„… В древни времена хората надничаха към небето, за да видят образите на своите герои сред съзвездията. Много се промени оттогава: хората от плът и кръв станаха наши герои. Други ще го последват и със сигурност ще намерят пътя си към дома. Търсенията им няма да са напразни. Тези хора обаче бяха първите и те ще останат първи в сърцата ни. Отсега нататък всеки, който не иска да погледне Венера, ще си спомни, че мъничко кътче от този извънземен свят завинаги принадлежи на човечеството."
- речта на президента Барак Обама, посветена на 40 -годишнината от изпращането на пилотирана мисия до Венера, М. Канаверал, 31 октомври 2013 г.
В този момент можете само да свиете рамене и честно да признаете, че никога не е имало пилотиран полет до Венера. А самата „реч на президента Обама“е само откъс от подготвената реч на Р. Никсън в случай на смъртта на астронавти, изпратени да завладеят Луната (1969). Непохватната постановка обаче има много конкретни оправдания. Ето как НАСА вижда по -нататъшните си планове за изследване на космоса през 60 -те години:
- 1973 г., 31 октомври - изстрелването на ракетата -носител Saturn -V с пилотирана мисия до Венера;
- 1974 г., 3 март - преминаването на кораба край Утринната звезда;
- 1974 г., 1 декември - връщане на модула за спускане с екипажа на Земята.
Сега изглежда като научна фантастика, но тогава, преди половин век, учените и инженерите бяха изпълнени с най -смелите планове и очаквания. Те имат в ръцете си най -мощната и перфектна технология за завладяване на космоса, създадена в рамките на лунната програма „Аполон“и автоматични мисии за изучаване на Слънчевата система.
Ракетата-носител Saturn V е най-мощната ракета-носител, създавана от човека, с изстрелваща маса над 2900 тона. А масата на полезния товар, изстрелян на нискоземна орбита, може да достигне 141 тона!
Изчислете височината на ракетата. 110 метра - от 35 -етажна сграда!
Тежък 3 -местен космически кораб „Аполо“(тегло на командния отсек - 5500 … 5800 кг; тегло на обслужващия модул - до 25 тона, от които 17 тона бяха гориво). Именно този кораб трябваше да се използва за излизане от нискоземната орбита и полет до най -близкото небесно тяло - Луната.
Горна степен S-IVB (трета степен на LV Saturn-V) с двигател за многократна употреба, използвана за изстрелване на космическия кораб „Аполо“в референтна орбита около Земята, а след това в траектория на полет до Луната. Горният етап с тегло 119,9 тона съдържа 83 тона течен кислород и 229 000 литра (16 тона) течен водород - 475 секунди твърд огън. Тягата е милион нютони!
Космически комуникационни системи на дълги разстояния, които осигуряват надеждно приемане и предаване на данни от космически кораби на разстояния от стотици милиони километри. Развитието на технологията за докинг в космоса е ключът към създаването на орбитални станции и към сглобяването на космически кораби с тежка пилотирана екипировка за полети до вътрешните и външните планети на Слънчевата система. Появата на нови технологии в микроелектрониката, материалознанието, химията, медицината, роботиката, измервателните уреди и други свързани области означава неизбежен предстоящ пробив в космическите изследвания.
Кацането на човек на Луната не беше далеч, но защо да не използвате наличната технология, за да извършите по -смели експедиции? Например - пилотиран полет на Венера!
Ако успеем, ние - за първи път в цялата ера на нашата цивилизация - ще имаме късмета да видим този далечен, мистериозен свят в близост до Утринната звезда. Разходете се на 4000 км над облачната покривка на Венера и се разтворете в ослепителната слънчева светлина от другата страна на планетата.
Аполон - космически кораб S -IVB в околностите на Венера
Още на връщане астронавтите ще се запознаят с Меркурий - те ще видят планетата от разстояние 0,3 астрономически единици: 2 пъти по -близо от наблюдателите от Земята.
1 година и 1 месец в открито пространство. Пътят е дълъг половин милиард километра.
Изпълнението на първата междупланетна експедиция в историята е планирано с помощта на изключително съществуващи технологии и образци на ракетни и космически технологии, създадени по програмата Аполо. Разбира се, такава сложна и продължителна мисия би изисквала редица нестандартни решения при избора на оформление на кораба.
Например, етапът S-IVB, след изгаряне на горивото, трябваше да се вентилира и след това да се използва като обитавано отделение (мокър цех). Идеята за превръщане на резервоарите за гориво в жилищни помещения за астронавти изглеждаше много привлекателна, особено като се има предвид, че „гориво“означава водород, кислород и тяхната „токсична“смес от Н2О.
Основният двигател на космическия кораб „Аполо“трябваше да бъде заменен от два ракетни двигателя с течно гориво от етапа на кацане на лунния модул. Със същата тяга това имаше две важни предимства. Първо, дублирането на двигатели повиши надеждността на цялата система. Второ, по-късите дюзи улесняват проектирането на адаптерен тунел, който по-късно ще бъде използван от астронавтите за навигация между командния модул на Аполо и жилищните помещения в S-IVB.
Третата важна разлика между "космическия кораб Венера" и обичайния пакет S-IVB-Аполон е свързана с малък "прозорец" за отмяна на изстрелването и връщане на модула за командно обслужване на Земята. В случай на неизправности в горния етап, екипажът на кораба имаше няколко минути, за да включи спирачния двигател (задвижващ ракетен двигател на космическия кораб „Аполо“) и да продължи по обратния курс.
Разположения на космическия кораб „Аполо“във връзка с горния етап на S-IVB. Вляво е основният етап на заминаване с пълен „лунен модул“. Вдясно - изглед към "Венерианския кораб" на различни етапи от полета
В резултат на това, дори ПРЕДИ началото на ускорението към Венера, трябваше да се извърши отделянето и повторното докинг на системата: Аполонът, отделен от S-IVB, „падна“над главата му и след това беше докиран с горния етап от страната на командния модул. В същото време основният двигател на Аполон беше ориентиран навън, по посока на полета. Неприятна особеност на тази схема беше нестандартният ефект на претоварване върху телата на астронавтите. Когато двигателят на горния етап на S -IVB беше включен, астронавтите летяха буквално с „очи на челото“- претоварването, вместо да натиска, напротив, ги „издърпа“от местата им.
Осъзнавайки колко трудна и опасна е такава експедиция, беше предложено да се подготвим за полета до Венера на няколко етапа:
- изпитателен полет около Земята на космическия кораб „Аполо“с прикачена маса и размер модел S-IVB;
- едногодишен пилотиран полет на куп Аполо- S-IVB в геостационарна орбита (на височина 35 786 км над земната повърхност).
И едва тогава - стартът към Венера.
Орбитална станция "Skylab"
Мина време, броят на техническите проблеми нарасна, както и времето, необходимо за решаването им. „Лунната програма“драстично опустоши бюджета на НАСА. Шест кацания на повърхността на най -близкото небесно тяло: постигнат приоритет - американската икономика не може да издърпа повече. Космическата еуфория от 60 -те години стигна до своя логичен завършек. Конгресът все повече съкращава бюджета за изследване на Националната космическа агенция и никой дори не иска да чуе за някакви грандиозни пилотирани полети до Венера и Марс: автоматичните междупланетни станции се справят отлично с изучаването на космоса.
В резултат на това през 1973 г. станцията Skylab беше изстреляна в околоземна орбита вместо клъстера Apollo-S-IVB. Фантастичен дизайн, много години напред от времето си - достатъчно е да се каже, че неговата маса (77 тона) и обемът на обитаеми отделения (352 кубически метра) са 4 пъти по -високи от тези на неговите връстници - съветските орбитални станции на Салют / Серия Алмаз …
Основната тайна на SkyLab: той е създаден на базата на третия етап на S-IVB на ракетата-носител Saturn-V. Въпреки това, за разлика от кораба Venus, вътрешностите на Skylab никога не са били използвани като резервоар за гориво. Skylab незабавно беше изстрелян на орбита с пълен набор от научно оборудване и системи за поддържане на живота. На борда имаше 2000 паунда храна и 6000 килограма вода. Масата е настроена, време е да приемате гости!
И тогава започна … Американците се сблъскаха с такъв поток от технически проблеми, че експлоатацията на станцията се оказа практически невъзможна. Системата за захранване не беше в ред, топлинният баланс беше нарушен: температурата в станцията се повиши до + 50 ° Целзий. За да се поправи ситуацията, експедиция от трима астронавти беше спешно изпратена в Skylab. По време на 28-те дни, прекарани на борда на аварийната станция, те отвориха задръстения панел на слънчевия панел, монтираха топлозащитен „щит“на външната повърхност и след това, използвайки двигателите на космическия кораб „Аполо“, ориентираха Skylab под такъв ъгъл, че повърхността на корпуса, осветена от Слънцето, имаше минималната площ.
Skylab. Топлинният щит, монтиран на скобите, е ясно видим
Станцията по някакъв начин беше приведена в работно състояние, бордовата обсерватория в рентгеновите и ултравиолетовите диапазони започна да работи. С помощта на оборудването Skylb бяха открити „дупки“в короната на Слънцето и бяха проведени десетки биологични, технически и астрофизични експерименти. Освен „ремонтно -възстановителната бригада“, гарата беше посетена от още две експедиции - с продължителност 59 и 84 дни. По -късно капризната станция беше избита.
През юли 1979 г., 5 години след последното човешко посещение, Skylab влезе в гъстата атмосфера и се срина над Индийския океан. Част от отломките паднаха на територията на Австралия. Така историята на последния представител на ерата "Сатурн-V" приключи.
Съветска ТМК
Любопитно е, че по подобен проект се работи и у нас: от началото на 60-те години ОКБ-1 има две работни групи под ръководството на Г. Ю. Максимов и К. П. Феоктистов разработва проект за тежък междупланетен космически кораб (TMK), за да изпрати пилотирана експедиция до Венера и Марс (изследване на небесните тела от траекторията на полета, без да каца на тяхната повърхност). За разлика от янките, които първоначално се стремяха да унифицират напълно системите на Appolo Application Programme, Съветският съюз разработи изцяло нов кораб със сложна структура, атомна електроцентрала и електрически реактивни (плазмени) двигатели. Предполагаемата маса на етапа на излитане на космическия кораб на околоземна орбита трябваше да бъде 75 тона. Единственото нещо, което свързва проекта TMK с местната „лунна програма“, беше свръх тежката ракета-носител N-1. Ключов елемент от всички програми, от които зависят по -нататъшните ни успехи в космоса.
Изстрелването на ТМК -1 към Марс беше насрочено за 8 юли 1971 г. - в дните на Голямата конфронтация, когато Червената планета се приближава до Земята възможно най -близо. Връщането на експедицията е планирано за 10 юли 1974 г.
И двете версии на съветската ТМК имаха сложен алгоритъм за инжектиране в орбита - „по -леката“версия на космическия кораб, предложена от работната група на Максимов, предвиждаше изстрелването на безпилотен модул ТМК на нискоземна орбита, последвано от кацане на екипаж от трима души космонавти, доставени в космоса в прост и надежден "съюз". Версията на Феокистов предвижда още по-сложна схема с няколко изстрелвания на N-1 с последващото сглобяване на космическия кораб в космоса.
В хода на работата по TMK беше извършен колосален комплекс от изследвания за създаване на системи за поддържане на живота за затворен цикъл и регенерация на кислород, бяха обсъдени въпросите за радиационната защита на екипажа от слънчеви изригвания и галактическа радиация. Голямо внимание беше обърнато на психологическите проблеми на престоя на човек в затворено пространство. Свръх тежка ракета-носител, използването на атомни електроцентрали в космоса, най-новите (по това време) плазмени двигатели, междупланетни комуникации, алгоритми за докинг-разкачване на многотонни корабни части в околоземна орбита-TMK се появи пред създателите си под формата на изключително сложна техническа система, практически невъзможна за внедряване с помощта на технологията 1960 -те години.
Концептуалният дизайн на тежкия междупланетен космически кораб беше замразен след поредица от неуспешни изстрелвания на „лунния“N-1. В бъдеще беше решено да се изостави развитието на TMK в полза на орбитални станции и други по -реалистични проекти.
А щастието беше толкова близо …
Въпреки наличието на всички необходими технологии и цялата привидна простота на полетите до най -близките небесни тела, пилотираното прелитане на Венера и Марс беше извън силите на славните завоеватели на космоса през 60 -те години.
На теория всичко беше сравнително добро: нашата наука и промишленост можеха да пресъздадат почти всеки елемент от тежък междупланетен кораб и дори да ги изстрелят отделно в космоса. На практика обаче съветските специалисти в ракетната и космическата индустрия, подобно на техните американски колеги, се сблъскаха с такъв чудовищен брой неразрешими проблеми, че проектът TMK беше заровен „под заглавието“в продължение на много години.
Основният въпрос при създаването на междупланетни космически кораби, както сега, беше НАДЕЖДНОСТТА на такава система. И имаше проблеми с това …
Дори и днес, с настоящото ниво на развитие на микроелектроника, електрически реактивни двигатели и други високотехнологични, изпращането на пилотирана експедиция до Червената планета изглежда най-малко рисковано, трудно изпълнимо и най-важното, прекалено скъпа мисия за подобен проект да да се осъществи в действителност. Дори ако опитът за кацане на повърхността на Червената планета бъде изоставен, дългосрочният престой на човек в тесните отделения на космическия кораб, съчетан с необходимостта от съживяване на свръх тежките ракети-носители, принуждава съвременните специалисти да нарисуват недвусмислен извод: със съществуващото технологично ниво пилотираните мисии до най -близките планети на „земната група“са практически невъзможни.
Разстояние! Всичко е свързано с колосалните разстояния и времето, необходимо за преодоляването им.
Истински пробив ще настъпи само когато се измислят двигатели с висока тяга и не по -малко висок специфичен импулс, което ще осигури ускорението на кораба до скорост от стотици км / сек за кратък период от време. Високата скорост на полета автоматично ще премахне всички проблеми със сложните системи за поддържане на живота и дългосрочния престой на експедицията в необятните пространства.
Командно -сервизен модул на Аполо
