„… În cele mai vechi timpuri, oamenii priveau spre cer pentru a vedea imaginile eroilor lor printre constelații. S-au schimbat multe de atunci: oamenii din carne și sânge au devenit eroii noștri. Alții vor urma și cu siguranță își vor găsi drumul spre casă. Căutările lor nu vor fi în zadar. Cu toate acestea, acești oameni au fost primii și vor rămâne primii în inimile noastre. De acum încolo, toți cei care nu și-ar fi fixat ochii asupra lui Venus își vor aminti că un colț minuscul al acestei lumi extraterestre aparține pentru totdeauna umanității.
- Discursul președintelui Barack Obama dedicat celei de-a 40-a aniversări a expedierii unei misiuni cu echipaj în Venus, M. Canaveral, 31 octombrie 2013
În acest moment, nu puteți decât să ridicați din umeri și să recunoașteți cu sinceritate că nu a existat niciodată un zbor cu echipaj către Venus. Iar „discursul președintelui Obama” în sine este doar un extras din discursul pregătit al lui R. Nixon în cazul morții astronauților trimiși să cucerească luna (1969). Cu toate acestea, punerea în scenă neîndemânatică are justificări foarte specifice. Acesta este modul în care NASA și-a văzut planurile de explorare a spațiului în anii 1960:
- 1973, 31 octombrie - lansarea vehiculului de lansare Saturn-V cu o misiune pilotată în Venus;
- 1974, 3 martie - trecerea navei lângă steaua dimineții;
- 1974, 1 decembrie - revenirea modulului de coborâre cu echipajul pe Pământ.
Acum pare a fi știință-ficțiune, dar apoi, acum o jumătate de secol, oamenii de știință și inginerii erau plini de cele mai îndrăznețe planuri și așteptări. Ei au în mâinile lor cea mai puternică și perfectă tehnologie pentru cucerirea spațiului, creată în cadrul programului lunar „Apollo” și misiuni automate de studiere a sistemului solar.
Vehiculul de lansare Saturn V este cel mai puternic vehicul de lansare creat de om vreodată, cu o masă de lansare care depășește 2900 de tone. Și masa sarcinii utile lansată pe orbita pământului scăzut ar putea ajunge la 141 de tone!
Estimați înălțimea rachetei. 110 metri - de la o clădire cu 35 de etaje!
Nave spațiale grele cu 3 locuri "Apollo" (greutatea compartimentului de comandă - 5500 … 5800 kg; greutatea modulului de serviciu - până la 25 de tone, din care 17 tone erau combustibil). Această navă ar fi trebuit să fie folosită pentru a depăși orbita pământului și a zbura către cel mai apropiat corp ceresc - Luna.
Etapa superioară S-IVB (a treia etapă a Saturn-V LV) cu un motor reutilizabil, folosit pentru a lansa nava spațială Apollo pe o orbită de referință în jurul Pământului și apoi într-o cale de zbor către Lună. Etapa superioară cântărind 119,9 tone conținea 83 de tone de oxigen lichid și 229.000 de litri (16 tone) de hidrogen lichid - 475 secunde de foc solid. Propulsia este de un milion de newtoni!
Sisteme de comunicații spațiale cu rază lungă de acțiune care asigură recepția și transmiterea fiabilă a datelor de la nave spațiale la distanțe de sute de milioane de kilometri. Dezvoltarea tehnologiei de andocare în spațiu este cheia pentru crearea de stații orbitale și pentru asamblarea navelor spațiale cu echipaj greu pentru zboruri către planetele interioare și exterioare ale sistemului solar. Apariția noilor tehnologii în microelectronică, știința materialelor, chimie, medicină, robotică, instrumentare și alte domenii conexe a însemnat o descoperire iminentă inevitabilă în explorarea spațiului.
Aterizarea unui om pe lună nu a fost departe, dar de ce să nu folosim tehnologia disponibilă pentru a efectua expediții mai îndrăznețe? De exemplu - un flyby pilotat de Venus!
