Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az 1960-as jóváhagyás ellenére az N-1 fejlesztése nagyon lassan haladt. A következő év elején Koroljov már panaszolta, hogy nem állnak rendelkezésére a szükséges források. Egy ponton aztán – 1962-ben – a kormány felfüggesztette a projektet, így az N-1 csak a tervezőasztalon létezhetett. A hajtómű kiválasztása az egész projekt kimenetelét befolyásolta. Koroljovnak egy ekkora rakétához jóval erősebb hajtóműre volt szüksége. Kerozinnal működő hajtóműveket javasolt az alsóbb fokozatokra, hidrogén üzemanyagú hajtóműveket pedig a felsőbb fokozatok számára. Ahogy az várható volt, Valentin Glusko OKB-456-os irodájához fordult, és arra kérte, hogy tervezze meg, és építse meg a szükséges hajtóműveket. Valentin Glusko egy sor hajtóművet javasolt az N-1 különböző rakétafokozatai számára: az RD-114-et, az RD-115-öt, az RD-200-at, RD-221-et, az RD-222-t és az RD-223-t. Ezek egyike sem volt elfogadható, mivel valamennyi salétromalapú volt – ez pedig szitokszónak minősült Koroljovnál.

Az ötletekből kifogyhatatlan Koroljov aztán a kjubisevi repülőgépgyárhoz fordult, ezen belül pedig Nyikolaj Kuznyecsovhoz. Hagyományos kerozinnal és folyékony oxigénnel üzemelő hajtóműveket kért tőle. Habár Kuznyecsovnak nem volt tapasztalata a rakétahajtóművek terén, OKB-276-os tervezőirodájával felkészültek volt arra, hogy belefogjanak a dologba. Ugyanakkor azzal is tisztában volt, hogy nem tud nagyteljesítményű hajtóműveket építeni, így egy sor visszafogott teljesítményű, kerozinnal üzemelő hajtóművel kellett beérnie. Tulajdonképpen tapasztalatlansága ellenére a hajtóművek végül rendkívül nagy teljesítményűek és könnyűek voltak, amik a kor legjobb tolóerő-tömeg arányával rendelkeztek.

A hajtóműveket Nyikolaj Kuznyecsov neve után NK-nak hívták. Az első rakétafokozatba NK-33-asok, a másodikba NK-43-asok kerültek. Nem volt sok különbség köztük, leszámítva, hogy az NK-43-at nagyobb magasságokra tervezték, és nagyobb volt a fúvókája. A forgómozgásról egy sor hajtómű gondoskodott. Például az első fokozat négy forgóhajtóművel rendelkezett, ezek mindegyike 7 tonna tolóerőt tudott kifejteni, és négy aerodinamikai stabilizátor segítette.

Az első fokozat a terv szerint 118 másodperccel a start után válik le 41,7 kilométer magasságban, ekkorra a rakéta 2317 m/s-mal repül. A második fokozat további két percig működne, amivel 110,6 kilométeres magasságig lehetne eljutni, sebessége ekkor 4970 m/s. Az ezt követően bekapcsoló harmadik fokozat a küldetés 583. másodpercéig üzemelne, ekkorra érné el az űrhajó a 300 kilométeres magasságot és a 7790 m/s sebességet. A holdirányú gyújtást a G-blokk hajtaná végre. Ezt egyetlen NK-31 hajtómű hajtaná, ami 480 másodpercig üzemel, és elindítja szállítmányát a Hold felé. Ezután a D-blokk háromszor lépne működésbe:

• Holdkörüli pályára állásnál (110 km)
• Holdkörüli pályakorrekció során (110 km-ről 16 kilométerrel)
• A Holdra ereszkedés közben

