Bezpośrednio na Księżyc- siła prostoty a możliwości techniczne. Alternatywne profile załogowych misji księzycowych (lata 60te)

Znana nam konfiguracja oraz profil lotu statków w programie Apollo nie był ani oczywisty, bezpieczny ani najprostszy... zasadniczo było dokładnie na odwrót.

Znana nam konfiguracja oraz profil lotu statków w programie Apollo nie był oczywisty, bezpieczny ani najprostszy… zasadniczo było dokładnie na odwrót.

Przebieg załogowej misji na Księżyc najpowszechniej znany jest z doświadczeń programu Apollo. Kinematografia poświęciła temu jakby nie było fascynującemu tematowi zaskakująco mało uwagi. Ze stosunkowo współczesnych produkcji temat został wykorzystany przez skądinąd znakomity film Apollo 13. Pozwala on zapoznać się ze statkiem kosmicznym, który dziewięć razy zawiózł ludzi w pobliże oraz na powierzchnię Srebrnego Globu… albo statkom gdy dokładniej się przyjrzeć.

Bardziej uważny obserwator dostrzeże, że statek kosmiczny Apollo poleciał samotnie w okolice Księżyca tylko raz! W misji Apollo 8. Od lotów Apollo 10 do Apollo 17 misje wykonywane były faktycznie w tandemie dwóch statków kosmicznych! CSM Apollo oraz zadokowanym i połączonym z nim hermetycznie statkiem LM, który pod odłączeniu sprowadzał załogę z orbity księżycowej na powierzchnie tego ciała niebieskiego. O LM często przyjęło się myśleć tylko w kategorii lądownika ze względu na cel, dla którego został skonstruowany. Należy pamiętać jednak że był to samodzielny pojazd kosmiczny zdolny do wykonywania wszystkich manewrów orbitalnych oraz co udowodnił LM „Aquarius” sterowanego lotu w przestrzeni Ziemia- Księżyc gdy uratował astronautów gdy statek Apollo…co tu dużo mówić- wybuchł w trakcie misji.

Popularne ale nie oczywiste

Lot statku kosmicznego w parze z lądownikiem wydaje się być oczywistością. Tak się w końcu latało gdy się tam latało. Mniej znana kontrpropozycja radziecka N1/L3, która została wybrana do zrealizowania w wyścigu kosmicznym lat sześćdziesiątych również składała się z dwóch pojazdów. Sojuza LOK oraz lądownika LK (Lunnyj Korabl).

Porównanie zespołów ekspedycyjnych: znany amerykański jak i mniej znany radziecki.

Porównanie zespołów ekspedycyjnych:od góry mało znane pojazdy rosyjskie N1/L3, u dołu amerykański Apollo CSM i LM

Gdy się jednak dobrze zastanowić nie trudno dojść do wniosku, że były to misje a dokładniej ich profile niezwykle skomplikowane oraz niebezpieczne. Prostota jest czymś wysoko cenionym w rozwiązaniach kosmicznych. W misji na Księżyc wyrażenie „prosty” obejmowałoby: Start statku z Ziemi, jego lądowanie na Księżycu i po wykonanym spacerze kosmonautów po regolicie start i powrót na Ziemię. Zdecydowano się na coś zupełnie odwrotnego. Zamiast bezpośredniego lądowania najpierw satelizowano statki na orbicie naszego naturalnego satelity. Następnie lądownik odłączał się i sprowadzał kosmonautów na Księżyc. Żeby wrócić na Ziemię LM musiał nie tylko wystartować ale i osiągnąć poprawną orbitę, żeby znaleźć i zadokować z CSM Apollo. Gdy to się udało (a manewry orbitalne to nie bułka z masłem) zespół dalej pozostawał na orbicie Księżycowej. Udany start z powierzchni nic by nie znaczył gdyby zawiódł silnik Apolla i nie można było opuścić orbity Księżyca. Mamy zatem dużo manewrów i wykonanych zadań, na które się zdecydowano zastępując prostszy i oczywisty jak mogłoby się wydawać manewr lotu bezpośredniego.