Dacă vom avea succes, noi - pentru prima dată în întreaga eră a civilizației noastre - am fi norocoși să vedem acea lume îndepărtată și misterioasă în vecinătatea Stelei de dimineață. Mergeți la 4000 km deasupra acoperișului de nori al lui Venus și dizolvați-vă în lumina soarelui orbitoare de cealaltă parte a planetei.
Apollo - nava spațială S-IVB din vecinătatea lui Venus
Deja la întoarcere, astronauții se vor familiariza cu Mercur - vor vedea planeta de la o distanță de 0,3 unități astronomice: de 2 ori mai aproape decât observatorii de pe Pământ.
1 an și 1 lună în spațiu deschis. Calea are o lungime de jumătate de miliard de kilometri.
Implementarea primei expediții interplanetare din istorie a fost planificată folosind exclusiv tehnologii existente și probe de rachete și tehnologie spațială create în cadrul programului Apollo. Desigur, o astfel de misiune complexă și lungă ar necesita o serie de decizii nestandardizate atunci când se alege structura navei.
De exemplu, etapa S-IVB, după epuizarea combustibilului, a trebuit să fie ventilată și apoi utilizată ca compartiment locuit (atelier umed). Ideea de a transforma rezervoarele de combustibil în locuințe pentru astronauți părea foarte atractivă, mai ales având în vedere că „combustibil” însemna hidrogen, oxigen și amestecul lor „toxic” de H2O.
Motorul principal al navei spațiale Apollo trebuia să fie înlocuit cu două motoare cu rachete cu propulsie lichidă de la etapa de aterizare a modulului lunar. Cu aceeași forță, aceasta avea două avantaje importante. În primul rând, duplicarea motoarelor a sporit fiabilitatea întregului sistem. În al doilea rând, duzele mai scurte au facilitat proiectarea unui tunel adaptor care va fi folosit ulterior de astronauți pentru a naviga între modulul de comandă Apollo și locuințele din interiorul S-IVB.
A treia diferență importantă între „nava spațială Venusiană” și pachetul obișnuit S-IVB - Apollo este asociată cu o mică „fereastră” pentru anularea lansării și returnarea modulului de serviciu de comandă pe Pământ. În cazul unor defecțiuni în etapa superioară, echipajul navei a avut câteva minute pentru a porni motorul de frânare (propulsor cu rachetă al navei spațiale Apollo) și pentru a merge pe un traseu de întoarcere.
Dispunerea navei spațiale Apollo împreună cu etapa superioară S-IVB. În stânga este etapa de plecare de bază cu un „modul lunar” ambalat. Dreapta - o vedere a „navei Venusiene” în diferite etape ale zborului
Ca urmare, chiar ÎNAINTE de începerea accelerației către Venus, separarea și re-andocarea sistemului trebuiau efectuate: Apollo s-a separat de S-IVB, s-a „prăbușit” deasupra capului și după aceea a fost andocat cu treapta superioară din partea laterală a modulului de comandă. În același timp, motorul principal al lui Apollo era orientat spre exterior, în direcția zborului. O caracteristică neplăcută a acestei scheme a fost efectul nestandard al supraîncărcării asupra corpurilor astronauților. Când motorul etajului superior S-IVB a fost pornit, astronauții au zburat literalmente cu „ochii pe frunte” - supraîncărcarea, în loc să apese, dimpotrivă, i-a „scos” din scaune.
Realizând cât de dificilă și periculoasă este o astfel de expediție, s-a propus pregătirea zborului către Venus în mai multe etape:
- zbor de test în jurul Pământului navei spațiale Apollo cu o masă andocată și dimensiunea modelului S-IVB;
- un zbor cu pilotare de un an al grupării Apollo - S-IVB pe orbită geostaționară (la o altitudine de 35 786 km deasupra suprafeței Pământului).
Și numai atunci - începutul către Venus.
Stația orbitală "Skylab"
Timpul a trecut, numărul problemelor tehnice a crescut, la fel și timpul necesar pentru a le rezolva. „Programul lunar” a devastat drastic bugetul NASA. Șase aterizări pe suprafața celui mai apropiat corp ceresc: prioritate atinsă - economia SUA nu ar putea trage mai mult. Euforia cosmică din anii 1960 a ajuns la concluzia sa logică. Congresul a redus din ce în ce mai mult bugetul pentru studiul Agenției Naționale Aerospațiale și nimeni nu a vrut nici măcar să audă despre vreun zbor grandios cu echipă către Venus și Marte: stațiile interplanetare automate au făcut o treabă excelentă de a studia spațiul.
