Prawdziwy latający spodek? Niezrealizowana koncepcja statku kosmicznego o kształcie dwuwypukłym.(Lata 60te)

Układ latającego talerza jest znany wszystkim. Przez niewielu był traktowany poważnie. Na grafice porównanie X-20 Dyna Soar z proponowaną konstrukcją o kształcie dwuwypukłym.

Układ latającego talerza jest znany wszystkim. Przez niewielu był traktowany poważnie. Na grafice porównanie X-20 Dyna Soar z proponowaną konstrukcją o kształcie dwuwypukłym.

Statki kosmiczne w formie aerodynamicznej przypominającej latające talerze są popularne w świadomości ludzi. Słyszał o nich każdy oraz powstało na ich temat wiele filmów. Pomimo popularności  problem z nimi jest jednak zasadniczo krytyczny. Nie wiadomo czy są prawdziwe a jeżeli tak nie pilotują ich najprawdopodobniej ludzie. To powoduje automatycznie utratę zainteresowania osób pasjonujących się astronautyką z tego prostego powodu, że znajdują się w innej kategorii tematycznej. Czy jednak na pewno?

 Talerz to jeszcze nie UFO

Gdy z opowieści o latających talerzach usuniemy ich pozaziemskie pochodzenie a zatem i ich nieziemskich pilotów, następnie zignorujemy wydarzenia z powodu których rozpoczęła się ich sława to zostaje nam nic innego tylko konstrukcja aerodynamiczna o kształcie dwuwypukłym. Nad takim pomysłem można się już zastanawiać w czysto naukowy sposób. W końcu kształt jak każdy inny. Jeżeli będzie miał przyzwoite właściwości aerodynamiczne mógłby się do czegoś okazać użyteczny.

Idea ta nie wymaga aż tak dużej dozy dobrej woli i pójścia na kompromisy z własnym poczuciem zdrowego rozsądku jakby mogło się wydawać. Niech porównaniem będzie kierunek (jeżeli można w obecnie nie łatwych dla astronautyki czasach w ogóle o takowym mówić) w którym poszły współczesne konstrukcje- lub raczej od jakiego się odwróciły.  Mianowicie nie myśli się dzisiaj o jeszcze tak niedawno wydawałoby się normalnym konstruowaniu skrzydlatych statków kosmicznych (poza wyjątkiem Dream Chasera- mini wahadłowca znajdującego się w fazie testów…jakkolwiek żeby być ścisłym nie jest on klasycznym wahadłowcem znanym z STS a konstrukcją opartą o kadłub nośny.)  Praktycznie wszystkie podmioty zajmujące się konstruowaniem pojazdów kosmicznych zdecydowały się na niezgrabne i toporne pod względem wizualnym kapsuły kosmiczne. ..i to w XXI wieku! Wiek, którego początek stawiał w wizjach pisarzy powieści fantastyczno naukowych człowieka w większości zakątków Układu Słonecznego. Niech przykładem będzie film Odyseja Kosmiczna 2001 lub 2010…zgadnijcie kiedy mieliśmy znaleźć się w okolicach Jowisza.

Wszystkie kształty dozwolone

Wybór wspomnianych kapsuł został podyktowany doświadczeniami półwiecza załogowych lotów kosmicznych. Jednak początek był areną śmiałych wizji w których wszystkie kształty były dozwolone i miały swoją szansę. Co więcej. W roku 1962 zaproponowano kształt dwuwypukły dla projektowanego statku Apollo! Następnie jeszcze jeden, żeby po kilku próbach wylądować jako propozycja orbitalnego bombowca na biurkach wojskowych, którzy ze względu na otwarte umysły w sprawach nowych środków przenoszenia broni  poświęcili projektowi całkiem sporo uwagi.

Kolejne wersje rozwojowe pojazdów o kształcie dwuwypukłym. Od propozycji statku Apollo przez orbitalną taksówkę do orbitalnego bombowca. (grafika: astronautix.com)

Kolejne wersje rozwojowe pojazdów o kształcie dwuwypukłym. Od propozycji statku Apollo przez orbitalną taksówkę do orbitalnego bombowca. (grafika: astronautix.com)

Początek całej historii związany jest postacią Alana Kehleta. Inżyniera, który miał znaczny wpływ na kształt amerykańskiego załogowego programu kosmicznego w dobie jego powstania w latach 60tych. Pierwszy raz wysunął pomysł statku o kształcie spodka już w 1959 roku. Nie udało mu się przeforsować tego pomysłu do tworzącego się programu Apollo i misji księżycowej jakkolwiek jako oferent (propozycji było kilka) został poproszony o przeprowadzenie analizy statku o kształcie soczewki (staram się unikać skojarzeń językowych z trwającą w tym samym okresie UFO manią). Kehlet przedstawił w 1962 roku zmodernizowaną wersję swojego pojazdu dla zastosowań wojskowych. Nie było w tym nic dziwnego, gdyż większość propozycji tego typu przechodziło przez biurka wojskowych, którzy w latach 60tych dysponowali sporym budżetem mającym na celu równoległe prace w zakresie astronautyki załogowej co NASA. Przykładem może być program wojskowej stacji orbitalnej MOL mającej być obsługiwanej przez statki Gemini pod kuratelą wojska odpowiednio zmodyfikowane do tej roli jak i niezrealizowany program X-20 Dyna Soar. W tamtym okresie często szczegóły decydowały o wyborze jednej z propozycji do zrealizowania ale przez pewien czas na początku lat 60tych każda z nich była równoprawna a wybór statków Apollo wcale nie był oczywistością.

Kapsuła Gemini w malowaniu i oznaczeniach wojskowych USAF. W opracowaniach występuje pod nazwą Gemini B oraz Gemini Blue.

Kapsuła Gemini w malowaniu i oznaczeniach wojskowych USAF. W opracowaniach występuje pod nazwą Gemini B oraz Gemini Blue.

Wizualizacja wojskowego Gemini zadokowanego do niezbudowanej stacji MOL (która była jedną z wielu ofiar kosztownego programu Apollo)

Wizualizacja wojskowego Gemini zadokowanego do niezbudowanej stacji MOL (która była jedną z wielu ofiar kosztownego programu Apollo)

Kehlet argumentował że kształt soczewki posiada szereg zalet niespotykanych w innych konstrukcjach- kapsuł, kadłubów nośnych (jak Dream Chaser) czy skrzydlatych orbiterów (Buran, Wahadłowce STS). Przy wchodzeniu w atmosferę z przestrzeni kosmicznej konstrukcja dwuwypukła nagrzewała się dużo mniej niż konkurenci. Umożliwiło to mniej prac nad osłonami termicznymi (zmora wahadłowców i bardzo czasochłonne prace- wystarczy spojrzeć na czas poświęcony osłonom termicznym w kapsule Orion budowanej aktualnie).  Co więcej przy prędkościach poddźwiękowych był bardziej sterowny niż orbitery ze skrzydłami czy kapsuły pozbawione w ogóle jakiejkolwiek sterowności (jakkolwiek niestabilny aerodynamicznie, żeby nie mylić pojęć).Co więcej. Mógł lądować bez podwozia zarówno na lądzie jak i wodować. Symetryczna konstrukcja oznaczała również nieskomplikowaną integrację z rakietą nośną.

Sam kształt soczewki jest jednak bardzo niestabilny aerodynamicznie co jednak nie jest cechą dyskwalifikującą konstrukcję. „Zwykłe” myśliwce jak Eurofighter bez korekt komputera nie byłyby w ogóle sterowalne gdyby ograniczyć je tylko do obsługi przez człowieka a wyglądają dosyć klasycznie w porównaniu do propozycji Kehleta. Tak czy inaczej do projektu musiały zostać dodane wysuwane powierzchnie sterowe które byłyby używane w końcowej fazie przed przyziemieniem (poniżej prędkości 2 machów).

Jak potoczyła się historia wszyscy wiemy. Program Apollo miał zostać zrealizowany przez konstrukcję opartą o kształt kapsuły. To zamknęło dalsze prace nad statkami opartymi o inną architekturę. Następna szansa pojawiła się dekadę później jednak wtedy poparto pomysł oparty o kadłub nośny i docelowo zwyciężyła wizja skrzydlatego orbitera. Tak zaczęła się epoka wahadłowców. Warto zatrzymać się jednak na początku lat 60tych i przyjrzeć się najbardziej rozwiniętej wersji statku o kształcie soczewki mającej być na usługach USAF- Amerykańskiego Lotnictwa Wojskowego i będącego orbitalnym bombowcem.

Mity o micie

Studium z 1963 roku prezentowało statek w kształcie dysku o średnicy 12 metrów a zatem dużo większy od proponowanego przez Kehleta statku do programu Apollo. Załoga miała składać się z 4 osób, które wykonywałby misje patrolowe trwające 6 tygodni. W ładowni statku miała znaleźć się broń jądrowa. Inna wersja zakładała misje zwiadowcze. Pojazd miał zostać zostać skonstruowany w okresie od 1965 do 1975 roku. Co ciekawe w 200 roku w magazynie „Popular Mechanics” pojawił się artykuł w tym temacie, który jednak „poszedł” trochę za daleko. Mianowicie zasugerowano, że pomysł latającego talerza jako orbitalnego bombowca był rozwojową wersją konstrukcji nad którą pracowano w latach 50tych w ramach „czarnego projektu” (tajnego- realizowanego bez oficjalnego poparcia władz) o nazwie „Project Silver Bug”. Miał on na celu zbudowanie samolotu bombowego w kształcie dysku. Warto w tym miejscu jednak odnieść się negatywnie do tezy wspomnianego artykułu. Nie było praktycznie możliwości połączenia tych dwóch tematów a nawet więcej – takiej konieczności. Samolot, który był przedmiotem „Silver Bug” był „zwykłą” konstrukcją atmosferyczną bez możliwości zaadaptowania jej do roli kosmolotu…a już na pewno nie do powrotu na ziemię w całości.

Pierwsza strona wspomnianego artykułu. Żeby przeczytać całość Kliknijcie!

Pierwsza strona wspomnianego artykułu. Żeby przeczytać całość Kliknijcie!

Strona tytułowa odtajnionego projektu Silver Bug. Kliknijcie żeby pobrać cały dokument!

Strona tytułowa odtajnionego projektu Silver Bug. Kliknijcie żeby pobrać cały dokument!

AFD-090218-169

Tak miał wyglądać bombowiec Silver Bug

Tak miał wyglądać bombowiec Silver Bug

Nie musiano korzystać z rezultatów tego programu gdyż studium techniczne Alana Kehleta zawierało wszystko co potrzebne do zrobienia orbitalnej wersji statku-soczewki znanej jako LRV- Lenticular Return Vehicle i to jego koncepcje należy przyjąć jako źródło pomysłu na dyskoidalny kosmiczny bombowiec..

LRV Alana Kehleta. Kliknijcie żeby pobrać cały dokument!

LRV Alana Kehleta. Kliknijcie żeby pobrać cały dokument!

LRV1

Artykuły popularnonaukowe zahaczając o ten temat wytworzyły jeszcze jeden mit. Mianowicie nazwały bombowiec nuklearnym sugerując, że miał on mieć taki właśnie napęd. Tymczasem inżenierowie wprawdzie rozważali taką opcję ale nie do napędu ale jako źródło zasilania elektrycznego przez zamontowanie na pokładzie ogniwa RTG (takiego jak ma łazik Curiosity i spora część sond kosmicznych) już we wczesnej fazie wyszło, że taniej i bezpieczniej będzie zdecydować się na klasyczne ogniwa fotoelektryczne. Sam napęd pojazdu miał być jak najbardziej klasyczny bo chemiczny.

 Konkrety

Cała historia projektu jest na tyle ciekawa, że nie trzeba jej poprawiać „Czarnymi projektami” ani super-napędem. Przejdźmy więc do konkretów. System miał się składać z trzech elementów: Załogowy statek dowodzenia opcjonalnie sam uzbrojony w środki rażenia, bezzałogowy nosiciel ładunków jądrowych (również oparty o kształt dysku) oraz same środki rażenia. Te ostatnie miały być skrzydlatymi rakietami z oczywistą zdolnością wejścia w atmosferę, żeby eksplodować jak najbliżej celu. Średnica broni to 50 cm (140cm  ze skrzydłami) oraz 7 metrów długości. 90 kg paliwa miało umożliwić deorbitację a skrzydła zasięg rażenia po 2 tysiące kilometrów w lewo lub prawo od inklinacji orbity z której schodziły.

Bezzałogowy nosiciel pocisków był platformą która zawierałaby kilka takich rakiet. Miał mieć na pokładzie 320 kg paliwa które napełniałoby pociski przed ich wystrzeleniem. Do nosiciela wysyłane były by załogowe misje serwisowe które odwiedzałyby go co 6 tygodni. Najciekawszy jest jednak projekt statku załogowego!

NuclearFlyingSaucer01

lc

Kształt dysku umożliwił wygospodarowanie imponująco dużej przestrzeni ciśnieniowej w spodku o wspomnianej średnicy 12 metrów. 4 kosmonautów miało dla siebie bardzo dużo miejsca nawet pomimo ładowni zapchanej 4 sporymi rakietami jądrowymi. Co więcej przedział dowodzenia był w istocie samodzielnym statkiem! W razie potrzeby mógł odłączyć się od dysku i podjąć samodzielny lot włącznie z powrotem na ziemię.

NuclearFlyingSaucer03

Nominalna orbita operacyjna jaka była dla statku zaplanowała znalazłaby się na wysokości 560 km. Konstrukcja z przyczyn opisanych wyżej zawierała elementy sterowe. Dwa stery pionowe oraz uchylną klapę w tylnej części pojazdu. Ładunek użyteczny wynosić miał 12 ton w tym 3,6 tony zabierały 4 skrzydlate rakiety jądrowe. Pomieszczenia zostały podzielone na 4 sekcje. Pomieszczenia mieszkalne, pomieszczenia pracy, magazyn broni (nieciśnieniowy) i kapsułę/centrum dowodzenia. Każda sekcja była autonomiczna i była możliwość jej odcięcia w razie konieczności od pozostałych.

Centrum dowodzenia wydaje się najbardziej niesamowitym elementem statku gdyż jak wspomniałem było jednocześnie samodzielnym statkiem.  Znajdowała się na przodzie pojazdu w jego centralnej części. Miała 5 metrów długości i blisko 2 szerokości. Gdy znajdowała się w strukturze statku oddzielała część mieszkalną od częsci roboczej. Do każdej z sekcji dostać można się było przez oddzielne drzwi. Same drzwi były otoczone materiałem uszczelniającym „na sztywno” uniemożliwiającym pojawienia się nieszczelności. Zostałby on zerwany tylko w momencie wystrzelenia kapsuły jednak w takim wypadku byłby to dla kosmonautów najmniejszy problem w stosunków do domniemanych przyczyn które by ich do tego zmusiły.

Zwiedzanie z przewodnikiem

Kapsuła/Centrum dowodzenia wyposażona była poza miejscem dla załogi i systemem zarządzania całym statkiem w swoje paliwo i awaryjne źródło zasilania. Wspomniane drzwi po bokach kapsuły po jej wystrzeleniu umożliwiały opuszczenie statku.

Oddzielenie od całości statku było dokonane za pomocą rakiety na paliwo stałe które dawało (miało dawać) ciąg 220kN przez 10 sekund (jak wiemy raz odpalonego silnika tego typu nie da się zatrzymać dopóki się nie wypali). Początkowe przyspieszenie to aż 8 g!- nieprzypadkowo. Kapsuła miała być też elementem ratunkowym na wypadek eksplozji pierwszego stopnia rakiety Saturn V, która miała statek wynosić.

Lądowanie miało odbywać się na spadochronach przy prędkości 7 m/s. Stabilizację powracającej kapsuły miały zapewniać 4 wysuwane stabilizatory znajdujące się w tylnej części pojazdu. Wnętrze kapsuły nie było duże zważywszy na to, że w normalnych warunkach zasadniczo nie byłoby w trakcie misji wykorzystywane jednak umożliwiało wykonanie wszystkich operacji całej załodze ubranej w skafandry kosmiczne (ciekawostką jest, że podczas lotów rosyjskich Sojuzów dopiero po katastrofie Sojuza 11 wprowadzono takie wymagania. Wcześniej rosyjscy kosmonauci odbywali wszystkie misje bez skafandrów- po prostu zabierały za dużo miejsca. Po wspomnianej katastrofie przez długi czas Sojuzy latały z dwu a nie trzyosobową załogą za to w skafandrach kosmicznych.)

Podczas typowej misji po osiągnięciu orbity i rozpoczęciu patrolu korzystając z „drzwi” po prawej stronie można było dostać się do sekcji mieszkalno-wypoczynkowej. Zawierała ona nawet na dzisiejsze standardy wygodne warunki życia. Znajdowały się tam miejsca do spania, rozkładany stół, zapasy jedzenia, WC oraz maszyny do ćwiczeń. Pomyślano też o krzesłach! Każdy miał indywidualne miejsce do spania z osobistą szafką na książki i inne prywatne drobiazgi. Sekcja zawierała również śluzę którą było można dostać się do nieciśnieniowej sekcji z uzbrojeniem.

dcc

Żeby z sekcji ciśnieniowej dostać się do pomieszczeń roboczych należało przejść przez drzwi do kapsuły/sekcji dowodzenia i otworzyć następne na drugiej burcie. Tutaj znajdowały się wszystkie konsole sterowania uzbrojeniem i jego monitorowaniem. Tutaj również obsługiwano bezzałogowe nosiciele pocisków wspomniane wyżej. Duża przestrzeń jaką zapewniał dyskoidalny kształt statku umożliwiała łatwy dostęp do sprzętu gdyby wymagał on naprawy. Po środku pomieszczenia zostawiono pustą przestrzeń nie zagracając jej sprzętem, żeby w razie konieczności przemieszczanie się członków załogi mogło być błyskawiczne. Wszystkie konsole znajdować miały się na ścianach. Schemat statku pokazuje że znajdowałaby się tam również spora śluza powietrzna umożliwiająca jak ta z części mieszkalnej przejście do przedziału uzbrojenia ale też umożliwiająca opuszczenie statku w celu przeprowadzenia EVA.

Podsumowanie

Sam pojazd został zdefiniowany jako wielorazowego użytku jakkolwiek bez podania maksymalnej liczby wystrzeleń. Studium zakładało tylko inspekcję poszycia w celu sprawdzenia czy osłona termiczna jest nie uszkodzenia oraz czy nie ma śladów po mikrometeorytach. W teorii po tej czynności statek mógł być przygotowany do następnego lotu. Jak takie założenia wyglądałyby w praktyce mogliśmy się przekonać w minionej epoce wahadłowców STS. Takie założenia były z pewnością zbyt optymistyczne.

Pomimo fascynującej oryginalności pomysłu statek w takiej formie był maszyną zagłady.

Pomimo fascynującej oryginalności pomysłu statek w takiej formie był maszyną zagłady.

Pomimo „bombowego” wyglądu i oryginalności koncepcji można zadać sobie pytanie czy szkoda, że taki statek nigdy nie powstał. Jak rzadko kiedy w śmiałych założeniach przedsięwzięć astronautycznych w tym wypadku uważam, że dobrze iż projekt pozostał tylko na papierze. Przede wszystkim miała to być broń masowego rażenia umieszczona na orbicie i nie miała służyć innym celom niż umożliwienie ataku nuklearnego na cele naziemne. Umieszczona powyżej granicy która umożliwiłaby skuteczną obronę większości państw na Ziemi. Miała być stworzona i użytkowana przez Siły Powietrzne USA. Misji naukowych nie zakładano. Co do samego kształtu statku to w tym wypadku niestety po wstępnym przedstawieniu agencjom cywilnym koncepcja nie zyskała poparcia i nie doprowadzono jej do takiego zaawansowania jak w przypadku wersji orbitalnego bombowca.

Na koniec przypominam, że w artykule zamieściłem DWA historyczne dokumenty na temat do pobrania w formacie PDF. Tam znajdziecie szczegóły których ze względu na chęć zachowania popularnonaukowej formy nie zdecydowałem się zamieścić jak parametry lotu, prędkości wejścia w atmosferę i danych na temat napędu i użytych paliw.

LRV-TopView LRV-Front

Advertisements

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.

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: