Kunne USSR have vundet månekapløbet?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Som bekendt formåede Sovjetunionen ikke at komme foran Amerika på Månen. H-1 - sovjetisk svar på Saturn-V - raketten, som vores månehåb var sat på, forsøgte at lette fire gange og eksploderede fire gange kort efter takeoff. Uden at ville bruge millioner og milliarder af rubler på et allerede tabt race, tvang den sovjetiske regering i midten af 1970'erne designerne til at glemme alt om Månen.

Men var den vej, det sovjetiske måneprogram gik, i sidste ende korrekt? Naturligvis kender historien ikke konjunktivstemningen, og det ville være for dristigt at hævde, at hvis tøjlerne i programmet ikke var i hænderne på S. P. Korolev og hans efterfølger V. P. Mishin, og f.eks. i hænderne på M. K. Yangel eller V. N. Chelomei, udfaldet af konkurrencen med Amerika ville have været fundamentalt anderledes.

Men alle de urealiserede projekter med bemandede flyvninger til vores satellit er utvivlsomt monumenter af russisk designtanke, og det er interessant og lærerigt at huske dem, især nu, hvor de i stigende grad taler om flyvninger til Månen i fremtidig tid.

Træn i kredsløb

Fra et formelt synspunkt bestod både det amerikanske og det sovjetiske måneprogram af to faser: først en bemandet flyvning rundt om månen, derefter en landing. Men hvis den første fase for NASA var den umiddelbare forgænger for den anden og havde samme materielle og tekniske grundlag - Saturn V - Apollo-komplekset, så var den sovjetiske tilgang noget anderledes. Tvunget til andre.

Lunar rumfartøj til at flyve rundt om månen

Billedet viser et skema af rumfartøjet til en bemandet forbiflyvning af Månen fra et udkast til design udarbejdet på designbureauet af V. N. Chelomey.

1) Byggeri. Udkastet til måneskibet (LK) blev udarbejdet ved OKB-52 den 30. juni 1965. Skibet bestod af blok "G" - motoren i nødredningssystemet, blok "B" - reentry vehicle, blok "B" - udstyrsrummet og rummet til korrektionsmotorer, blok "A" - pre-accelerationen trin for at rapportere en hastighed tæt på det andet rum, for forbiflyvning af månen.

2) Flyvning. Skibet skulle opsendes i en referencebane med en højde på 186-260 km med en tre-trins UR-500K raket. Adskillelsen af luftfartsselskabet fandt sted i det 585. sekund af flyvningen. Efter en omdrejning rundt om Jorden blev motorerne i den for-accelererende blok tændt i omkring 5 minutter, hvilket gav køretøjet en hastighed tæt på den anden rumhastighed. Så blev blokken adskilt. På vejen blev der udført tre kredsløbskorrektioner ved hjælp af motorerne i "B"-blokken. Det var planlagt at gennemføre 12 opsendelser uden besætning og op til ti opsendelser med en astronaut om bord.

De første beregninger, der blev foretaget på den kongelige OKB-1 helt i begyndelsen af 1960'erne, viste, at for at lande besætningen på månen, ville det først være nødvendigt at sætte omkring 40 tons nyttelast i lavt kredsløb om jorden. Praksis har ikke bekræftet dette tal - under måneekspeditioner måtte amerikanerne sætte en tre gange større last i kredsløb - 118 tons.

LK model i fuld størrelse Accelerationsblokken "A" er adskilt fra rum "B" (korrektionsmotorer) af en metalspær. Karakteristika for LC. Besætning: 1 person // Skibets vægt ved søsætning: 19.072 kg // Skibets vægt under flyvning til Månen: 5187 kg // Vægt af reentry vehicle: 2457 kg // Flyvevarighed: 6-7 dage.

Men selv hvis vi tager udgangspunkt i tallet 40 tons, var det stadig tydeligt, at Korolev intet havde til at løfte sådan en byrde i kredsløb. Den legendariske "syv" R-7 kunne maksimalt "trække" 8 tons, hvilket betyder, at det var nødvendigt at genskabe en speciel supertung raket. Udviklingen af N-1 raketten blev startet i 1960, men S. P. Korolyov ville ikke vente på udseendet af en ny transportør. En bemandet forbiflyvning af månen, troede han, kunne ske kontant.

Hans idé var at opsende flere relativt lette blokke i kredsløb ved hjælp af "syvere", hvorfra det ved docking ville være muligt at samle et rumfartøj til at flyve rundt om Månen (L-1). Navnet på Soyuz-rumfartøjet stammer i øvrigt fra dette koncept med at forbinde blokke i kredsløb, og 7K-modulet var den direkte forfader til hele rækken af arbejdsheste fra russisk kosmonautik. Andre moduler af det kongelige "tog" blev indekseret 9K og 11K.

