A Szojuz első tesztjei
2013.08.13. 09:00
Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:
Helytelen lenne túlértékelni a Cselomej és Koroljov közti rivalizálást, hiszen – ha a helyzet úgy kívánta – képesek voltak az összefogásra is, noha ez Cselomej részéről keserű szájízzel történhetett. Nem ez volt a helyzet Koroljov és Glusko kapcsolatában, akik valóban ellenségesen viszonyultak egymáshoz. Azzal, hogy a Hold megkerülésére szánt emberes program ugyanazt a D-blokkot használta felső rakétafokozat gyanánt a hozzá kapcsolódó kabinnal, a 7K-L-1-gyel együtt, a szovjet holdprogram végre kezdett némileg költség-hatékonnyá válni. Az 1965. decemberében létrejött egyezség nem kevesebb, mint tizennégy L-1 űrhajó gyártását irányozta elő, közülük hetet legénység nélküli tesztekhez kívántak felhasználni, négyet pedig a Hold megkerülésére – immár legénységgel a fedélzetükön.
Mindkét orosz holdűrhajó – az L-1 Zond és a LOK is – a Szojuz űrhajóval állt rokonságban, ami viszont a Szojuz-komplexum 1962-64 közti tervein alapult. Az L-1 Zond és az LOK küldetéseit szoros, mondhatni intim szálak fűzték a Szojuzhoz.
A Zond őse: a Szojuz
A Szojuz alapverziója 7,13 méter hosszú, 2,72 méter széles, lakótere pedig 10,5 m3 térfogatú volt. A start pillanatában 6800 kg-ot nyomott, a visszatérő egység súlya 2800 kg-ot tett ki. A Szojuz három részből állt: a műszaki egységből, a visszatérő egységből és a keringőmodulból. A műszaki egységben kaptak helyet a fékezőrakéták és a manőverezést szolgáló hajtóművek, az üzemanyag, a napelem-szárnyak és az ellátmány. A makkalakú visszatérő egységben ültek a kozmonauták a start és a visszatérés idején, ebbe a tetején át lehetett belépni. Kerek ablakai voltak, és az ejtőernyőket tartalmazó blokk, valamint három, méretre szabott ülés képezte a felszerelését. A szinte teljesen szabályos gömbalakú keringőmodul a visszatérő egység elejéhez csatlakozott, benne az űrséta során használatos ajtóval, illetve a tárolórekeszekkel, amikben az élelmet, a műszereket és a tudományos kísérleteket helyezték el.
Mivel jóval szellősebb volt, a kozmonauták a túlzsúfolt visszatérő egység helyett inkább ebben tartózkodtak. A Szojuzból a dokkoláshoz egy periszkóp állt ki, ezen kívül két sirályalakú napelemtábla és antennák voltak rajta. A dokkolószonda az elején volt, amit villogókkal és jelzőfényekkel szereltek fel. A Szojuz legtetejére került a mentőrakéta. Alapesetben ez a start után 2 perc 40 másodperccel vált le, feladata a Szojuz elmenekítése volt, ha a rakéta irányíthatatlanná vált volna. Egy szilárd üzemanyagú rakétahajtóműve volt, ami tizenkét, egyenlő távolságra lévő fúvókában végződött: ezekkel öt másodperces működése során 800 000 N tolóerőt tudott kifejteni.
A Szojuz első tesztjei nem voltak bíztatóak. A legelső tesztre 1966. november 28-án került sor a Kozmosz-133 küldetés keretében. A Kozmosz-133-nak egy másik, egy nappal később elstartoló Szojuzhoz kellett volna dokkolnia, ez utóbbit azonban törölték, mivel a Kozmosz-133-nél helyzetszabályozási problémák adódtak. A Kozmoszt nem lehetett a légkörbe lépéshez megfelelő helyzetbe állítani, és inkább megsemmisítették, mert attól tartottak, hogy Kína területére érkezik. Az egy hónappal későbbi, második teszt alkalmával a rakéta nem szállt fel. Amikor a rakétát körülvevő állványzat hátralendült, a kabin véletlenül megbillent.
Emiatt aztán a mentőrakéta működésbe lépett, a felső rakétafokozat pedig kigyulladt, majd felrobbant – ezzel elpusztítva az indítóállást is. A balesetben egy ember halt meg, de sokkal több halálos áldozata is lehetett volna. A harmadik tesztre 1967. február 7-én került sor a Kozmosz-140 küldetése során. Egészen a légkörbelépésig minden rendben volt, ekkor azonban a szerelődugasz átégette magát a hőpajzson, és kárt okozott az űrhajó szerkezetében. De a folytatás még rosszabbul alakult: a kabin ugyanis az Aral-tengerbe érkezett, átszakította a jégpáncélt, és el is süllyedt (búvárok később 10 méter mélyről hozták fel).
A Holdat megkerülő űrhajó
2013.08.12. 09:00
Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:
A Holdat megkerülő küldetést Tyihonravov OKB-1-en belül működő 9. számú osztálya tervezte 1960-61 folyamán, majd 1962-64 tájékán ez vezetett a Szojuz-komplexum koncepciójához. 1964. augusztusában a Hold körberepülésének projektjét Vlagyimir Cselomej OKB-52-es tervezőirodája kapta meg. Egy LK (Luna Korabl) nevű űrhajót kívánt közvetlenül a Holdhoz juttatni Proton rakétája segítségével, ami akkoriban már majdnem teljesen elkészült. A nyugati elemzők előtt ismert volt a szovjetek azon törekvése, hogy legénységgel kerüljék meg a Holdat.
A holdraszállással ellentétben a Hold megkerüléséhez jóval kisebb teljesítményű rakéta, kevesebb eszköz és tesztelés szükségeltetett. Az égitest körberepülésének pszichológiai hatása, az izgatott tudósítások a holdi felszínéről, mégpedig elsőként oroszul, jelentős hatást gyakorolt volna a világ közvéleményére. Cselomej valószínűleg felismerte ezt.
Nem sokat tudni azonban Cselomej LK-terveiről. A kalugai Ciolkovszkij Múzeumban kiállított terven egy töltényalakú kabin látható. Az alapjánál két napelem-szárny, nyolc antenna, illetve a végén valamilyen műszaki egységgel található.
Az LK teljesen zárt rendszerű, Apollo-hoz hasonló parancsnoki és műszaki egységből állt: 7,27 méteres napelemtáblákkal, X-alakú antennákkal rendelkezett, 5,2 méter hosszú volt, súlya pedig valószínűleg 4 tonna lehetett. A kisméretű, 2,7 méteres, két tonnás kabin fedélzetén egy ember kerülhette volna meg a Holdat. Az UR-500K tetejére illesztve az egész űrhajó 46,7 méter magas lett volna. Az 1965 júliusában véglegesített terv megvalósítása fölöttébb lassan haladt, feltehetően azért, mert Cselomej energiáját – Koroljovhoz hasonlóan – más projektek kötötték le, esetében ez az Almaz űrállomás fejlesztése volt.
Vlagyimir Cselomej egy eredeti gondolkodású és nagy képzelőerővel megáldott tervező volt, aki számos zseniális tervvel és megoldással rukkolt elő. Könnyen lehet, hogy az LK is egy lehetett volna közöttük. Sok évvel 1984-ben bekövetkezett halála után még ma is érezhető a hatása. Az általa tervezett Proton még mindig üzemben van, sőt, egy új verziója is megszületett, a Proton-M. A Nemzetközi Űrállomás első modulja, az irányítóegység, vagyis a Zarja is Cselomej tervein alapult.
Cselomej LK-val kapcsolatos terve elméleti dilemma maradt. 1964 októberében, mindössze pár hónappal az augusztusi kormányhatározatot követően Nyikita Hruscsovot eltávolították a hatalomból. Hruscsov Cselomej nagy támogatója volt, főként azért, mert a szovjet hadsereg ballisztikus rakétaflottáját neki köszönhette.
Koroljov 1965-ben jelentős energiát fordított arra, hogy megpróbálja Cselomejt mindenestől kiszorítani a holdprogramból, és helyette az OKB-1 dolgozhasson ki egy integrált, a Hold megkerülését és a holdraszállást is magában foglaló programot, aminek szerinte gazdasági és szervezeti oldalról egyaránt több értelme volt. Végül 1965. október 25-én Koroljovnak sikerült visszavenni az LK-holdűrhajót a Cselomej tervezőirodától.
Koroljov alternatívája egy lecsupaszított Szojuz-űrhajó volt, amit ő 7K-L-1-nek hívott. Valószínűleg meggyőzhette a kormányt arról, hogy egy befejezés felé közelítő terv jobb választás mint az, ami épp csak lekerült a tervezőasztalról. Koroljovnak ugyanakkor nem sikerült Cselomejt teljes mértékben kiszorítania, mivel a kormány az UR-500-as további használata mellett döntött. Koroljovnak sikerült arról is meggyőzni a kormányt, hogy a Proton felső rakétafokozata a D-blokk legyen, amit akkoriban fejlesztettek az N-1 rakéta számára. Aztán december 31-én Koroljov és Cselojev hivatalosan is megállapodott ebben.
N-1: Rossz rakéta volt?!
2013.08.10. 09:00
Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:
Az N-1 esetében a fő gondot az alapos földi tesztelés hiánya okozta. A holdprogram ellen szólt a Szovjetunió jelentősen kisebb tartaléka, valamint a rossz szervezettség. A tervezők továbbra is alábecsülték a hajtóművekkel immár felszerelt rakétafokozatokban rejlő problémákat, és az ezek miatt fellépő vibrációt, rezonanciát, valamint mindezek hatását az üzemanyag-ellátás folytonosságára és a rakéta irányíthatóságára. A hajtóművek egyesével történő tesztelése, legyenek azok bármilyen jók is, kevés útbaigazítást nyújt ahhoz, hogy együtt majd miként fognak viselkedni. Még ott sem volt garantálható a siker, ahol együtt, a fokozatba szerelve tesztelték őket – amint azt az aprólékosan tesztelt Proton példája bizonyítja is.
Az űrprogramok szerte a világon tele vannak olyan rakétákkal, amiket elképesztően nehéz volt megszelídíteni: ilyen az amerikai Atlas és a Centaur, a kínai Feng Bao, az európai Europa és az indiai SLV. Még az olyan űrprogramoknak is csúnya meglepetésekben volt részük, amik múltbéli tapasztalatokból meríthettek – ez történt az európai Ariane esetében is. Mindezek fényében nehéz elhinni, hogy az alapos földi tesztelés nem járult volna hozzá az N-1 esélyeinek növeléséhez. A rakéta négy kudarca olyan problémákban gyökerezett, amiket átfogó földi teszteléssel be lehetett volna azonosítani. Mindez nem azt jelenti, hogy az N-1 rossz rakéta volt, hanem sokkal inkább arról van szó, hogy a Saturn-V volt kimagaslóan jó.
Vajon a rivális UR-700 és az R-56 jobb választás lett volna? A Cselomej által fejlesztett UR-700 akár be is jöhetett volna. Az ígéretes földi tesztekkel Cselomej helyesen rávilágított Koroljov megközelítésének egyik legnagyobb gyenge pontjára. Cselomej kiváló tervező volt, de emellett lassú is: Almaz űrállomását 1964-ben hagyták jóvá, de egészen 1973-ig nem készült el, és nincs okunk azt hinni, hogy a holdrakétát hamarabb megépítette volna.
Utólag visszatekintve, az orosz holdprogram talán jobban járt volna, ha a nagy RD-270-es hajtóművek használata mellett dönt, amit Glusko kezdett el fejleszteni. Ugyanakkor Koroljov valószínűleg helyesen ítélte meg, hogy az RD-270-esek fejlesztése számtalan földi létesítmény kialakítását igényelte volna, és ez túl sokáig tartott volna. Koroljov az idővel versenyt futva arra a következtetésre jutott, hogy inkább egy már kipróbált és letesztelt rendszert használ, még akkor is, ha ez 30 hajtóművet jelentett. Koroljov N-1-ese felbocsátását illetően mindig versenyt futott az idővel, hiszen egyrészt a forrásokért a minisztériumokkal kellett közelharcot vívnia, másrészt örökké Szamarába, Leningrádba és Bajkonurba kellett utaznia, hogy a dolgokat egyáltalán mozgásban tartsa. Koroljov azt gondolhatta, hogy már akkor is szerencsésnek mondható, ha csak egyetlenegy N-1 startja összejön, hiszen ebben az esetben a politikai vezetés talán biztosította volna azokat a forrásokat, amikre a projekt sikeréhez feltétlenül szükség volt.
Egy működőképes N-1 rakétával az orosz holdraszállás valamikor valóban kivitelezhető lett volna. Másrészt, ha az oroszok eltekintettek volna a holdraszállástól, akkor egy hatalmas rakétával rendelkeztek volna, amivel egy nagyon nagy űrállomást bocsáthattak volna fel a világűrbe. Ekkoriban sok ehhez hasonló tervet fontolgattak. Az 1986 és 2001 között üzemelő, kisebbfajta MIR-űrállomás helyett még a nyolcvanas évek előtt egy nagy űrállomást is pályára lehetett volna állítani, mégpedig olyan nagyot, mint amilyen a Nemzetközi Űrállomás. Az N-1 törlése nem csak a szovjet emberes holdraszállás végét jelentette, de nagy hatással volt arra is, hogy ezután milyen irányt vett az űrkutatás.
N-1 kontra Saturn-V
2013.08.09. 09:00
Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:
Az első komplett N-1 rakétát Szamarában, 1967 februárjában kezdték el gyártani. 1967 szeptemberében két tesztmodell fejlesztése már nagyon előrehaladott állapotban volt. Az első N-1-est 1968. május 7-én gurították ki az indítóálláshoz. Addigra már kitűzték az első N-1 indításának dátumát, erre a terv szerint még az év hátralevő részében került volna sor. Ekkor azonban az első rakétafokozat tartályain repedéseket vettek észre, így június 10-12. között az egész rakétát visszaszállították a szerelőcsarnokba. Ez elég nagy csúszást okozott a menetrendhez képest, és egyben azt is jelentette, hogy az N-1 1968-ban nem szállhatott fel.
Annak érdekében, hogy ne vesztegessenek el még több időt, az N-1 modelljét vitték ki az indítóállásra, és augusztustól októberig ennek segítségével tesztelték az indítóállást. Ez az időszak az amerikai kémműholdak nagy lehetősége volt, hogy jó fényviszonyok közepette is lefényképezzék a hordozórakétát, amit ezt követően már elkezdhettek lemodellezni. De valószínűleg még az amerikaiak fejlett fényképezési technikája sem volt elég jó minőségű ahhoz, hogy 150 km magasságból egyértelműen kiderüljön: vajon egy modell vagy már az igazi rakéta látható-e a felvételeken.
Nem sokan hasonlították össze a Saturn V-öst az N-1-essel. Egyikük Berry Sanders volt, aki az alábbi eredményre jutott:
- A Saturn-V meredekebb pályán repült az N-1-eshez képest, ami hamarabb fordult az oldalára.
- A Saturn-V méretesebb volt, és nagyobb teljesítményű. A Saturn-V első rakétafokozata teletankolva 2244 tonnát nyomott, az N-1 esetében ugyanez 1875 tonnát tett ki. A Saturn-V-nél a felszállás oroszlánrészét a hidrogénnel üzemelő második fokozat végezte, míg az N-1-nél ez a három rakétafokozat közt azonos arányban oszlott meg. A hidrogén használata határozott előnyt jelentett az amerikaiak számára.
- A Saturn-V 117 tonna hasznos terhet tudott pályára állítani, az N-1 95 tonnát. Ugyanakkor az N-1 jelentékeny hátrányban volt amerikai társához képest, ha számításba vesszük, hogy egy olyan északra található indítóállásról, mint amilyen Bajkonur, 51 fokos inklínációjú pályára kellett állnia. Ha az N-1-et Cape Canaveralről indították volna, 104 tonnát lehetett volna vele pályára állítani.
Az N-1 értékelése kemény dió. Első pillantásra katasztrofális rakétának tűnhet, mivel négyből négyszer felrobbant. Ezzel szemben a Saturn-V a mérnökök megvalósult álma volt: 13 alkalommal repült, és mind a tizenháromszor sikerrel járt (nem mintha az összes start zökkenőmentes lett volna, de a végén mind pályára állt). Amikor aztán a programot lefújták, Kuznyecov saját szakállára tovább finomította az NK-33-as hajtóművet. Elhatározta, hogy egy 20360 másodpercig tartó üzemtesztnek veti alá. A hajtómű tökéletesen működött. Egy másik alkalommal tizennégy hajtóművet összesen 14000 másodpercig tesztelt. Az NK-33-at Misin főkonstruktőr a valaha gyártott legjobb rakétahajtóműnek tartotta.
Valentin Glusko 1974-ben elrendelte a hajtóművek megsemmisítését, erre azonban Kuznyecov mérnökeit nem vitte rá a lélek. A hajtóműveket egy raktárba rejtették el, aminek bejáratára egy nagy, nukleáris veszélyre figyelmeztető koponya-lábszárcsontot tűztek ki abban a reményben, hogy így megóvják a hajtóműveket a kíváncsiskodó tekintetektől. Így is történt. A hajtóművek 20 évig porosodtak, amikor merő véletlenül fedezték fel őket. A Szamarába látogató amerikai mérnökök nem hittek a szemüknek: holdrakéta-hajtóművek százai sorakoztak katonás rendben.
Az amerikai Aerojet nevű vállalat azonnal megvásárolt közülük kilencven darabot 450 millió dollárért, majd azokat 1995-ben a kaliforniai Sacramentoban lévő üzemükbe küldték tesztelésre és elemzésre. Aggódtak, hogy nem lesz könnyű begyújtani az 1974 óta tárolt hajtóműveket. Két tesztre – egy 40 másodpercesre és egy 200 másodpercesre – került sor, ennek során semmiféle probléma nem merült fel. Az Aerojet értékelése szerint a megtalált hajtómű bármilyen más amerikai hajtóműnél 10%-kal nagyobb teljesítményre volt képes, és egyik ámulatból a másikba estek egyszerű kivitelezése, kis súlya és alacsony gyártási költségei láttán. A hidrogén üzemanyagú felső rakétafokozat – ezt eredetileg az N-1 későbbi verziójára szánták – több mint 25 évvel később az indiai GSLV hordozórakéta felső fokozata lett.
A negyedmérföldes árnyék
2013.08.08. 09:00
Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:
A Gázdinamikai Laboratóriummal összehasonlítva Kuznyecov OKB-276-os irodája igencsak szegényes körülmények között működött, és amikor megnyerte a holdrakéta építésére szóló szerződést, híján volt minden, rakétahajtóművel kapcsolatos tesztlétesítménynek. Koroljov elzárkózott az átfogó földi teszteléstől, és sosem próbálta ki külön a felső fokozatot, mivel ezt merő pazarlásnak tekintette (az amerikaiak ezt másképp látták). Mivel Koroljov szerint az NK összes hajtóműve nagyon hasonló volt egymáshoz, úgy vélte: ha külön-külön megfelelően tesztelik azokat, a rakétafokozatba szerelve is működniük kell majd.
Azon az állásponton volt, hogy a KORD-rendszernek a menetközben felmerülő problémákkal meg kell birkóznia, és a rakétába beépített redundancia miatt elkerülhető a katasztrofális hiba. Ezzel szemben az összes hajtómű-tervező mérnök egyetért abban, hogy a kimerítő földi teszteléssel régi és új hibákat egyaránt fel lehet tárni, ami megéri a befektetést. Az N-1-et olyan várakozás előzte meg, hogy a program nem bírt volna ki több katasztrofális kimenetelű kudarcot (ahogy valóban nem is élte túl).
Az első rakétafokozat összes hajtóművének bevonásával megtartott közös földi tesztekre sem került sor, akár a KORD-rendszerrel, akár nélküle. De tévedés azt hinni, hogy egyáltalán nem léteztek földi tesztek. Épp ellenkezőleg, a Szovjetunió legnagyobb rakétatesztelő központja Zagorszkban (most Szergejev Posad) volt, ahol amúgy 1967-68 folyamán alaposan tesztelték a hajtóműveket. Az első hajtómű tesztelése 1967 szeptemberében kezdődött. Az NK hajtóműveit egy állványzatra rögzítették, és sokáig tesztelték. A második, harmadik, negyedik és ötödik fokozatokat külön-külön egyesével ellenőrizték, de ez természetesen nem terjedt ki az egész első fokozatra. A hajtóművek hasonlósága miatt joggal reménykedhettek abban, hogy az első fokozatban nem merülhetnek fel komoly problémák. Az N-1 első repülésére a hajtóművek 100 000 másodpercnyi földi tesztelésen voltak túl.
Végül aztán az 1964. augusztusi kormányhatározattal elérkezett a nagy pillanat. Az első N-1-es indítóállást a következő hónapban, szeptemberben kezdték el építeni. Miután a tervrajzokat 1964. december 30-án elfogadták, a kormány 1965. január 26-án egy újabb határozatot adott ki, amiben tizenhat N-1 rakéta megépítését rendelte el. 1966 februárjában kezdték meg a második, az elsővel szomszédos indítóállást építeni. Az első N-1-es 1966 novemberében érkezett meg Bajkonurba, az első indítóállás pedig 1967. augusztusára készült el. Az N-1 makettjét 1967. november 25-én gurították ki rá. Ez bölcs előrelátásról tanúskodott, mivel számos problémával járt a modell indítóállásra illesztése, és összekapcsolása az üzemanyagfeltöltő rendszereivel. Ezek megoldása egy évet vett igénybe. Két hét múlva, december 11-én egy amerikai Corona fényképező kémműhold kiszűrta az N-1 makettjét. A felvétel késő délután készült, a rakéta negyedmérföldes árnyéka láttán pedig Washingtonban félreverték a harangot.
Az indítóállások megépítése a valaha volt legnagyobb vállalkozásnak számított Bajkonurban. Betonból készültek, alattuk pedig lángelvezető árkokat vájtak ki a földből. A két indítóállást 500 méterre építették egymástól. Mindkettőhöz egy-egy 145 méter magas, elforgatható kiszolgálótorony valamint egy-egy 42 méter mély lángelvezető akna tartozott. A tornyok az üzemanyagot a köztük lévő tárolóból kapták. Az indítóállás és a hangár között két vasúti vágányt építettek. Ezeken két dízelmozdony szállította egymással szinkronban az üres N-1-et az indítóálláshoz. Amikor odaértek, egy hatalmas darus emelőszerkezet a rakétát függőleges helyzetbe állította. Az N-1-est az addig Bajkonurban épített legnagyobb létesítményben szerelték össze. Ez egy 240 méter hosszú és 190 méter széles, hatalmas hangár volt, aminek magassága 30 és 60 méter között változott, benne két felső és három alsó szerelőöblöt alakítottak ki.
A Holdkutató Bizottság, vagy más néven LEK, ekkor munkához látott, és az N-1-es terveit 1966. november 16-án Keldis irányítása alatt újra áttanulmányozták. Az 1967. február 4-i holdprogramról szóló kormányhatározat tartalmazta az N-1 első tizenkét repülésének ütemezését. Ez nem csak ambiciózus volt, hanem teljesen irreális: egy legénység nélküli tesztrepülést tűztek ki 1967 szeptemberére (nagyjából egyidőben az amerikai Saturn V-össel), amit egy emberes holdraszállás követett volna 1968 szeptemberében.