W tym szaleństwie jest metoda

Decyzja o skomplikowaniu profilu misji i zwiększenia niebezpieczeństwa jej przeprowadzenia nie była szaleństwem ze strony osób decyzyjnych. Nie miała też podnieść poziomu oglądalności transmitowanych programów gdyż większości osób ta zmiana i tak nic nie mówiła (lot Apolla 13 nie był nawet transmitowany na żywo. Zainteresowanie pojawiło się w momencie wybuchu na statku). Podłoże decyzji to czysta matematyka. Sprowadzenie bezpośrednio całości statku który wystartował z Ziemi na powierzchnie innego ciała niebieskiego o niepomijalnej sile grawitacji (jak małe planetoidy, które mają znikomą masę a co za tym idzie grawitację)   jest metodą bardzo siłową i wymaga dużo energii- paliwa- masy. Rezultatem pozornie prostego pomysłu jest znalezienie się na powierzchni srebrnego globu obok preferowanego człowieka całej masy niepotrzebnych ale ciężkich rzeczy: kapsuły powrotnej z ciężką i totalnie niepotrzebną na Księżycu osłoną termiczną, zapasu paliwa do lotu powrotnego na Ziemię oraz całego oprzyrządowania związanego z lotem przez przestrzeń kosmiczną. W rezultacie taki pojazd stawał się nieprzyzwoicie duży…choć to jeszcze nie problem. Stawał się bardzo ciężki a to już stanowiło problem.

Lunar-Lander-sizes

Wczesne porównanie rozmiarów sprowadzenia „wszystkiego” na Srebrny Glob i kontrpropozycja lądowania tylko „tego” co potrzebne. Z czasem pierwszą opcję starano się odchudzić.

Strona rosyjska przy zaakceptowanym do realizacji projekcie Korolewa miała mieć do dyspozycji rakietę marsjańską N1, która na potrzeby załogowego przelotu wokół Marsa zaprojektowana była na wyniesienie 75 ton. O bezpośrednim lądowaniu nie mogło być mowy. Strona amerykańska dysponowała Saturnem V z nośnością troszkę powyżej 100 ton. To dużo jednak dalej za mało, żeby pozwolić sobie na komfort lądowania bezpośredniego. Po obydwu stronach pojawiły się pomysły opracowania jednak misji, która dałaby radę prostszemu profilowi lotu.

Zróbmy mniejszy statek…nie zróbmy większą rakietę!

Obydwie strony wyścigu kosmicznego miały jednak zwolenników misji bezpośredniej, która była dużo bezpieczniejsza i prostsza niż manewrowanie zespołem statków na księżycowej orbicie. Po stronie amerykańskiej zaproponowano wykorzystanie lżejszej architektury statków Gemini. W 1961 roku została przedstawiona propozycja „1961 – Gemini Lunar Landing”. 

Kapsuła Gemini zawsze była nieduża. Każdy dodatek wymuszał "dokładanie" do tyłu. Tak miał wyglądać Gemini w wersji księżycowej.

Kapsuła Gemini zawsze była nieduża. Każdy dodatek wymuszał „dokładanie” do tyłu. Tak miał wyglądać Gemini w wersji księżycowej.

Rysunek techniczny księżycowego Gemini.

Rysunek techniczny księżycowego Gemini. Za znaną nam kapsułą umieszczono… masę paliwa. Naprawdę dużo zbiorników oraz nogi do lądowania. W przekroju wygląda to jakby stacja paliw chciała wylądować na obcej planecie co jest zresztą zgodne z rzeczywistością. Przy tej ilości paliwa moglibyście jeździć waszym samochodem przez kilka lat mając do dyspozycji pełne zbiorniki Lunar Gemini.

Była to dosyć odchudzona wersja statku w porównaniu do wersji bezpośredniego lądowania statku Apollo który był dużo większy i cięższy.

Po stronie radzieckiej orędownikiem misji bezpośredniej był rywal Korolewa- Władymir Czełomiej. Poszedł on tą samą drogą…tylko w drugą stronę. Odchudzanie zespołu L3 będącego pomysłem biura OKB1 nie miało sensu ponieważ cały zespół w porównaniu do amerykańskiego programu Apollo już był odchudzony ze wszystkiego co można. Lądownik miał stanowić tylko 1/3 masy zachodniego konkurenta oraz był wyraźnie mniejszy. Nic dziwnego gdyż rakieta N1 która miała wszystko wynieść w kosmos miała blisko 20 ton mniejszy udźwig od amerykańskiego Saturna V. Czełomiej zaproponował zbudowanie odpowiednio dużej rakiety. W ten sposób narodził się projekt rakiety UR-700 i statku kosmicznego/lądownika LK-700.

UR-700 była konstrukcją bez kompromisów. Miała dać tyle mocy ile było trzeba (fot: klatka z filmu "Kosmonauta" 2013r.)

UR-700 była konstrukcją bez kompromisów. Miała dać tyle mocy ile było trzeba (fot: klatka z filmu „Kosmonauta” 2013r.)

Udźwig tej rakiety to komfortowe 150 ton. Dwa razy więcej niż konkurencyjna N1. Została zaprojektowana tylko w jednym celu- wysłania załogowej misji na Księżyc. (N1 do misji księżycowej została „dostosowana”- pierwotnie miała zawieźć ludzi na lot dookoła Marsa). Projekt nie został wybrany jako priorytetowy jednak przy minimalnym finansowaniu trwał do 1974 roku i doprowadzono go do etapu makiety, która daje wyobrażenie o konstrukcji.

Autentyczna fotografia makiety LK-700

Autentyczna fotografia makiety LK-700

Kapsuła przypominała tą z programu Apollo charakteryzowała się jednak mniejszymi rozmiarami oraz przystosowana była do lądowania bezpośredniego na Księżycu. Możliwości rakiety nośnej zapewniały lądowanie w niemal każdym miejscu (zmiana inklinacji orbity to spory wydatek paliwowy i takiego luksusu nie posiadałby wspierany projekt Korolewa N1/L3) ).

Próby konkurencyjnej rakiety N1 przebiegały z fatalnym skutkiem i po kolejnych jej niepowodzeniach Czełomiej próbował zyskać poparcie dla swojego programu. Nadmiar mocy, którą oferowały jego rozwiązania umożliwiłyby nie tylko lądowanie człowieka na Srebrnym Globie jak to miało miejsce ale i perspektywiczny rozwój programu księżycowego łącznie z budową bazy księżycowej i jej stałej obsługi. Niestety perspektywiczne myślenie wymagało poczynienia wielu kroków oraz zdecydowania się na konkretnie ten kierunek rozwoju własnego programu kosmicznego na przestrzeni kilkudziesięciu lat. ZSRR w okresie Zimnej Wojny nie mógł sobie pozwolić na program, który nie dałby natychmiastowych rezultatów, nie konkurowałby z USA oraz może a nawet przede wszystkim nie miał zastosowania ściśle militarnego… na podobne  działania nie mogli sobie pozwolić również Amerykanie.

Historia lubi się powtarzać

Dowodem tego może być fakt, że pomimo niesamowitej wartości cywilizacyjnej oraz naukowej faktu wysłania człowieka na inne ciało niebieskie nie zdecydowano się na jego stałą eksplorację aż do dzisiaj… wyobraźmy sobie jak wyglądałby świat gdyby odkrycie Ameryki było poczynione pod wpływem podobnych pobudek. Sztandar postawiony na piasku plaży Nowej Ziemi i z powrotem do domu. Zastanówmy się też dlaczego historia tak się nie potoczyła… ponieważ okazało się, że może się to opłacić.

Komercjalizacja dostępu do kosmosu, którą dziś obserwujemy może być tym czym perspektywa zysków z nowo odkrytego lądu 500 lat temu. Odległość jest większa więc może i horyzont czasowy ulegnie wydłużeniu. Historia daje nam jednak nadzieje- jeżeli coś było kiedykolwiek nowego na polu eksploracji przez człowieka to koniec końców znalazły się i powody do jej przeprowadzenia.

history-native_american_indian-moon-lunar_landing-invasion-settler-jcen317l.jpg

Reklamy

Informacje Orland Krzyżanowski
Witam na blogu tematycznym poświęconemu historii załogowej astronautyki. Wpisy będą miały charakter artykułów z zachowaniem poprawności formalnej w postaci podania źródeł bądź przypisów w wypadku korzystania z czyjejś pracy. W polskojęzycznym internecie nie ma wielu stron traktujących wybrane zagadnienia szczegółowo a dotyczących mniej znanych zagadnień w postaci koncepcji i różnych studiów dotyczących eksploracji przestrzeni kosmicznej w przeszłości.

One Response to Bezpośrednio na Księżyc- siła prostoty a możliwości techniczne. Alternatywne profile załogowych misji księzycowych (lata 60te)

  1. juram says:

    W wersji misji bezpośredniej znaczenie miały też gabaryty statku. Nie wyobrażam sobie, jak trudno byłoby astronautom schodzić i wracać do lądownika o wysokości 4-5 piętrowego budynku?
    Gdyby nie geniusz i odwaga niedawno zmarłego Johna Houbolta, kto wie, jak by się zakończyła rywalizacja o Księżyc?

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

%d blogerów lubi to: