statku przy wodowaniu: 154 t // Masa statku podczas lotu na Księżyc: 50, 5 t // Masa pojazdu powracającego: 3, 13 t // Czas lotu na Księżyc: 3, 32 dni // Czas lotu: 8, 5 dni.

Media dla megaton

W tym samym czasie V. N. Chelomey, główny konkurent Korolowa, który kierował OKB-52, miał własne ambicje kosmiczne i własne ważkie argumenty. Od 1962 r. W oddziale nr 1 OKB-52 (obecnie Państwowe Centrum Badawczo-Rozwojowe Chruniczowa) rozpoczęto projektowanie ciężkiego pocisku UR-500. Indeks UR (uniwersalny pocisk), który posiadały wszystkie pociski balistyczne „firmy” Chelomeev, implikował różne możliwości wykorzystania tych produktów.

W szczególności impulsem do rozpoczęcia prac nad UR-500 była potrzeba potężnego pocisku balistycznego do dostarczania superpotężnych bomb wodorowych na terytorium potencjalnego wroga - samej „matki Kuz'ki”, którą NS obiecał pokazać Zachód. Chruszczow.

Według wspomnień syna Chruszczowa Siergieja, który właśnie w tamtych latach pracował dla Chelomeya, UR-500 został zaproponowany jako nośnik ładunku termojądrowego o pojemności 30 megaton. Jednocześnie jednak oznaczało to, że nowa rakieta może odegrać ważną rolę w załogowej eksploracji kosmosu.

Początkowo powstała dwustopniowa wersja rakiety. Kiedy trzeci etap był jeszcze w fazie projektowania, Chelomey wystąpił z propozycją latania wokół Księżyca za pomocą trzystopniowego UR-500K – może on wynieść na orbitę do 19 ton – oraz jednomodułowego załogowego statku kosmicznego (LK), który zostanie w całości zmontowany na Ziemi i nie będzie wymagał dokowania na orbicie.

Pomysł ten stał się podstawą raportu sporządzonego przez Chelomeya w 1964 roku w OKB-52 w obecności Korolowa, Keldysha i innych wybitnych projektantów. Projekt spotkał się z ostrym sprzeciwem Korolowa.

On oczywiście nie bez powodu wierzył, że jego biuro projektowe (w przeciwieństwie do biura projektowego Chelomeeva) ma realne doświadczenie w tworzeniu załogowych statków kosmicznych, a projektant wcale nie był zadowolony z perspektywy dzielenia kosmonautyki z rywalizującymi przyjaciółmi.

Jednak gniew królowej był skierowany nie tyle przeciwko LK, ile przeciwko UR-500. W końcu ta rakieta była wyraźnie gorsza pod względem niezawodności i wyrafinowania od zasłużonej „siódemki”, az drugiej strony miała trzy do czterech razy mniej ładowności niż przyszły N-1. Ale gdzie ona jest, N-1?

Platforma lądowania LK700 (układ). Miała zostać na Księżycu.

Minął rok, który, można powiedzieć, był stracony dla sowieckiego programu księżycowego. Kontynuując pracę nad swoim statkiem prefabrykowanym, Korolyov rzeczywiście doszedł do wniosku, że ten projekt jest nie do utrzymania.

W tym samym czasie, w 1965 r., za pomocą UR-500 wystrzelono na orbitę pierwszego z czterech „Protonów”, ciężkich satelitów o masie od 12 do 17 ton. R-7 nie byłby w stanie tego zrobić. że. W końcu Korolyov musiał, jak mówią, nadepnąć na gardło własnej piosenki i pójść na kompromis z Chelomeyem.

1) Bezpośrednie dopasowanie. „Zastosowanie schematu lotu bezpośredniego bez dokowania na orbitach sztucznych satelitów lub ISL z jednej strony znacznie upraszcza zadanie, zmniejsza koszty i czas opracowania oraz zwiększa niezawodność zadania, a z drugiej pozwala statek, który ma być używany jako pojazd transportowy.

Wraz ze wzrostem ruchu towarowego na Księżyc, jedynym możliwym schematem lotu będzie schemat bezpośredni, w którym cały statek (lub cały ładunek) jest dostarczany na powierzchnię Księżyca, w przeciwieństwie do mało obiecującego schematu lotu z dokowaniem w ISL orbita, na której większość ładunku pozostaje na orbicie Księżyca (z projektu tekstu roboczego).

2) Bazy księżycowe. Kompleks UR-700-LK700 został zaprojektowany nie tylko do jednorazowych lądowań na Księżycu, ale także do tworzenia baz księżycowych na satelicie Ziemi. Wyposażenie bazy zaplanowano w trzech etapach. Pierwsze uruchomienie na powierzchni Księżyca zapewnia ciężką bezzałogową stacjonarną bazę księżycową.

