„… V dávnych dobách ľudia pozerali na oblohu, aby medzi súhvezdiami videli obrazy svojich hrdinov. Od tej doby sa veľa zmenilo: ľudia z mäsa a kostí sa stali našimi hrdinami. Ostatní budú nasledovať a určite si nájdu cestu domov. Ich hľadanie nebude márne. Títo ľudia však boli prví a v našich srdciach zostanú prví. Odteraz si každý, kto by nespúšťal zrak z Venuše, bude pamätať, že malý kútik tohto mimozemského sveta navždy patrí ľudstvu. “
- Príhovor prezidenta Baracka Obamu venovaný 40. výročiu odoslania misie s posádkou na Venušu, M. Canaveral, 31. októbra 2013
V tomto momente môžete len pokrčiť ramenami a úprimne priznať, že k Venuši nikdy neletel človek. A samotný „prejav prezidenta Obamu“je len úryvkom z pripraveného prejavu R. Nixona v prípade smrti astronautov vyslaných na dobytie Mesiaca (1969). Nešikovná inscenácia má však veľmi špecifické opodstatnenie. Takto NASA v 60. rokoch 20. storočia videla svoje ďalšie plány na prieskum vesmíru:
- 1973, 31. október - štart nosnej rakety Saturn -V s ľudskou misiou k Venuši;
- 1974, 3. marca - prechod lode blízko Rannej hviezdy;
- 1974, 1. december - návrat zostupového modulu s posádkou na Zem.
Teraz to vyzerá ako sci -fi, ale potom, pred polstoročím, boli vedci a inžinieri plní tých najtrúfalejších plánov a očakávaní. Majú v rukách najsilnejšiu a najdokonalejšiu technológiu na dobytie vesmíru, vytvorenú v rámci lunárneho programu „Apollo“a automatické misie na štúdium slnečnej sústavy.
Nosná raketa Saturn V je doposiaľ najvýkonnejšou nosnou raketou vyrobenou ľuďmi, pričom hmotnosť štartu presahuje 2900 ton. A hmotnosť užitočného zaťaženia vypusteného na obežnú dráhu Zeme môže dosiahnuť 141 ton!
Odhadnite výšku rakety. 110 metrov - od 35 -poschodovej budovy!
Ťažká 3 -miestna vesmírna loď „Apollo“(hmotnosť veliteľského priestoru - 5500 … 5800 kg; hmotnosť servisného modulu - až 25 ton, z toho 17 ton paliva). Práve táto loď mala byť použitá na to, aby sa dostala mimo obežnú dráhu Zeme a preletela k najbližšiemu nebeskému telu - k Mesiacu.
Horný stupeň S-IVB (tretí stupeň Saturn-V LV) s opakovane použiteľným motorom, ktorý slúžil na štart kozmickej lode Apollo na referenčnú obežnú dráhu okolo Zeme a potom na letovú dráhu na Mesiac. Horný stupeň s hmotnosťou 119,9 ton obsahoval 83 ton tekutého kyslíka a 229 000 litrov (16 ton) kvapalného vodíka - 475 sekúnd pevného ohňa. Ťah je milión newtonov!
Vesmírne komunikačné systémy dlhého dosahu, ktoré zaisťujú spoľahlivý príjem a prenos údajov z kozmických lodí na vzdialenosti stoviek miliónov kilometrov. Rozvoj dokovacej technológie vo vesmíre je kľúčom k vytvoreniu orbitálnych staníc a k zostaveniu ťažkých vesmírnych lodí s posádkou na lety na vnútorné a vonkajšie planéty slnečnej sústavy. Vznik nových technológií v mikroelektronike, materiálovej vede, chémii, medicíne, robotike, prístrojovom vybavení a ďalších príbuzných odboroch znamenal nevyhnutný bezprostredný prielom v prieskume vesmíru.
Pristátie muža na Mesiaci nebolo ďaleko, ale prečo nevyužiť dostupnú technológiu na odvážnejšie expedície? Napríklad - pilotovaný prelet Venuše!
Ak budeme úspešní, mali by sme - prvýkrát v celej ére našej civilizácie - šťastie, že uvidíme ten vzdialený, tajomný svet v blízkosti Rannej hviezdy. Kráčajte 4000 km nad oblačnosťou Venuše a rozpustite sa v oslnivom slnečnom svetle na druhej strane planéty.
Vesmírna loď Apollo - S -IVB v blízkosti Venuše
Už na ceste späť sa astronauti zoznámia s Merkúrom - planétu uvidia zo vzdialenosti 0,3 astronomických jednotiek: 2 krát bližšie ako pozorovatelia zo Zeme.
1 rok a 1 mesiac na voľnom priestranstve. Cesta je dlhá pol miliardy kilometrov.
Realizácia prvej medziplanetárnej expedície v histórii bola plánovaná s využitím výlučne existujúcich technológií a vzoriek raketovej a vesmírnej technológie vytvorenej v rámci programu Apollo. Takáto zložitá a zdĺhavá misia by si samozrejme vyžadovala množstvo neštandardných rozhodnutí pri výbere rozloženia lode.
Napríklad stupeň S-IVB po vyhorení paliva musel byť vetraný a potom použitý ako obývaný priestor (mokrá dielňa). Myšlienka premeny palivových nádrží na obytné miestnosti pre astronautov vyzerala veľmi atraktívne, najmä vzhľadom na to, že „palivo“znamená vodík, kyslík a ich „toxickú“zmes H2O.
Hlavný motor kozmickej lode Apollo mal byť nahradený dvoma raketovými motormi na kvapalné palivo z pristávacieho stupňa lunárneho modulu. S rovnakým ťahom to malo dve dôležité výhody. Po prvé, zdvojenie motorov zvýšilo spoľahlivosť celého systému. Po druhé, kratšie dýzy uľahčili návrh tunela adaptéra, ktorý neskôr astronauti použili na navigáciu medzi veliteľským modulom Apollo a obytnými časťami vo vnútri S-IVB.
Tretí dôležitý rozdiel medzi „Venusianskou kozmickou loďou“a obvyklým zväzkom S-IVB-Apollo je spojený s malým „oknom“na zrušenie štartu a návrat modulu veliteľskej služby na Zem. V prípade porúch v hornom stupni mala posádka lode niekoľko minút na to, aby zapla brzdiaci motor (pohonný raketový motor kozmickej lode Apollo) a pokračovala v spiatočnom kurze.
Rozloženie kozmickej lode Apollo v spojení s horným stupňom S-IVB. Vľavo je základný odletový stupeň s nabitým „lunárnym modulom“. Vpravo - pohľad na „venušanskú loď“v rôznych fázach letu
Výsledkom bolo, že ešte PRED začatím akcelerácie na Venušu bolo potrebné vykonať oddelenie a dokovanie systému: Apollo sa oddelilo od S-IVB, „prepadlo“sa nad jeho hlavou a potom bolo zakotvila s horným stupňom zo strany príkazového modulu. Súčasne bol hlavný motor Apolla orientovaný von, v smere letu. Nepríjemnou črtou tejto schémy bol neštandardný účinok preťaženia na telá astronautov. Keď bol motor horného stupňa S -IVB zapnutý, astronauti lietali doslova s „očami na čele“- preťaženie ich, namiesto stlačenia, naopak „vytiahlo“zo sedadiel.
Uvedomujúc si, aká ťažká a nebezpečná je taká expedícia, bolo navrhnuté pripraviť sa na let do Venuše v niekoľkých fázach:
- skúšobný let okolo Zeme sondy Apollo s ukotveným hmotnostným a rozmerovým modelom S-IVB;
- ročný let posádky klastra Apollo- S-IVB na geostacionárnej dráhe (vo výške 35 786 km nad zemským povrchom).
A až potom - štart k Venuši.
Orbitálna stanica „Skylab“
Čas plynul, počet technických problémov rástol a rovnako aj čas potrebný na ich riešenie. „Lunárny program“drasticky zničil rozpočet NASA. Šesť pristátí na povrchu najbližšieho nebeského telesa: priorita dosiahnutá - americká ekonomika nemohla viac ťahať. Kozmická eufória šesťdesiatych rokov minulého storočia dospela k logickému záveru. Kongres stále viac krátil rozpočet na štúdium Národnej agentúry pre letecký priemysel a nikto nechcel ani počuť o žiadnych veľkolepých letoch s posádkou na Venušu a Mars: automatické medziplanetárne stanice zvládli štúdium vesmíru vynikajúco.
Výsledkom bolo, že v roku 1973 bola stanica Skylab vypustená na obežnú dráhu blízko Zeme namiesto klastra Apollo-S-IVB. Fantastický dizajn, ktorý mnoho rokov predbehol dobu - stačí povedať, že jeho hmotnosť (77 ton) a objem obytných priestorov (352 kubických metrov) boli 4 -krát vyššie ako rozmery jeho rovesníkov - sovietske orbitálne stanice Saljut / Séria Almaz …
Hlavné tajomstvo SkyLab: bolo vytvorené na základe úplne tretej etapy S-IVB nosnej rakety Saturn-V. Na rozdiel od lode Venuša však vnútro Skylabu nikdy nebolo použité ako palivová nádrž. Skylab bol okamžite vynesený na obežnú dráhu s kompletným súborom vedeckého vybavenia a systémov na podporu života. Na palube bolo 2 000 libier jedla a 6 000 libier vody. Stôl je prestretý, je čas prijímať hostí!
A potom to začalo … Američania čelili takému toku technických problémov, že prevádzka stanice sa ukázala byť prakticky nemožná. Systém napájania bol mimo prevádzky, tepelná bilancia bola narušená: teplota vo vnútri stanice stúpla na + 50 ° Celzia. Na nápravu situácie bola do Skylabu naliehavo vyslaná expedícia troch astronautov. Počas 28 dní strávených na palube pohotovostnej stanice otvorili zaseknutý panel solárneho panelu, na vonkajší povrch namontovali „štít“chrániaci teplo a potom pomocou motorov vesmírnych lodí Apollo orientovali Skylab do takého uhla, že povrch trupu osvetlený Slnkom mal minimálnu plochu.
Skylab. Tepelný štít nainštalovaný na vzperách je dobre viditeľný
Stanica bola nejakým spôsobom uvedená do prevádzkyschopného stavu, začala fungovať palubná observatória v oblasti röntgenových a ultrafialových lúčov. S pomocou zariadenia Skylb boli objavené „diery“v slnečnej koróne a boli uskutočnené desiatky biologických, technických a astrofyzikálnych experimentov. Okrem „brigády na opravu a obnovu“navštívili stanicu ďalšie dve expedície - v trvaní 59 a 84 dní. Neskôr bola rozmarná stanica zastavená.
V júli 1979, 5 rokov po poslednej ľudskej návšteve, vstúpil Skylab do hustej atmosféry a zrútil sa nad Indickým oceánom. Časť trosiek padla na územie Austrálie. Príbeh posledného predstaviteľa éry „Saturn-V“sa teda skončil.
Sovietsky TMK
Je zvláštne, že sa na podobnom projekte pracovalo aj u nás: od začiatku 60. rokov minulého storočia má OKB-1 dve pracovné skupiny pod vedením G. Yu. Maximov a K. P. Feoktistov vyvinul projekt pre ťažkú medziplanetárnu kozmickú loď (TMK), aby vyslal expedíciu s posádkou na Venušu a Mars (štúdium nebeských telies z dráhy letu bez pristátia na ich povrchu). Na rozdiel od Yankees, ktorí sa pôvodne snažili úplne zjednotiť systémy aplikačného programu Appolo, Sovietsky zväz vyvinul úplne novú loď so zložitou štruktúrou, jadrovú elektráreň a elektrické prúdové (plazmové) motory. Odhadovaná hmotnosť odletového stupňa kozmickej lode na obežnej dráhe Zeme mala byť 75 ton. Jediné, čo spájalo projekt TMK s domácim „lunárnym programom“, bola superťažká nosná raketa N-1. Kľúčový prvok všetkých programov, od ktorých záviseli naše ďalšie úspechy vo vesmíre.
Štart TMK -1 na Mars bol naplánovaný na 8. júla 1971 - počas dní Veľkej konfrontácie, keď sa Červená planéta približovala k Zemi čo najbližšie. Návrat expedície bol naplánovaný na 10. júla 1974.
Obe verzie sovietskej TMK mali komplexný vstrekovací algoritmus na obežnú dráhu - „ľahšia“verzia kozmickej lode navrhnutá pracovnou skupinou Maximova umožňovala vypustenie bezpilotného modulu TMK na obežnú dráhu Zeme, po ktorej pristála trojčlenná posádka. kozmonauti dodávaní do vesmíru v jednoduchej a spoľahlivej „únii“. Feokistovova verzia poskytla ešte sofistikovanejšiu schému s niekoľkými štartmi N-1 s následnou montážou vesmírnej lode do vesmíru.
V priebehu prác na TMK bol vykonaný kolosálny komplex štúdií na vytvorenie systémov na podporu života pre uzavretý cyklus a regeneráciu kyslíka, boli diskutované otázky radiačnej ochrany posádky pred slnečnými erupciami a galaktickým žiarením. Veľká pozornosť bola venovaná psychologickým problémom pobytu človeka v uzavretom priestore. Superťažká nosná raketa, využitie jadrových elektrární vo vesmíre, najnovšie (v tom čase) plazmové motory, medziplanetárna komunikácia, algoritmy na dokovanie a vykladanie viac tonových častí lodí na obežnej dráhe blízko Zeme-TMK sa objavila pred svojimi tvorcami vo forme extrémne komplexného technického systému, ktorý je prakticky nemožné implementovať pomocou technológie 60. rokov minulého storočia.
Koncepčný návrh ťažkej medziplanetárnej kozmickej lode bol zmrazený po sérii neúspešných štartov „lunárneho“N-1. V budúcnosti bolo rozhodnuté upustiť od rozvoja TMK v prospech orbitálnych staníc a ďalších realistickejších projektov.
A šťastie bolo tak blízko …
Napriek prítomnosti všetkých potrebných technológií a zdanlivej jednoduchosti letov k najbližším nebeským telesám bol pilotovaný prelet Venuše a Marsu v 60. rokoch minulého storočia nad sily slávnych dobyvateľov vesmíru.
Teoreticky bolo všetko relatívne dobré: naša veda a priemysel dokázali obnoviť takmer akýkoľvek prvok ťažkej medziplanetárnej lode a dokonca ich vypustiť oddelene do vesmíru. V praxi však sovietski špecialisti na raketový a vesmírny priemysel, podobne ako ich americkí kolegovia, čelili takému obrovskému množstvu neriešiteľných problémov, že projekt TMK bol dlhé roky zakopávaný „pod hlavičkou“.
Hlavným problémom pri vytváraní medziplanetárnych kozmických lodí, ako teraz, bola SPOĽAHLIVOSŤ takéhoto systému. A s tým boli problémy …
Dokonca aj dnes, so súčasnou úrovňou vývoja mikroelektroniky, elektrických prúdových motorov a ďalších špičkových technológií, vyslanie expedície s posádkou na Červenú planétu vyzerá prinajmenšom ako riskantné, ťažko splniteľné a hlavne príliš nákladné poslanie takéhoto projektu vykonávať v realite. Aj keď sa pokus o pristátie na povrchu Červenej planéty upustí, dlhodobý pobyt osoby v stiesnených priestoroch vesmírnej lode spojený s potrebou oživiť superťažké nosné rakety núti moderných špecialistov nakresliť jednoznačný záver: s existujúcou úrovňou technológie sú misie s posádkou na najbližšie planéty „pozemskej skupiny“prakticky nemožné.
Vzdialenosť! Všetko je to o kolosálnych vzdialenostiach a čase, ktorý je potrebný na ich prekonanie.
Skutočný prelom nastane až vtedy, keď budú vynájdené motory s vysokým ťahom a nemenej vysokým špecifickým impulzom, ktoré zaistia zrýchlenie lode na rýchlosť stoviek km / s v krátkom časovom období. Vysoká rýchlosť letu automaticky odstráni všetky problémy s komplexnými systémami podpory života a dlhodobým pobytom expedície v rozľahlosti vesmíru.
Riadiaci a servisný modul Apollo