Så en kapsel til besætningen, en container med brændstof, boosterblokke skulle have været sat i kredsløb … Fra den oprindelige idé om at samle et rumfartøj fra kun to dele, kom designerne af OKB-1 gradvist til en helhed rumtog på fem køretøjer. I betragtning af, at den første succesrige docking i kredsløb nogensinde fandt sted i 1966, under flyvningen af det amerikanske Gemini-8-rumfartøj, er det indlysende, at håbet om docking i første halvdel af 1960'erne gav en satsning.

Karakteristika for flybesætningen: 2 personer // Vægt af skibet ved opsendelse: 154 t // Vægt af skibet under flyvning til Månen: 50, 5 t // Vægt af reentry vehicle: 3, 13 t // Tid af flyvning til Månen: 3, 32 dage // Flyvevarighed: 8, 5 dage.

Medier til megatons

Samtidig har V. N. Chelomey, hovedkonkurrenten til Korolev, der stod i spidsen for OKB-52, havde sine egne rumambitioner og sine egne vægtige argumenter. Siden 1962 er designet af det tunge UR-500-missil begyndt ved gren nr. 1 af OKB-52 (nu Khrunichev State Research and Development Center). UR-indekset (universelt missil), som alle ballistiske missiler fra Chelomeev "firmaet" havde, indebar forskellige muligheder for at bruge disse produkter.

Især var drivkraften til starten af arbejdet på UR-500 behovet for et kraftigt ballistisk missil til at levere supermægtige brintbomber til territoriet af en potentiel fjende - selve "Kuz'ka-moderen", som NS lovede at vise vest. Khrusjtjov.

Ifølge erindringerne fra Khrushchevs søn Sergei, som netop i disse år arbejdede for Chelomey, blev UR-500 foreslået som en bærer af en termonuklear ladning med en kapacitet på 30 megaton. Samtidig var det dog meningen, at den nye raket kunne spille en vigtig rolle i bemandet rumudforskning.

Først blev en to-trins version af raketten skabt. Da det tredje trin stadig blev designet, kom Chelomey med et forslag om at flyve rundt om månen ved hjælp af en tre-trins UR-500K - den kan bringe op til 19 tons i kredsløb - og et enkelt-modul bemandet rumfartøj (LK), som vil blive samlet helt på Jorden og ikke vil kræve nogen docking på kredsløb.

Denne idé dannede grundlaget for en rapport lavet af Chelomey i 1964 på OKB-52 i nærværelse af Korolev, Keldysh og andre fremtrædende designere. Projektet vakte skarp modstand fra Korolyov.

Han troede selvfølgelig ikke uden grund, at hans designbureau (i modsætning til Chelomeevs designbureau) havde reel erfaring med at skabe bemandede rumfartøjer, og designeren var slet ikke tilfreds med udsigten til at dele kosmonautik med sine rivaliserende venner.

Dronningens vrede var dog ikke så meget rettet mod LK som mod UR-500. Denne raket var trods alt klart ringere i pålidelighed og sofistikering i forhold til de velfortjente "syv", og på den anden side havde den tre til fire gange mindre nyttelast end den fremtidige N-1. Men hvor er hun, N-1?

LK700 landingsplatform (layout). Hun skulle blive på månen.

Der er gået et år, som man kan sige, var tabt for det sovjetiske måneprogram. Ved at fortsætte med at arbejde på sit præfabrikerede skib kom Korolyov faktisk til den konklusion, at dette projekt var uholdbart.

Samtidig blev i 1965 med hjælp fra UR-500 den første af fire "Protoner", tunge satellitter, der vejede fra 12 til 17 tons, sendt i kredsløb. R-7 ville ikke have været i stand til at gøre det. at. Til sidst måtte Korolyov, som man siger, træde sin egen sang på halsen og gå på kompromis med Chelomey.

1) Direkte pasform. Brugen af en direkte flyveordning uden docking i kredsløb af kunstige satellitter eller ISL forenkler på den ene side opgaven betydeligt, reducerer omkostningerne og udviklingstiden og øger opgavens pålidelighed, og på den anden side giver det mulighed for skibet, der skal bruges som transportkøretøj.

Med en stigning i fragttrafik til Månen vil den eneste mulige flyveordning være en direkte ordning, hvor hele skibet (eller hele nyttelasten) leveres til månens overflade, i modsætning til den ikke lovende flyveordning med docking i ISL kredsløb, hvor det meste af lasten forbliver i Månens kredsløb (fra udkastet til tekstprojektet).

2) Månebaser. UR-700-LK700 komplekset blev designet ikke kun til engangslandinger på Månen, men også til at skabe månebaser på Jordens satellit. Udstyret af basen var planlagt i tre etaper. Den første opsendelse på månens overflade leverer en tung ubemandet stationær månebase.

Den anden opsendelse til månen leverer besætningen på rumfartøjet LK700, mens basen bruges som et fyrtårn. Efter skibets landing flytter dets besætning til den stationære base, og skibet bevares indtil returflyvningen. Den tredje opsendelse leverer en tung månerover, hvorpå besætningen laver ekspeditioner på månen.

Sådan deler du fiasko

Den 8. september 1965 blev der indkaldt til et teknisk møde på OKB-1, hvortil de førende designere af Chelomeevs designbureau, ledet af den generelle designer selv, var inviteret.

Korolev ledede mødet, som holdt hovedtalen. Sergei Pavlovich var enig i, at UR-500 var mere lovende for projektet med at flyve rundt om månen, og foreslog, at Chelomey koncentrerede sig om at forbedre denne løfteraket. Samtidig havde han til hensigt at forlade udviklingen af rumfartøjet til at flyve rundt om månen.

Dronningens enorme autoritet gjorde det muligt for ham at omsætte sine ideer i praksis. For at "koncentrere designorganisationernes kræfter" besluttede landets ledelse at indstille arbejdet med LK-projektet. Rumfartøjet 7K-L1 skulle flyve rundt om månen, hvilket ville løfte UR-500K fra Jorden.

Fotografierne viser arkivfotos af en mock-up i fuld størrelse af skibet i opsendelseskonfigurationen og muligheden for månelanding.

Den 10. marts 1967 startede den kongelige-Chelomeev-tandem fra Baikonur. I alt fra 1967 til 1970 blev tolv 7K-L1'er opsendt, som havde status som månesonder. To af dem gik til lavt kredsløb om jorden, resten til Månen.

De sovjetiske kosmonauter så frem til – ja, hvornår skulle en af dem være så heldig at tage til nattestjernen om bord på det nye skib! Det viste sig, at aldrig. Kun to flyvninger af systemet passerede uden kommentarer, og i de resterende ti blev der konstateret alvorlige fejl. Og kun to gange årsagen til fejlen var UR-500K-missilet.

I en sådan situation turde ingen risikere menneskeliv, og desuden trak de ubemandede tests ud så længe, at amerikanerne i løbet af denne tid allerede havde formået at flyve rundt om månen og endda lande på den. Arbejdet med 7K-L1 blev indstillet.

Håber på et mirakel

Det lader til, at de færreste af os ikke har stillet det spørgsmål, der er smertefuldt for den nationale bevidsthed: hvorfor, når alt kommer til alt, tabte det land, der sendte den første satellit ud i rummet og sendte Gagarin i kredsløb, måneræset med en tør score? Hvorfor, så unik som N-1, har den supertunge raket Saturn V fungeret som et ur på alle flyvninger til Månen, og vores "håb" har ikke lagt et eneste kilogram selv i lav kredsløb om Jorden?

En af hovedårsagerne blev navngivet allerede i årene med perestrojka af V. P. Korolevs efterfølger. Mishin. "Konstruktionen af produktionen og standbasen," sagde han i et interview med avisen Pravda, "blev udført med en forsinkelse på to år.

Og selv da strippet ned. Amerikanerne kunne teste en hel motorblok på deres standpladser og sætte den på en raket uden skot, sende den på flugt. Vi testede det stykke for stykke og turde ikke starte 30 første-trins motorer i fuld montering. Derefter samlingen af disse stykker, selvfølgelig uden garanti for en ren lapning."

Det er kendt, at et helt anlæg blev bygget på kosmodromen til flyvetest af N-1-raketten. Rakettens gigantiske dimensioner tillod ikke, at den blev transporteret i færdige trin. Raketten var bogstaveligt talt færdig før opsendelsen, inklusive svejsning.

Med andre ord havde amerikanerne mulighed for at udarbejde deres systemer og løse problemer under jordbænktests og sende det færdige produkt til himlen, og de kongelige designere måtte kun håbe, at den "rå", komplekse og sindssygt dyre raket ville pludselig tage og flyve. Og hun fløj ikke.