Drugi start na Księżyc dostarcza załogę statku kosmicznego LK700, podczas gdy baza służy jako latarnia morska. Po wylądowaniu statku jego załoga przenosi się do bazy stacjonarnej, a statek zostaje zachowany do lotu powrotnego. Trzeci start dostarcza ciężkiego łazika księżycowego, na którym załoga odbywa wyprawy na Księżyc.

Jak podzielić się porażką

8 września 1965 r. W OKB-1 zwołano spotkanie techniczne, na które zaproszono czołowych projektantów biura projektowego Chelomeev, kierowanego przez samego Generalnego Projektanta.

Spotkaniu przewodniczył Korolew, który wygłosił przemówienie programowe. Siergiej Pawłowicz zgodził się, że UR-500 jest bardziej obiecujący dla projektu latania wokół Księżyca i zasugerował, aby Chelomey skoncentrował się na ulepszeniu tego pojazdu startowego. Jednocześnie zamierzał porzucić rozwój statku kosmicznego do latania wokół Księżyca.

Ogromny autorytet królowej pozwolił mu wcielić w życie swoje idee. W celu „skoncentrowania sił organizacji projektowych” kierownictwo kraju postanowiło przerwać prace nad projektem LK. Sonda 7K-L1 miała latać wokół Księżyca, co miało unieść UR-500K z Ziemi.

Zdjęcia przedstawiają archiwalne zdjęcia pełnowymiarowej makiety statku w konfiguracji startowej i opcji lądowania na Księżycu.

10 marca 1967 r. z Bajkonuru wystartował tandem królewsko-czelojewowski. W sumie w latach 1967-1970 wystrzelono dwanaście 7K-L1 o statusie sond księżycowych. Dwóch z nich trafiło na niską orbitę okołoziemską, reszta na Księżyc.

Sowieccy kosmonauci nie mogli się doczekać - no cóż, kiedy któryś z nich będzie miał szczęście udać się do nocnej gwiazdy na pokładzie nowego statku! Okazało się, że nigdy. Tylko dwa loty systemu przeszły bez komentarza, aw pozostałych dziesięciu zanotowano poważne awarie. I tylko dwa razy przyczyną niepowodzenia był pocisk UR-500K.

W takiej sytuacji nikt nie odważył się ryzykować życia ludzkiego, a poza tym bezzałogowe testy ciągnęły się tak długo, że w tym czasie Amerykanie zdążyli już latać wokół Księżyca, a nawet na nim wylądować. Prace nad 7K-L1 zostały przerwane.

Nadzieja na cud

Wydaje się, że niewielu z nas nie zadało bolesnego dla świadomości narodowej pytania: dlaczego w końcu kraj, który wystrzelił w kosmos pierwszego satelitę i wysłał na orbitę Gagarina, przegrał wyścig księżycowy z suchym wynikiem? Dlaczego, tak wyjątkowa jak N-1, superciężka rakieta Saturn V działała jak zegar podczas wszystkich lotów na Księżyc, a nasza „nadzieja” nie umieściła ani jednego kilograma nawet na niskiej orbicie okołoziemskiej?

Jeden z głównych powodów został wymieniony już w latach pierestrojki przez następcę W. P. Korolowa. Miszyn. „Budowa hali produkcyjnej i stoiska – powiedział w wywiadzie dla gazety „Prawda” – została zrealizowana z dwuletnim opóźnieniem.

A nawet wtedy rozebrany. Amerykanie mogli na swoich stanowiskach przetestować cały blok silnika i umieścić go na rakiecie bez grodzi i wysłać do lotu. Przetestowaliśmy go kawałek po kawałku i nie odważyliśmy się uruchomić 30 silników pierwszego stopnia w pełnym montażu. Potem montaż tych elementów oczywiście bez gwarancji czystego docierania.”

Wiadomo, że na kosmodromie zbudowano całą fabrykę do prób w locie rakiety N-1. Gigantyczne wymiary rakiety nie pozwalały na transportowanie jej w gotowych krokach. Rakieta została dosłownie ukończona przed startem, łącznie ze spawaniem.

Innymi słowy, Amerykanie mieli okazję dopracować swoje systemy i naprawić problemy podczas testów na stanowisku naziemnym i wysłać gotowy produkt w niebo, a królewscy projektanci mieli tylko nadzieję, że „surowa”, skomplikowana i szalenie droga rakieta nagle weź i leć. I nie latała.

Rakiety wspomagające Rakieta N-1 (OKB-1, po lewej). Od lutego 1969 do listopada 1972 wykonano cztery starty tej rakiety i wszystkie zakończyły się niepowodzeniem. Zasadniczą różnicą między rakietą N-1 a projektami OKB-52 jest zastosowanie silników tlenowo-naftowych zaprojektowanych przez Biuro Projektowe Kuzniecowa.

