2018. november 17., szombat

Gyorskeresés

Útvonal

Cikkek » Az élet rovat

A szovjet / orosz űrhajózás múltja IV. rész

A politika beleszólt bele a tervekbe: Hruscsov bukása után Brezsnyev nem lelkesedett a holdprogramért.

[ ÚJ TESZT ]

A szovjet holdprogram beindul...

1964 sok szempontból volt fordulópontja a Szergej Koroljov vezette (? erről később) szovjet űrprogramnak, főleg a jövőt tekintve. 1962-63-ban a Szojuzra épülő holdprogram életre hívásán dolgozott, és hogy a hadsereg támogatását megnyerje, két katonai alváltozatot mutatott be, a Szojuz-P egy "vadászűrhajó" lett volna, amely egy külön hajtómű-fokozattal akár 6000 km magasban keringő műholdakat is meglátogathat. A célja az, hogy az amerikai műholdakat megvizsgálják, és ha szükséges, akkor fel is robbantsák. A Szojuz-R egy kéműrhajó volt, gyakorlatilag az űrhajó mellett egy külön indítással egy mini űrállomást küldtek volna fel, amelyben kamerákat helyeztek el, és így a személyzet a Szovjetunió számára fontos helyekről készíthetett volna felvételeket. Viszont e két programot "mellékvágánynak" tekintette, csak azért hozakodott elő vele, hogy elnyerje a hadsereg támogatását, így azokat le is adta az OKB-1 szamarai (később kujbisevi) tervezőirodáját vezető Dmitrij Iljics Kozlovnak.


Szergej Koroljov és Dmitrij Kozlov az 1960-as évek elején

Koroljov legnagyobb bánatára a Szojuz-P és R kapott támogatást a hadseregtől, de a Szojuz 7K / 9K / 11K űrprogramját nem támogatták, ezért menet közben "kitalálta" a 7K-OK programot, amely a Szojuz űrhajóra épít, és a Voszhod utáni Föld körüli küldetésekre használnák fel. Abban reménykedett, hogy sikerül a holdprogramjára támogatást nyerni, és a remélhetőleg addigra már kész 7K-OK űrhajókkal is leteszteli a dokkolást, az űrsétát és a holdprogramhoz szükséges többi lépést, amíg az N1 elkészül. Ehhez nem árt tudni, hogy a szovjetek bizony alábecsülték az amerikai erőfeszítéseket, a Szputnyik, Vosztok és az első Voszhod sikerek után úgy érezték, hogy az amerikaiak csak kullognak utánuk, náluk van a kezdeményezés. Ráadásul mikor meglátták az amerikaiak terveit a gigászi Saturn-V rakétáról, hatalmas (az R-7 családhoz hasonlóan oxigén / kerozin hajtóanyagú) F-1 hajtóműveivel, sok szovjet mérnök bizony csak legyintett, hogy úgyis kudarcra vannak ítélve – ha nekik nem sikerült nagyobb méretű hajtóművet gyártani ilyen üzemanyaggal, akkor az amerikaiaknak sem fog sikerülni.


Az LK-700 űrhajó makettje, bal oldalt a leszálló konfiguráció, a három "landoló" hajtóművel, középen az űrhajó ajtajában álló űrhajós, jobb oldalt a Hold felszínéről visszainduló állapotban látható (a rácsos keret értelemszerűen nem tartozik hozzá)

Bármennyire is szerette volna Koroljov félreállítani feltörekvő konkurensét, Vlagyimir Cselomejt, annak kétségen kívüli sikere volt, hogy 1964. augusztusban Hruscsov utasítást adott számára egy holdraszálló program kivitelezésre. Az LK-700 űrhajóval és az UR-700 hordozórakéta párossal már a győzelem ízét érezhette a szájában Cselomej, terve a lehető legegyenesebb volt, egyetlen indítással egy mindössze egyszemélyes űrhajót indít, amely leszáll a Holdra, ott egyetlen űrhajósa letűzi a szovjet zászlót, majd visszatér a Földre. De Hruscsov októberi bukásával az ígéretes tervnek is lőttek, ám a brezsnyevi vezetés egyáltalán nem lelkesedett a drága holdprogramért annyira, mint elődje. Koroljovnak újra meg kellett győznie a pártelitet, hogy szükséges a holdprogram és ezen erőfeszítéseinek hála 1965-ben sikerült az N1 / 7K-LOK / LK triót végre elindítania. A kaotikus helyzetben Cselomej előrehaladott UR-500K rakétáját "megmentették", de LK-1-es holdmegkerülő űrhajója helyett az OKB-1 Szojuzát kellett felhasználni, ezt L1 (később Zond) néven illették. Ez a parancs felülről jött, mégpedig azért, mert afféle "B" tervnek szánták, ha az N1 csúszik, avagy nem válik be – az UR-500K pedig a helyzethez képest előrehaladott állapotban volt, olyannyira, hogy 1965 végén már az első tesztindításokra is sor került.


Balra az Apollo, jobbra az L3 (7K-LOK, LK, Blokk-D) a Hold felé tartó útnak megfelelő állapotban

Az N1 / 7K-LOK / LK (más szóval L3) küldetésprofilja így nézett volna ki:

- Az N1 az összesen mintegy 70-75 tonnás komplexumot viszi fel 220 km-es Föld körüli pályára. A komplexum a 7K-LOK űrhajót, az LK holdkompot és a Blokk-G valamint Blokk-D hajtóműfokozatot tartalmazza.

- A Föld körüli parkolópályán ellenőrzik, hogy minden megfelelően működik-e, majd a Blokk-G modul elindítja a Hold irányába a komplexumot, majd leválik.

- A Holdig tartó út 3,5 napot vesz igénybe. Ha szükséges, a Blokk-D fokozat két pályapontosító manővert hajt végre ezalatt, és végül a Hold egyenlítője felett 110 km-es keringési pályára állítja azt egy fékezőmanőverrel.

- Ha továbbra is minden rendben van, a pálya alsó pontját 14 km-esre csökkentik.

- Az LK űrhajósa szkafanderben űrsétával átszáll a Szojuzból a holdkompba, és ellenőrzi azt, illetve az annak alján lévő Blokk-D fokozatot. Ha minden rendben, leválik a Szojuzról.


Egy számítógépes szimuláció képe arról, amikor az LK a Blokk-D-vel együtt leválik a Szojuzról

- Az LK / Blokk-D páros megközelíti a felszínt a Blokk-D hajtóművét használva, az első tervekben 4, később már inkább 2 km-es magasságba a Blokk-D leválik, és az LK egyedül (a Blokk-E elnevezésű hajtóművével) folytatja a leszálló-manővert.

- A leszálláshoz ekkor először teljesen nullára csökkentik az LK sebességét, vagyis lebegésbe megy át, utána a tolóerőt csökkentve lassan aláereszkedik, és Holdat ér. Ha szükséges, 50 másodpercnyi lebegési tartalék áll rendelkezésre, amellyel ~100 méterrel lehet a leszállási pontot arrébb helyezni.


Az LK holdkomp élőben

- A leszállás után legfeljebb 48 óra áll a kozmonauta rendelkezésére a Holdon. A holdsétára alkalmas űrruhában maximum 1,5 órát lehet kint tölteni, az első séta alkalmával leszúrná a szovjet zászlót, egy nagyon alapvető tudományos érzékelőt helyezne el, talajmintákat gyűjtene, fotókat készítene és rádión leírná az általa tapasztaltakat. Természetesen később lehetőség lenne több holdséta lefolytatására is.

- Az LK-ba való visszatérés után a talajmintákat hermetikusan lezárt konténerbe helyezné, és újra nyomás alá helyezné a kabint (egyes források szerint a tömegcsökkentés miatt később az LK nem lett volna túlnyomásos, tehát az űrhajósnak végig szkafanderben kellett lennie). A visszatérő manőverhez a megfelelő időben begyújtaná a Blokk-E hajtóművet, és a leszállólábakat hátrahagyva a 7K-LOK űrhajóval randevúzna és összedokkolna. Az űrhajós ezek után a talajmintákkal együtt egy űrsétát végrehajtva visszaszáll a 7K-LOK fedélzetére – az LK-t ezek után leválasztják.

- A 7K-LOK (Blokk-I) hajtóművét beindítva az űrhajó elindul a Hold körüli pályáról vissza a Föld felé, a 3,5 napos út alatt további maximum két korrekciós manővert lehet végrehajtani. Mivel a relatív sebesség 11 km/s, ezért először a légkör felső rétegeiben lefékeznék az Szojuzt, ehhez leválasztják a visszatérő modult, amely a Déli-sark felett lépne be a légkörbe, miközben 7,5 km/s sebességre lassul az űrhajó. A légköri fékezés után 5000 km-es magasságba emelkedik még, majd már a Szovjetunió területe felett újra belép a légkörbe, lelassul és végül Földet ér.


A Szojuz 7K-LOK, elsőre a legfeltűnőbb különbség a többi Szojuzhoz képest a nagyobb műszaki modul és a kamerákkal megpakolt orbitális modul...

A végül kiválasztott járműtrió közül a 7K (Szojuz) család egy furcsa mutációja felelt az űrhajósok hazahozataláért, a 7K-LOK csak távolról emlékeztet a ma ismert Szojuzra, vagy korábbi társaira, noha kívülről hasonlít rájuk, némileg leegyszerűsítve ugyanúgy a műszaki - visszatérő - orbitális modul volt a felépítése. Az orbitális modul orrán a 'Kontakt' dokkolórendszer foglalt helyet, maga az orbitális modul kapott egy előre néző kupolát, amelyből a személyzet jó kilátással rendelkezett előrefelé, az LK holdkomppal való dokkoláshoz. Az orbitális modulban további kamerákat és fényképezőgépeket helyeztek el, amelyekkel a személyzet a Hold felszínéről készített volna jó minőségű felvételeket.


A 7K-LOK űrhajó fantáziarajza

A visszatérő modul masszívabb volt, mint a 7K-OK modulja, az L1 Hold-megkerülő űrhajó moduljához hasonlóan vastagabb hővédő pajzzsal látták el. A 7K-LOK csak két főt vitt magával, ebből egy a holdraszállásnál űrsétával szállt át az LK1 holdkompba, a másik végig a Szojuzban maradt.


Egy 7K-LOK űrhajó élőben, a műszaki modul külső felületét nagy méretű radiátorok uralják

A legnagyobb különbség a műszaki modult érintette. Ebben helyeztek el egy digitális vezérlő számítógépet, amely az egész út alatt irányította az űrhajót. A hajtómű szekció az R-7 család Block-I fokozatára épült, és a Koroljov által amúgy üldözött UDMH / N2O4 hajtóanyagra épült – ebből 3,1 tonnát volt képes befogadni, a Szojuz műszaki moduljában lévő hasonló hajtóművekhez csatlakozott, és lehetővé tette a Hold körüli pályáról való visszatéréshez szükséges, mintegy 1100 m/s delta-V-t igénylő manővert. Az energiaellátás terén a szovjetek "megirigyelték" a Gemini és Apollo programnál is használt üzemanyag-cellákat, amelyek folyékony oxigén és folyékony hidrogén reakciójából nyertek energiát – négy cellát építettek be, ezek a 70 kg-os modulok egyenként 1,5 kW teljesítményt tudtak termelni 27 V feszültség mellett, mintegy 500 órán át. A táplálásukhoz 600 kg-nyi oxigén és hidrogén állt rendelkezésre, amelyeket összetett hűtőrendszer tartott folyékony állapotban. A teljes űrhajó ellátásához két cella bármilyen körülmények között elég kellett legyen, de a biztonság miatt építettek végül négyet be.


Egy életnagyságú, korai LK makett tesztelése folyik...

A holdkomp, vagyis az LK elég sok kihívást adott a mérnököknek. Azt hamar megállapították, hogy a tömegminimalizálás miatt csak egy ember szállhat le a Holdra, majd kiderült, hogy az első terveket is drasztikusan meg kell faragják, mivel az N1 teherbíró képessége erős korlátozó tényező lesz. Ennek következménye lett, hogy a pályamódosító manőverre használt Blokk-D-t vették használatba a leszálláshoz, illetve a végén a leszállólábak gyakorlatilag indítóállványként szolgál, és ugyanazt a (Blokk-E) hajtóművet fogják használni leszálláshoz, mint felszálláshoz. Itt is megmutatkozott az, hogy Koroljov azon igyekezete, mely szerint minden fejlesztést az OKB-1 berkein belül szeretett volna megoldani, visszafelé sült el – túl sok volt a feladat és túl kevés az irodán belüli erőforrás. Így az LK végleges tervezését és egyes részelemek, például a Blokk-E építését Mihail Jangel OKB-586-os irodája kapta meg.


A végső, megépült LK holdkomp, a felénk néző kék bevonatú rész az ajtó, amelyen keresztül az űrhajós ki- és beszállhatott, akár a világűrben, akár a Holdon, balra látható az űrhajó homorú "eleje"

Csakhogy Jangel irodájában a fiatal, űrhajóépítésben újonc mérnökök az első terveket iszonyatos optimizmussal vetették papírra, például a leszállás előtti fékező manőver delta-V igényét 30-40 m/s-ban állapították meg – a reális ennek közel tízszerese. Az efféle hibáknak köszönhetően az első tervekben még mindössze két tonnát nyomott a holdkomp (a végleges 5,5 tonnát nyomott, egyetlen űrhajóssal a fedélzetén), és amikor ráébredtek, mennyire tévúton járnak, keserűen szembesültek vele, hogy nem kettő, de inkább 10 tonna körüli lenne a két űrhajóssal leszállni képes LK űrhajó. Jangel igyekezett motiválni mérnökeit, például 50-60 rubeles prémiumot kaptak minden egyes megspórolt kilogrammért - ezeknek volt köszönhető például az űrrandevú optimalizált pályája, ami önmagában 500 kg-al alacsonyabb tömeget jelentett.

Az űrhajós köré épített kabin egy sor érdekes megoldást hozott, az amerikai LM modulhoz hasonlóan a szovjet mérnökök is fontosnak tartották, hogy az álló űrhajósnak jó kilátása legyen lefelé, emiatt az LK "elején" egy homorú, félgömbszerű kialakítást terveztek, felső részén a kitekintő ablakkal. Az űrhajósnak amúgy félautomata módban kellett (volna) a leszállást irányítani, a szovjetek a program egy adott időszakában ugyanis egy okos megoldást találtak ki a tökéletes leszállóhely megtalálásához – a későbbi Lunohod roverrel derítenék fel a területet, és ha megtalálták a kellően sík, és szikláktól mentes területet, a Lunohod saját rádió-jeladóját működésbe hozva afféle "világítótorony" lenne a holdkomp számára. A holdsétához új űrruhát is kifejlesztettek, amely egy integrált hátizsákban tárolta a létfenntartó rendszert – ez lett a Krecset. Az LK annyira érzékeny volt a súlypontváltozásokra, hogy az űrhajóst az űrruhájában egy speciális rögzítőrendszer tartotta volna végig egy helyben.


A Kontakt dokkolórendszer működési elve

A 7K-LOK és az LK dokkolása megint egy külön vargabetű volt – döntés született, hogy az LK "passzív" szereplője lesz a dokkolásnak, és a 7K-LOK (vagyis a Szojuz) fogja a dokkolási manővert végrehajtani. A dokkoláshoz nem a 7K-OK által megálmodott rendszert használták (azt teljesen külön fejlesztették, hála a tervezőirodák közötti rivalizálásának), hanem egy "sajátot". Ennél az LK tetején egy tányérszerű elemet helyeztek el, amelyben 108 darab hatszögletű nyílás volt, ezek közül valamelyikbe kellett a Szojuz orrán lévő 'Kontakt' dokkoló rúdjának beleakadnia, és így rögzíteni az LK-t addig, amíg az LK űrhajósa átszáll a Szojuzba.


A Krecset űrruha – kifejlesztése nem veszett kárba, később űrsétákhoz használták fel

Az LK születését is persze megnehezítette a tervezőirodák rivalizálása és az, hogy mindenki bele akart szólni az elképzelésekbe – amikor Jangel irodája bemutatta végleges terveket, Koroljov / Misin irodájának mérnökei nem fogadták el, miután 12 kg-mal eltérő tömeget számoltak. Hosszas viták után kiderült, hogy a túlnyomást biztosító gáz tömegét máshogy számolták a két irodában... Mivel a szovjet hadsereg is betekintést akart (lévén az indítóállásokat ők üzemeltették), a terveket a légierő mérnökeinek is megmutatták, akik elhűltek attól, hogy például a különféle csővezetékek és kábelek mindenféle borítás nélkül futottak a jármű külsején, vagy hogy a kabin aszimmetrikus kialakítással lett megalkotva – a tervezőmérnököknek kellett felvilágosítani őket arról, hogy a vákuumban működő űrhajó esetében az aerodinamikai törvényekre nem szükséges odafigyelni.

A legfontosabb elem viszont a hordozórakéta, az N1 volt....

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Hirdetés

Azóta történt

Előzmények

Hirdetés

Copyright © 2000-2018 PROHARDVER Informatikai Kft.