Booster raketter N-1 raket (OKB-1, venstre). Fra februar 1969 til november 1972 blev der foretaget fire opsendelser af denne raket, og de endte alle i fiasko. Den grundlæggende forskel mellem N-1-raketten og OKB-52-projekterne er brugen af oxygen-petroleumsmotorer designet af Kuznetsov Design Bureau.

NK-33-motorerne, skabt til den første fase (der var 30 af dem, og de blev placeret i en cirkel), overlevede det sovjetiske måneprojekt og bruges stadig både i Rusland og i USA og Japan. Raket VP-700 S YARD RO-31 (i midten). Måske et af de mest eksotiske projekter i det sovjetiske måneprogram.

Ifølge beregningerne fra forfatterne af udkastet til design vil brugen af nukleare jetmotorer i tredje fase øge massen af nyttelasten, der lanceres i kredsløb, markant. Med en belastning på op til 250 tons kunne en sådan raket bruges i programmet til konstruktion af månebaser. Og på samme tid - at true Jorden med faldet af den brugte reaktor fra himlen. Raket UR-700K (OKB-52, højre).

Projektet med dette supertunge luftfartsselskab var baseret på elementer fra UR-500K-raketten, senere kendt som Proton. Inden for kraftværker arbejdede Chelomey sammen med KB Glushko, som udviklede kraftige motorer, der brugte meget giftige brændstoffer: amyl (dinitrogentetroxid) og heptyl (asymmetrisk dimethylhydrazin).

Brugen af giftigt brændstof er en af grundene til, at Proton ikke sendte skibe med en besætning om bord ud i rummet. Alle færdige blokke, hvorfra UR-700-raketten kunne samles på kosmodromen, passede ind i dimensionerne 4100 mm, hvilket gjorde det muligt at transportere dem på jernbaneperroner. Så det var muligt at undgå færdiggørelsen af raketten på opsendelsesstedet.

Direkte pasform

Chelomey, dronningens evige rival, havde også et alternativ her. Selv før de mislykkede opsendelser af N-1, i 1964, foreslår Vladimir Nikolaevich at sende en ekspedition for at lande på månen ved hjælp af løfteraketten UR-700. Sådan en raket fandtes ikke, men ifølge Chelomey kunne den udvikles på meget kort tid på basis af serieproducerede elementer fra UR-500-raketten.

Samtidig ville UR-700'eren ved magten være overlegen ikke kun N-1'eren, som i den tungeste version ville være i stand (teoretisk) til at sætte 85 tons last i lavt kredsløb om jorden, men også den amerikanske Saturn.

I den grundlæggende version kunne UR-700 løfte omkring 150 tons i kredsløb, og mere "avancerede" modifikationer, inklusive dem med en atommotor til tredje trin, ville øge dette tal til 250 tons. og UR-700 passer ind i en dimension på 4100 mm, kunne de nemt transporteres fra fabrikkens værksteder til kosmodromet, og der kun lægges til kaj, så man undgår svejsning og andre komplekse produktionsprocesser.

Ud over raketten foreslog Chelomey Design Bureau sit oprindelige koncept med et månerumfartøj, kaldet LK700. Hvad var dens originalitet? Som bekendt landede den amerikanske "Apollo" aldrig helt på månen.

Rumfartøjet med reentry-kapslen forblev i kredsløb om månen, mens landeren blev sendt til overfladen af satellitten. Det kongelige designbureau fulgte nogenlunde samme princip, da de udviklede sit måneskib L-3. Men LK 700 var beregnet til den såkaldte direkte landing på månen, uden at komme ind i en månebane. Efter afslutningen af ekspeditionen forlod han kun landingsplatformen på månen og gik til Jorden.

Åbnede Chelomeys ideer virkelig en billigere og hurtigere rute til månelandingen for sovjetisk kosmonautik? Det var ikke muligt at verificere dette i praksis. På trods af det faktum, at det foreløbige design af UR-700-LK-700-systemet i september 1968 var fuldt forberedt, som udgjorde mange mængder af dokumentation, fik Chelomey ikke lov til at lave selv en model i fuld størrelse af løfteraketten.

Denne kendsgerning modbeviser i øvrigt den populære tro på, at på grund af udseendet af et alternativt projekt blev midlerne til det sovjetiske måneprogram spredt, og dette blev angiveligt en af årsagerne til dets fiasko.

Vi nåede kun at lave en model i fuld størrelse af LK-700. Det har ikke overlevet den dag i dag, men arkivfotografier og materialer af udkastet til design gør det muligt visuelt at forestille sig, hvordan et sovjetisk skib på månen kan se ud.