Silniki NK-33, stworzone na pierwszy etap (było ich 30 i umieszczono w kole), przetrwały sowiecki projekt księżycowy i są nadal używane zarówno w Rosji, jak iw USA i Japonii. Rakieta VP-700 S YARD RO-31 (w środku). Być może jeden z najbardziej egzotycznych projektów sowieckiego programu księżycowego.

Według wyliczeń autorów projektu, zastosowanie w trzecim etapie silników jądrowych znacznie zwiększyłoby masę ładunku wystrzeliwanego na orbitę. Podnosząc ładunek do 250 ton, taka rakieta mogłaby zostać wykorzystana w programie do budowy baz księżycowych. A jednocześnie - zagrozić Ziemi upadkiem zużytego reaktora z nieba. Rakieta UR-700K (OKB-52, po prawej).

Projekt tego superciężkiego transportera oparto na elementach rakiety UR-500K, znanej później jako Proton. W dziedzinie elektrowni Chelomey współpracował z firmą KB Glushko, która opracowała potężne silniki wykorzystujące wysoce toksyczne paliwa: amyl (czterotlenek diazotu) i heptyl (asymetryczna dimetylohydrazyna).

Stosowanie trującego paliwa jest jednym z powodów, dla których Proton nie wypuszczał w kosmos statków z załogą na pokładzie. Wszystkie gotowe bloki, z których można było złożyć rakietę UR-700 na kosmodromie, mieszczą się w gabarytach 4100 mm, co umożliwiło ich transport na peronach kolejowych. Udało się więc uniknąć ukończenia rakiety w miejscu startu.

Bezpośrednie dopasowanie

Chelomey, odwieczny rywal królowej, również miał tutaj alternatywę. Jeszcze przed nieudanymi startami N-1, w 1964 roku, Władimir Nikołajewicz proponuje wysłanie ekspedycji do lądowania na Księżycu za pomocą pojazdu startowego UR-700. Taka rakieta nie istniała, jednak według Chelomeya można ją było opracować w bardzo krótkim czasie na bazie seryjnie produkowanych elementów z rakiety UR-500.

Jednocześnie UR-700 przewyższałby mocą nie tylko N-1, który w najcięższej wersji byłby w stanie (teoretycznie) wynieść 85 ton ładunku na niską orbitę okołoziemską, ale także amerykańskiego Saturna..

W podstawowej wersji UR-700 mógł podnieść około 150 ton na orbitę, a bardziej „zaawansowane” modyfikacje, w tym te z silnikiem jądrowym do trzeciego stopnia, zwiększyłyby tę liczbę do 250 ton, a UR-700 zmieściłby się w wymiar 4100 mm, można je było łatwo przetransportować z warsztatów fabrycznych do kosmodromu, a tam tylko zadokować, unikając spawania i innych skomplikowanych procesów produkcyjnych.

Oprócz rakiety Biuro Projektowe Chelomey zaproponowało swoją oryginalną koncepcję księżycowego statku kosmicznego o nazwie LK700. Jaka była jego oryginalność? Jak wiecie, amerykański „Apollo” nigdy do końca nie wylądował na Księżycu.

Statek kosmiczny z kapsułą powrotną pozostawał na orbicie okołoksiężycowej, podczas gdy lądownik został wysłany na powierzchnię satelity. Królewskie biuro projektowe kierowało się w przybliżeniu tą samą zasadą podczas opracowywania swojego księżycowego statku L-3. Ale LK 700 był przeznaczony do tak zwanego bezpośredniego lądowania na Księżycu, bez wchodzenia na orbitę księżycową. Po zakończeniu wyprawy zszedł dopiero z lądowiska na Księżycu i udał się na Ziemię.

Czy pomysły Chelomeya naprawdę otworzyły sowiecką kosmonautykę tańszą i szybszą drogę do lądowania na Księżycu? W praktyce nie udało się tego zweryfikować. Pomimo tego, że we wrześniu 1968 roku został w pełni przygotowany wstępny projekt systemu UR-700-LK-700, na który składało się wiele tomów dokumentacji, Chelomeyowi nie pozwolono wykonać nawet pełnowymiarowego modelu rakiety nośnej.

Fakt ten, nawiasem mówiąc, obala powszechne przekonanie, że w związku z pojawieniem się alternatywnego projektu środki przeznaczone na sowiecki program księżycowy zostały rozproszone, a to rzekomo stało się jedną z przyczyn jego niepowodzenia.

Udało nam się tylko wykonać pełnowymiarowy model LK-700. Nie zachował się do dziś, ale archiwalne zdjęcia i materiały z projektu projektu pozwalają wizualnie wyobrazić sobie, jak mógłby wyglądać sowiecki statek na Księżycu.