Az N-1 felső rakétafokozatait eredetileg úgy tervezték, hogy hidrogénnel működjenek. A hidrogén üzemanyagú hajtóművek eredete 1959-re tehető, és két tervezőirodához köthetőek: Arkip Ljulka OKB-165-os irodájához, illetve 1960-ban Alekszej Iszajev OKB-2-eséhez. A legnagyobb hajtóműtervező iroda Valentin Gluskoé volt, neki azonban nem volt ideje a hidrogén meghajtású fokozatok kifejlesztésére. 1961. májusában Koroljov Ljulkával egy 25 tonna tolóerejű, Iszajevvel pedig egy kicsi, 7 tonna tolóerejű hajtómű megépítésében állapodott meg. Kevesebb, mint két év alatt már elkészültek a hajtóművek műszaki specifikációi, előbbiekre 11D54 és 11D56 néven hivatkoztak. De a fejlesztés csak lassan haladt. Ebben a kritikus tényező a tesztlétesítmények hiánya volt. Mindkét iroda megpróbált bejutni a zagorszki tesztlétesítményre, itt azonban a katonai rakéták tesztelése élvezett elsőbbséget. Emiatt aztán egészen 1966-67-ig nem tudtak sort keríteni a szükséges tesztekre. 1964-re Koroljov már lemondott arról, hogy időben elkészülnek az N-1 hidrogén meghajtású hajtóművei, épp ezért jóval hagyományosabb utat választott.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az N-1 fejlesztése sok évig csigatempóban haladt. Az R-7-estől eltérően, amit akkoriban fejlesztettek ki, az N-1 katonai lehetőségeit nem lehetett pontosan meghatározni, és emiatt a hadsereg nem is kívánta a projektet támogatni. Ez a helyzet 1960. június 23-án változott meg, amikor az N-1-t a 715-296 számú, „Nagy teljesítményű hordozórakéták, műholdak, űrhajók építéséről és a kozmikus tér meghódításáról (1960-67)” című kormány- és párthatározat jóváhagyta. A szovjet űrkutatás kezdeti sikerein felbuzdulva, és az Egyesült Államok által a Saturn-hordozórakéta fejlesztéséről készített beszámoló ismeretében a szovjet kormány a párttal közös határozatot adott ki, amiben az N-1-hez hasonló nagy, 50 tonna teherbírású rakéták fejlesztését engedélyezték.

A határozat a folyékony hidrogén, ion, plazma és atommeghajtású rakéták fejlesztését is lehetővé tette. Az 1960-as határozat részét képezte az N-2 rakéta (ipari kód: 11A52) engedélyezése is, ami 75 tonna hasznos teher felemelésére képes, de ez a folyékony hidrogén, ion- plazma és nukleáris üzemanyaggal működő hajtóművek fejlesztésétől függött, és a távolabbi jövőt vázolta. Ugyanebben a határozatban javasolták a Hold és más bolygók körberepülését. Az N-1 kimondatlan célja a legénységgel történő marsutazás megvalósítása, majd azt követően a Földre való visszatérés volt.

Az ehhez hasonló lehetőségek számbavételével egy mérnökcsoport foglalkozott Gleb Jurij Makszimov vezetésével a 9. számú részlegnél, Mihail Tyihonravov felügyelete alatt. Nem terveztek landolást, csak egy éves, bolygót megkerülő küldetést. Makszimov 1959-61 között írt tanulmányaiban egy nehézsúlyú bolygóközi rakétát vizionált, a TMK-t. Ez egy szál százszorszéphez hasonlított (nukleáris erőművel az egyik végén, legénységgel az átellenes végén), ami elrepül a Mars mellett, majd egy éven belül visszatér a Földre.

1967-68-ban három önkéntes – G. Manovtsev, Y. Ulybyshev és A. Bozko – egy évet töltött egy TMK jellegű kabinban, ahol összezárva az élet fenntartásához szükséges berendezéseket ellenőrizték. Egy ehhez kapcsolódó másik munka, ami szintén a 9. részlegnél folyt, csak ezúttal Konsztyantin Feoktyisztov volt a tervező, két TMK bevonásával a marsraszállást dolgozta ki. Bár az N-1 terve problematikusnak bizonyult az emberes holdraszálláshoz, igazából tökéletes volt a Mars expedícióhoz szükséges űreszközök földkörüli pályán való összeszereléséhez.

Siddiqi rámutat arra, hogy az N-1 Mars-projekt és az ezzel kapcsolatos technológiák kifejlesztése jelentős időt, pénzt és energiát kívánt meg az OKB-1 részéről 1959-63 folyamán. Ha nem lett volna az Apollo-program, az oroszok valószínűleg megkerülték volna a Holdat, és kozmonautákat küldtek volna a Marshoz az évtized vége előtt. Bármennyire is ambiciózus volt az Apollo-program, Koroljov mindvégig azt tervezte, hogy jóval távolabbra menjen. A GIRD-csoport szlogenje, mint Friedrich Csander írta, soha nem a Holdra vonatkozott. Ehelyett ez volt a mottója: „Előre a Marsért!”.

Az a tény, hogy eredetileg 50 tonna hasznos teherrel számoltak, ami nagyon kevés egy emberes holdküldetéshez, rámutat arra, milyen kis szerepet játszott egy holdraszállás Koroljov akkori terveiben. Való igaz, hogy sokak – nem lévén tisztában a rakéta fejlesztésének hátterével – később megkérdőjelezték, hogy az N-1 alkalmas lenne egy holdküldetésre. Szergej Hruscsov szerint ez nem osztott, nem szorzott, mivel túl nagy volt ahhoz, hogy egy űrállomás modulja lehessen – egy holdexpedícióhoz pedig túl kicsi volt. Kamanyin tábornok, a kozmonauták vezetője, az 1957-ig visszanyúló tervet az 1960-as évek derekán már elavultnak tartotta. Koroljov riválisa, az ambiciózus Vlagyimir Cselomej pedig úgy érezte, hogy nagyobb hasznát lehetne venni egy modernebb verziónak.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az N-1-essel ellentétben a Proton tervezésének alábbi története nem túl ismert. Cselomej és OKB-52-es részlege kevesebb, mint két év alatt tervezte meg az UR-500-ast (1962-63 folyamán), és kevesebb, mint két év alatt építették meg (1963-1965-ben), ami még figyelemre méltóbb teljesítmény, ha tekintetbe vesszük, hogy katonai fegyverként már nem számoltak vele. A koncepciót alapos földi tesztelésnek vetették alá, Cselomej nem akart sietni. Meg is lett az eredménye. Az UR-500 első küldetése álomszerűen ment, amikor a négy nagyméretű kozmikus sugármérő műholdból álló első szériát vitte fel 1965-68 folyamán.

Ezeket Protonnak hívták, és az első, a Proton-1 volt a legnagyobb tudományos műhold, amit addig felbocsátottak: nem kevesebb, mint 12 tonnát nyomott (maga a műhold kudarcot vallott, de ez nem a hordozórakéta hibája volt). A Proton első négy startja közül csak egy nem sikerült, ezzel a statisztikával napjai legígéretesebb rakétájává lépett elő. Az első startról rengeteg anyag jelent meg. A nyugati sajtó gyorsan felismerte, hogy megérkezett az amerikai Saturn IB holdrakéta riválisa, és kapkodva bár, de helyesen arra az elhamarkodott következtetésre jutottak, hogy a rakéta egyik első feladata a Hold megkerülése lesz – fedélzetén egy orosz kozmonautával. Az oroszok - talán katonai gyökerei miatt – több mint húsz évig visszatartották a Proton részleteit, és a startjáról az első használható fényképet csak az 1980-as években adták ki.

Az ígéretes kezdet és Cselomej alapossága ellenére, a Protonra bősz fejlesztés várt. Az ígéretes kezdet tovatűnt: a rakéta első 29 startjából nem kevesebb, mint 14 vallott kudarcot. Vitathatóan, emiatt nem sikerült a Szovjetuniónak elsőként emberrel megkerülnie a Holdat, illetve, a hibák folytán számos Hold- és Mars-szondáját veszítette el. Akkoriban senki nem gondolta volna, hogy a Proton megmarad, és a világ egyik legmegbízhatóbb rakétájává válik. A Proton háromszázadik startjára 2003. júniusában került sor. Habár esetenként előfordult, hogy meghibásodott a legfelső rakétafokozat, a D-blokk, ugyanakkor az alsóbb fokozatokban ritkán adódtak problémák (ezekkel kétszer volt gond az 1990-es években, a legnagyobb gazdasági válság idején: a gyártóüzem ugyanis kihagyta a minőség-ellenőrzést). 2001-ben a Protonnak még egy újabb verziója is bemutatkozott, ez volt a Proton-M.

A Holdraszállás rakétája: az N-1

A Protonnal ellentétben az N-1 tervezési folyamatát már részletesebben dokumentálták. Az N-1 program 1956. szeptember 14-én vette kezdetét, ekkorra datálódnak az OKB-1 archívumában fellelhető első vázlatok. Koroljov elég egyszerű nevet adott neki, amikor N-1-nek keresztelte el: az „N” Noszitelt, azaz hordozót jelent, ipari kódja pedig a 11A51 lett. Az elképzelés 1957. július 15-én a Főkonstruktőrök Tanácsa elé került, ott azonban nem hagyták jóvá. Az N-1 ebben az állapotában egy nagy rakéta volt, amivel 50 tonna hasznos terhet lehetett volna földkörüli pályára állítani.

Ez drámai kontraszt volt az Egyesült Államokhoz képest, ahol a Saturn V-öt mindvégig egyetlen küldetés, az emberes holdraszállás szem előtt tartásával építették. Az N-rakéta ezzel szemben univerzális rakéta volt, széles felhasználási területtel. Koroljov ezeket a lehetőségeket szándékosan elnagyolta, illetve a katonai források fenntartása érdekében arra is célozgatott, hogy az N-1 akár katonai kémműholdakat is képes lenne a világűrbe juttatni. A Földet 24 óra alatt megkerülő, nagyméretű rakományok pályára állításának gondolatát szintén meglebegtette.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az UR-500 városromboló rakétaként sosem állt hadrendbe, és nem sokkal a Brezsnyev-kormány hatalomra lépése után törölték is a projektet. Ezt azonban túlélte az UR-500, amit civil használatra alakítottak át. Vlagyimir Cselomej agyafúrt módon meggyőzte a Kremlt arról, hogy az UR-500 – megfelelő felső rakétafokozatokkal kiegészítve – képes kisméretű emberes űrhajók indítására, amikkel aztán meg lehet kerülni a Holdat. Arról is meggyőzte a Kremlt, hogy ez Szergej Koroljov Szojuz-komplexumához képest sokkal gyorsabb és hatékonyabb alternatívája a holdutazásnak, ráadásul a földkörüli pályán végrehajtott űrrandevúk bizonytalansági faktorát sem hordozza magában. Holdrakétaként az UR-500K nevet kapta.

Cselomej holdrakétája háromfokozatú hordozórakéta volt, ami nitrogén-tetroxidot és aszimmetrikus dimetil-metil-hidrazint használt üzemanyagnak – utóbbi alkalmazásától Koroljov irtózott. Az első rakétafokozat hajtóművét Valentin Glusko OKB-456-os tervezőirodája építette, ebből lett a híres RD-253-as hajtómű. A második és harmadik fokozat hajtóműveit a Kosberg Tervezőiroda készítette. Húsz évig a Proton rendelkezett a világ legfejlettebb rakétahajtóműveivel. Valentin Glusko RD-253-as hajtóművei újrahasznosították a távozó gázokat, így egy zártláncú turbinarendszer jött létre – ennek következtében pedig sok száz atmoszféra nyomás alakult ki.

Minden hajtómű csekély 1280 kg-ot nyomott. A turbinák percenkénti fordulatszáma elképesztő 13800, vagyis 18,74 MW volt. Az égéstér hőmérséklete 3127 Celsius fokot ért el, falát cirkóniummal borították. Az OKB-456 fejlesztette ki az első három rakétafokozatot, de a negyediket Koroljov rivális tervezőirodája szállította. Itt, az OKB-1-nél a D-blokkot Mikhail Melinkov tervezte. Ez a hagyományos folyékony oxigént és kerozint használta üzemanyag gyanánt, ami a Koroljov-féle megközelítést fémjelezte.

A Protonban talán az RD-253 jelentette a legnagyobb áttörés. De legalább ilyen fontos volt az üzemanyagtartályok csoportosítása az alsó rakétafokozat oldalán. Az orosz rakéták átmérője nem lehetett nagyobb 4,1 méternél, ez volt ugyanis a legnagyobb szélesség, amit a vasúthálózattal még el lehetett szállítani. Ez egy akármilyen erős rakéta számára túl nagy korlátozás. Cselomej erre a 4,1 méteres határértéken belül kifejlesztette a központi egységet, ez tartalmazta az oxidálóanyagot. Az üzemanyagtartályokat később csatolták fel a rakéta oldalára. Ezeket külön-külön építették meg és szállították Moszkvából Bajkonurba, ahol az indítóállás mellett összeszerelő hangárokban ráillesztették a központi egységre. A tartályokkal együtt a Proton átmérője az indítóálláson már 7,4 méter volt.

A Proton startjához az űrközponttól északnyugatra új indítóállásokat is kellett építeni. Kétféle dupla indítóállást építettek, az egyiket 81-es Körzetnek, a másikat 200-as Körzetnek hívták. Mindegyiknek volt egy bal és egy jobb indítóállása (81L, 81P, 200L, 200P). A Protont az indítóálláshoz vasúti tréleren szállították, majd függőleges helyzetbe állították. Az indítóállás környékén 100 méter magas villámhárítók és négy darab, 45 méteres reflektortorony állt. Egy alacsony lángelvezető árok tompította a hajtóművek robaját, amikor felszálláskor mindkét oldalon begyújtották a hajtóműveket.

A Protont ahogy ma is, úgy régebben is a kalinyingrádi Fili üzemben építették, ez jelenleg Koroljov nevét viseli. Régen autógyár volt, amit a bolsevikok átvettek, és az 1920-as években német Junkers-repülőket építettek benne, később pedig Tupoljeveket. A gyár 1960-ban Vlagyimir Cselomej OKB-52-es tervezőirodájához került, de most ezt Kruniscsevnek hívják, és ma már a Lockheed Martin egyik partnercége.

Az alábbiakban Brian Harvey "Soviet and Russian Lunar Exploration" c. könyvéből fordítunk részleteket magyarra:

Az egyetlen teljes mértékben sikeres küldetés a Luna-14 volt, ami 1968. április 7-én vette célba a Holdat: pályájának legközelebbi pontján 160 kilométerre, legtávolabbi pontján pedig 870 kilométerre volt tőle, inklinációja 42 fokos volt, és egy keringés 2 óra 40 percig tartott. Az orosz hírügynökségek szinte semmit nem árultak el a küldetéssel kapcsolatban, leszámítva, hogy a szonda a rádiókapcsolat stabilitásával és a Hold gravitációs mezőjével kapcsolatos vizsgálatokat végez. Tulajdonképpen igazat mondtak.

A cél a kommunikáció („rádiójelek”) ellenőrzése volt, emellett pedig a tömegkoncentráció holdkörüli pályát befolyásoló hatását akarták tanulmányozni. Habár a holdi tömegkoncentráció felfedezését mindig is az amerikaiaknak tulajdonították, igazából ez a Luna-10 érdeme volt. A tömegkoncentráció mindkét félnek kellő fejtörést okozott, mivel az számos kilométerrel lehúzta a Hold körül keringő űrhajókat tervezett pályájukról.

A sikert vagy a kudarcot is jelenthette a tömegkoncentráció eltérései, amikor az űrhajó a leszállóhely felé tartott, vagy később, amikor már úton volt a holdkörüli pályán keringő egységhez. Az Apollo-11 Eagle-nek kis híján elfogyott az üzemanyaga, mivel rossz irányba tartott, így Neil Armstrongnak a leszállóegységgel messzire el kellett repülnie, hogy landolásra alkalmas helyet találjon számára. A szondán a napszél, a kozmikus sugarak és a töltött részecskék holdkörüli pályán való mérésére alkalmas berendezések is voltak, habár az eredményekről nem számoltak be. Az oroszokat valószínűleg kielégítette a Luna-14 rádiókommunikációs tesztje és a tömegkoncentráció feltérképezése, de mivel ez sokat elárult emberes holdraszállással kapcsolatos ambíciójukról, maga a küldetés kevés figyelmet kapott.

Keringőegységek – összefoglaló

1966-68 folyamán a Szovjetunió hét keringőegységet bocsátott fel a holdi légkör és a felszín tanulmányozására. Ezek közül kettő kudarcba fulladt (Kozmosz-111, 1968. február 7.) és egy csak részben sikerült (Luna-11). Mindössze egy fényképező küldetés járt sikerrel (Luna-12), de nincs hozzáférésünk az általa készített felvételeket tartalmazó archívumhoz. A Luna-10 – az improvizáció ellenére – valószínűleg jelentékeny mennyiségű tudományos adatot küldött vissza a Földre. Az oroszok egy sor rádiókommunikációt tesztelő küldetést is végrehajtottak – ez volt a Je-6LS. Ebből is látszik, milyen körültekintően készítették elő a holdutazást; ezeknek a küldetéseknek nincs közvetlen amerikai megfelelőjük. (...)

Az első Hold-kozmonauták

Az 1960-as évek derekán a Szovjetunió megépítette a Hold emberrel való felfedezéséhez szükséges eszközöket. Ebbe beletartozott a Hold megkerülésére szánt Proton-rakéta, illetve az N-1 rakéta, amivel a tervek szerint a kozmonauták leszállhattak a Holdra. A Szovjetunió megépítette azt az űrhajót is, ami a Hold megkerüléséhez és a leszálláshoz szükséges: a Zond, kerülné meg a Holdat, hogy aztán visszatérjen a Földre, az LK leszállóegységet és az LOK keringőegységet. És végül a Szovjetunió egy sor kozmonautát is kiképzett a holdutazásra és a leszállásra. Ezeket a továbbiakban külön-külön részletezzük.

A Hold megkerülésére szánt rakéta: az UR-500K Proton

Az UR-500 Proton rakéta ötlete 1961. októberében foganhatott meg, amikor Oroszország az Északi-tenger egyik szigete, Novaja Zemlja fölött felrobbantotta első 58 megatonnás termonukleáris szuperbombáját. Ezt a bombát egy TU-96 bombázó vitte a magasba, majd dobta le, az azonban nyilvánvaló volt, hogy ezek az elavult propelleres gépek nem tudnák szállítmányukat eljuttatni New Yorkig, pláne nem tudnák ledobni rá. Ehhez egy új, nagyteljesítményű rakétára volt szükség. Nyikita Hruscsov Vlagyimir Cselomejhez fordult –neki köszönhette katonai rakétaarzenálját, Cselomej pedig megígérte, hogy egy még nagyobb rakétát épít: ezt Univerzális Rakéta 500-nak hívták, mivel sok más célra is fel lehetett használni (innen az UR-500). Nem sokkal később Hruscsov már a Szovjetunió új „városromboló” rakétájával hencegett.