Drept urmare, în 1973, stația Skylab a fost lansată pe o orbită aproape de pământ, în locul clusterului Apollo - S-IVB. Un design fantastic, cu mulți ani înainte de vremea sa - este suficient să spunem că masa sa (77 tone) și volumul compartimentelor locuibile (352 metri cubi) erau de 4 ori mai mari decât cele ale colegilor săi - stațiile orbitale sovietice din Salyut / Seria Almaz …
Principalul secret al SkyLab: a fost creat pe baza celei de-a treia etape a S-IVB a vehiculului de lansare Saturn-V. Cu toate acestea, spre deosebire de nava Venus, interiorul lui Skylab nu a fost niciodată folosit ca rezervor de combustibil. Skylab a fost imediat lansat pe orbită cu un set complet de echipamente științifice și sisteme de susținere a vieții. La bord erau 2.000 de kilograme de mâncare și 6.000 de kilograme de apă. Masa este pregătită, este timpul să primiți oaspeți!
Și apoi a început … Americanii s-au confruntat cu un flux atât de mare de probleme tehnice, încât funcționarea stației sa dovedit a fi practic imposibilă. Sistemul de alimentare cu energie electrică era defect, echilibrul termic a fost perturbat: temperatura din stație a crescut la + 50 ° Celsius. Pentru a remedia situația, o expediție de trei astronauți a fost trimisă urgent la Skylab. În cele 28 de zile petrecute la bordul stației de urgență, au deschis panoul solar blocat, au montat un „scut” de protecție termică pe suprafața exterioară și apoi, folosind motoarele navei Apollo, au orientat Skylab într-un astfel de unghi încât suprafața corpului iluminat de Soare avea suprafața minimă.
Skylab. Ecranul termic instalat pe bretele este clar vizibil
Stația a fost într-un fel pusă în funcțiune, observatorul de la bordul razelor X și al razelor ultraviolete a început să funcționeze. Cu ajutorul echipamentului Skylb, au fost descoperite „găuri” în coroana soarelui și au fost efectuate zeci de experimente biologice, tehnice și astrofizice. Pe lângă „brigada de reparații și restaurări”, stația a fost vizitată de încă două expediții - cu o durată de 59 și 84 de zile. Mai târziu, stația capricioasă a fost bolnavă.
În iulie 1979, la 5 ani de la ultima vizită umană, Skylab a intrat în atmosfera densă și s-a prăbușit peste Oceanul Indian. O parte din resturi a căzut pe teritoriul Australiei. Așa că povestea ultimului reprezentant al erei „Saturn-V” s-a încheiat.
TMK sovietic
Este curios că la noi s-a lucrat la un proiect similar: de la începutul anilor 1960, OKB-1 are două grupuri de lucru sub conducerea G. Yu. Maximov și K. P. Feoktistov a dezvoltat un proiect pentru o navă spațială interplanetară grea (TMK) pentru a trimite o expediție pilotată pe Venus și Marte (studiul corpurilor cerești dintr-o cale de zbor fără să aterizeze pe suprafața lor). Spre deosebire de Yankees, care inițial au căutat să unifice complet sistemele programului de aplicație Appolo, Uniunea Sovietică a dezvoltat o navă complet nouă, cu o structură complexă, o centrală nucleară și motoare cu jet electric (cu plasmă). Masa estimată a etapei de plecare a navei spațiale pe orbita Pământului trebuia să fie de 75 de tone. Singurul lucru care a conectat proiectul TMK cu „programul lunar” intern a fost vehiculul de lansare super-greu N-1. Un element cheie al tuturor programelor de care depindeau succesele noastre în spațiu.
Lansarea TMK-1 pe Marte a fost programată pentru 8 iulie 1971 - în zilele Marii confruntări, când Planeta Roșie se apropie de Pământ cât mai aproape posibil. Întoarcerea expediției a fost planificată pentru 10 iulie 1974.
Ambele versiuni ale TMK sovietic aveau un algoritm de injecție complex pe orbită - versiunea „mai ușoară” a navei spațiale propusă de grupul de lucru al lui Maximov prevedea lansarea modulului fără pilot TMK pe orbita de pământ, urmată de aterizarea unui echipaj de trei persoane. cosmonauții livrați în spațiu într-o „Uniune” simplă și fiabilă. Versiunea Feokistov prevedea o schemă și mai sofisticată cu mai multe lansări N-1 odată cu asamblarea ulterioară a navei spațiale în spațiu.
În cursul lucrărilor la TMK, a fost realizat un complex colosal de studii pentru a crea sisteme de susținere a vieții pentru un ciclu închis și regenerarea oxigenului, au fost discutate probleme de protecție împotriva radiațiilor echipajului de la rachete solare și radiații galactice. S-a acordat multă atenție problemelor psihologice ale șederii unei persoane într-un spațiu restrâns. Vehicul de lansare super-greu, utilizarea centralelor nucleare în spațiu, cele mai recente motoare cu plasmă (la acea vreme), comunicații interplanetare, algoritmi de andocare-decuplare a pieselor navei de mai multe tone pe orbita apropiată a pământului - TMK a apărut în fața creatorilor săi sub forma unui sistem tehnic extrem de complex, practic imposibil de implementat cu ajutorul tehnologiei anilor 1960.
Designul conceptual al navei spațiale interplanetare grele a fost înghețat după o serie de lansări nereușite ale "lunar" N-1. În viitor, s-a decis abandonarea dezvoltării TMK în favoarea stațiilor orbitale și a altor proiecte mai realiste.
Și fericirea a fost atât de apropiată …
În ciuda prezenței tuturor tehnologiilor necesare și a simplității aparente a zborurilor către cele mai apropiate corpuri cerești, un zburat pilotat de Venus și Marte a fost dincolo de puterea glorioaselor cuceritoare ale spațiului în anii 1960.
În teorie, totul era relativ bun: știința și industria noastră puteau recrea aproape orice element al unei nave interplanetare grele și chiar să le lanseze separat în spațiu. Cu toate acestea, în practică, specialiștii sovietici din industria rachetelor și a spațiului, ca și omologii lor americani, s-au confruntat cu un număr atât de monstruos de probleme insolubile, încât proiectul TMK a fost îngropat „sub titlu” timp de mulți ani.
Problema principală în crearea navelor spațiale interplanetare, ca și acum, a fost FIABILITATEA unui astfel de sistem. Și au existat probleme cu asta …
Chiar și astăzi, odată cu nivelul actual de dezvoltare a microelectronicii, a motoarelor cu reacție electrică și a altor tehnologii hi-tech, trimiterea unei expediții pilotate pe Planeta Roșie pare cel puțin riscantă, dificil de îndeplinit și, cel mai important, o misiune excesiv de costisitoare pentru un astfel de proiect să se desfășoare în realitate. Chiar dacă încercarea de a ateriza pe suprafața Planetei Roșii este abandonată, șederea pe termen lung a unei persoane în compartimentele înghesuite ale navei spațiale, împreună cu necesitatea de a revigora vehiculele de lansare super-grele, obligă specialiștii moderni să atragă un concluzie fără echivoc: cu nivelul de tehnologie existent, misiunile pilotate pe cele mai apropiate planete ale „grupului terestru” sunt practic imposibile.
Distanţă! Este vorba de distanțele colosale și de timpul necesar pentru a le depăși.
O adevărată descoperire va avea loc numai atunci când sunt inventate motoare cu tracțiune ridicată și un impuls specific nu mai puțin mare, ceea ce va asigura accelerarea navei la o viteză de sute de km / s într-o perioadă scurtă de timp. Viteza mare de zbor va elimina automat toate problemele legate de sistemele complexe de susținere a vieții și de șederea pe termen lung a expediției în imensitatea spațiului.
Modul de comandă și service Apollo
