„Księżyc po rosyjsku”

Poniższy artykuł po zmianach redakcyjnych został opublikowany w czasopiśmie AstroNautilus . Z racji zamknięcia wydawania magazynu a chęci zapoznania Was z tą niesamowitą historią postanowiłem zamieścić go na swojej stronie w oryginalnej wersji w jakiej przesłałem tekst do redakcji.

                                                                                                                                          -Orland Krzyżanowski

Russian_moon_landing

        Wydawać by się mogło, że w dziedzinie załogowej astronautyki nie ma bardziej wyeksploatowanego tematu niż wyścig kosmiczny z lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku. Lot misji Apollo 11 i lądowanie na Księżycu człowieka tkwią pewnie zakotwiczone w zbiorowej świadomości ludzkiej. Fragmenty materiałów filmowych z tego wydarzenia są znane praktycznie każdemu niezależnie od zainteresowań czy wieku. Wyścig kosmiczny jest idealnym przykładem tego, że historie piszą zwycięzcy. Jeżeli pozwolić sobie na zmianę perspektywy przed nami ukaże się fascynująca historia. Została ona napisana przez drugą stronę całego wydarzenia… w końcu Stany Zjednoczone nie ścigały się same ze sobą.

21 lipca 1969 roku, dzień po udanym lądowaniu lądownika Eagle, astronauci amerykańscy przygotowywali się do pierwszego w historii spaceru po powierzchni Księżyca. Nie byli tam jednak sami. Gdy Apollo 11 satelizował się na orbicie Srebrnego Globu, od dwóch dni znajdował się na niej sześciotonowy statek rosyjski, również mający wylądować na powierzchni naszego naturalnego satelity. W dniu, w którym padły znane wszystkim słowa wypowiedziane przez Neila Armstronga, bezzałogowa sonda Luna 15 rozpoczęła manewr zejścia na powierzchnię. Cel rosyjskiej misji był jeden. Pobrać próbki księżycowego gruntu i wrócić z nimi na Ziemię… przed astronautami amerykańskimi. W takim wypadku wynik kosmicznego wyścigu nie byłby tak jednoznaczny. Jak dramatycznie wyglądały ostatnie chwile wyścigu księżycowego wyszło na jaw dopiero w 2009 roku kiedy to opublikowano nagrania z brytyjskiego teleskopu w Jodrell Banki. Sprzęt ten odbierał transmisje zarówno NASA jak i radzieckich kontrolerów komunikujących się ze swoimi statkami. Po blisko pół wieku okazało się, że oficjalny rosyjski komunikat z 1969 roku o tym, że naukowa część misji się zakończyłaii był niepełny i nie oddawał pełnego dramatyzmu sytuacji. Na nagraniach słychać komentarz nasłuchujących naukowców z Jordell Bank: „-ląduje…. schodzi za szybko!”iii. W oczywisty sposób można zorientować się, że ostatnia radziecka próba pobicia Amerykanów w wybranym przez siebie zakresie wyścigu księżycowego zakończyła się niepowodzeniem. Tym samym wszystkie rosyjskie programy księżycowe: załogowego przelotu, lądowania i ostatecznie wysłania bezzałogowej sondy w celu sprowadzenia próbek na Ziemię przed Amerykanami, zakończyły się porażką.

61jPuSbqz5L

Ujęcie z filmu „Apollo 18” pokazujące autentyczny lądownik LK. Mało znanym faktem jest to iż naprawdę poleciał on w kosmos!

O rosyjskim Programie Księżycowym mówi się niewiele i praktycznie nie występuje w kulturze popularnej. W ostatnim czasie uważny amator kina miał jednak okazję zobaczyć interesujący wątek fabularny w horrorze „Apollo 18”, gdzie amerykańscy astronauci spacerując po Księżycu znajdują lądownik, który okazuje się być rosyjskim. Pomimo, że horror to nie dokument w tym wypadku wielu zaskoczy fakt, że pojazd ten istniał naprawdę i kilka razy poleciał w kosmos. Łunnyj Korabl (ŁK), bo tak się nazywał, miał wchodzić w skład zespołu ekspedycyjnego N1/L3, którego celem było posadzenie jednego kosmonauty na powierzchni Księżyca. Co więcej jego testy na orbicie zakończyły się powodzeniem i był gotowy do lotu (misje testowe: Kosmos 379, Kosmos 398, Kosmos 434)iv. Wybrany przez Rosjan profil i filozofia lotu do złudzenia przypomina rozwiązania amerykańskie jednak najciekawsze są szczegóły. To one mogły zdecydować o powodzeniu bądź fiasku misji i jak się okazało zdecydowały.

Kompleks N1/L3 składał się z czterech podstawowych części. Ciężkiej rakiety nośnej N1, która dla programu rosyjskiego była tym czym Saturn V dla Amerykanów choć konstrukcyjnie na swoje nieszczęście zupełnie się od niego różniła. Drugim pojazdem był odpowiednik CSM Apollo w postaci dwuosobowego Sojuza ŁOK (Łunnyj Orbitalnyj Korabl). ŁOK był większy niż znane nam dzisiaj orbitalne wersje kosmicznych taksówek oraz pozbawiony charakterystycznych paneli słonecznych na rzecz ogniw paliwowych (podobnie jak statek Apollo). Trzecim elementem kompleksu był Łunnyj Korabl (ŁK)- jednoosobowy lądownik księżycowy o masie wynoszącej tylko 1/3 lądownika amerykańskiegov. Walka o maksymalne odciążenie zestawu wymuszona była mniejszym planowanym udźwigiem N1 w porównaniu do Saturna V. W pierwszym momencie można odnieść wrażenie, że strona rosyjska postanowiła skopiować rozwiązanie konkurentów dobierając podobną konfigurację sprzętu jednak byłoby ono błędne ze względu na szereg krytycznych różnic. Jednym z elementów odróżniających rozwiązanie radzieckie był enigmatycznie brzmiący czwarty element kompleksu ekspedycyjnego, moduł napędowy o nazwie Blok D. Po wejściu na trajektorie księżycową był on odpowiedzialny za korekty kursu w trakcie lotu oraz satelizację kompleksu na orbicie. Mało tego, po udanym dotarciu na orbitę księżycową miał za zadanie odłączyć się wraz z lądownikiem i dokonać jego deorbitacji przygotowując ŁK do lądowania. To było dużo odpaleń i wiele krytycznych momentów, gdzie awaria silnika Bloku D mogła spowodować fiasko misji. Jego rola kończyła się dopiero na 4000m od powierzchni Srebrnego Globu, gdy przewidziano jego odłączenie i załączenie napędu własnego lądownikavi.

lok-2

Księżycowa wersja Sojuza. Znana nam dzisiaj kosmiczna taksówka pierwotnie była projektowana właśnie do misji księżycowej.

Porównanie znanej nam współczesnej wersji Sojuza wynoszącej załogi na Międzynarodową Stację Kosmiczną u dołu z pierwotnie planowaną wersją księżcową.

Porównanie znanej nam współczesnej wersji Sojuza wynoszącej załogi na Międzynarodową Stację Kosmiczną u dołu z pierwotnie planowaną wersją księżycową.

Radziecki lądownik LK na ujęciu z filmu "Apollo 18"

Tak miał wyglądać kompleks N1/L3 po satelizacji na orbicie księżycowej.

Statek Sojuz ŁOK, w którym kosmonauci mieli podróżować, poza kształtem różnił się od CSM Apollo od samego początku i to dosłownie. Na samym przodzie umieszczony był port cumowniczy systemu Kontakt. W przeciwieństwie do rozwiązania amerykańskiego nie umożliwiał on przejścia ludziom przez hermetyczny tunel pomiędzy statkami. Na stożkowym porcie znajdowała się sonda której celem było trafić do pasywnego urządzenia cumowniczego umieszczonego na szczycie powracającego ze Srebrnego Globu lądownika. Cumowanie miało odbyć tylko raz, gdyż skoro nie było możliwości hermetycznego połączenia pojazdów nie musiano przeprowadzać operacji ich dokowania przed lądowaniem na Księżycu (manewr wymagany w misjach Apollo). W związku z tym ŁK znajdował się za Sojuzem- w takiej konfiguracji w jakiej został wystrzelony. Wspomniane pasywne urządzenie dokujące było metalową siatką z otworami w kształcie sześciokąta. System był prosty i co ważne lekki. Sojuz musiał po prostu „zaczepić” się o jeden z otworów żeby połączyć obydwa statki. Tego typu rozwiązanie określiło też inną ważną czynność która miała być wykonana tylko w rozwiązaniu rosyjskim. Przesiadka człowieka z Sojuza do lądownika (i z powrotem) musiała się odbyć za pomocą spaceru kosmicznego pomiędzy dwoma pojazdami na księżycowej orbicie. Żeby pojazdy się na tej orbicie znalazły musiały się w okolicy Księżyca najpierw znaleźć.

Porównanie lądowników rosyjskiego po lewej i amerykańskiego po prawej. Od razu rzuca się w oczy dysproporcja w rozmiarach spowodowana mniejszym udźwigiem rakiety N1, 75ton w porównaniu ze 105 tonami Saturna V.

Porównanie lądowników rosyjskiego po lewej i amerykańskiego po prawej. Od razu rzuca się w oczy dysproporcja w rozmiarach spowodowana mniejszym udźwigiem rakiety N1, 75ton w porównaniu ze 105 tonami Saturna V.

Do tego celu miała służyć ciężka rakieta nośna N1. Była ciężka nie tylko ze względu na swoją masę, ale jak historia pokazała ze względu na próby jej eksploatacji. Wprawdzie pomimo swojego przypominającego piramidę kształtu mocno różniła się wizualnie od Saturna V to była typową wielostopniową rakietą nośną zawierająca jednak nietypowe trzydzieści rozwiązań w swoim pierwszym stopniu. Rosjanie zdecydowali się użyć aż tylu właśnie pracujących jednocześnie w chwili startu silników rakietowych NK-15. To niefortunne rozwiązanie sprawiło, że wszystkie cztery wystrzelenia zakończyły się katastrofalnymi porażkami. Najdłuższy pojedynczy lot trwał tylko 107 sekund po czym rakieta eksplodowała. W czasie innej próby wybuchła na stanowisku startowym czym ustanowiła rekord największej nie jądrowej eksplozji w historii wywołanej przez człowieka. Siła wybuchu została oceniona na 7 kilotonvii. Patrząc z perspektywy czasu tych katastrof było można uniknąć. Jak się okazało silniki były testowane pojedynczo i testy zakończyły się pozytywnie. Nigdy ich jednak nie przetestowano pracujących w zespole a to właśnie podczas wspólnej pracy pojawiały się problemy związane z wibracjami, zrywaniem przewodów paliwowych i skomplikowaną charakterystyką płomieni wylotowych.viii Ta różnica konstrukcyjna spowodowała, że w przeciwieństwie do swojego konkurenta, Saturna V rakieta N1 została zapomniana a problematyczne silniki zamknięto w magazynie. Ciekawostką jest fakt, że po kilkudziesięciu latach zostały drogą zakupu nabyte przez firmę Orbital Sciences. Po przeróbkach zostaną one użyte do napędu rakiety Antares (pod nazwą AJ26) na której szczycie znajdzie się statek towarowy Cygnus zaopatrujący ISS!ix

Rywal Saturna V- Ciężka rakieta nośna N! Niestety pechowa.

Rywal Saturna V- Ciężka rakieta nośna N! Niestety pechowa.

Z drugiej strony inne elementy związane z samym lądowaniem były gotowe i w interesujący sposób różniły się od rozwiązań USA. Rosjanie dużą wagę przywiązali do przygotowania lądowiska. ŁK miał osiąść na przygotowanym oraz zbadanym wcześniej rejonie oraz z oczekującym na niego sprzętem, który znalazłby się tam wcześniej! Program Łunochod znany z dwóch udanych misji został oryginalnie stworzony dla wsparcia załogowej misji księżycowejx. Bezzałogowe łaziki miały zbadać okolicę lądowania, służyć jako radioboja przy precyzyjnym podejściu lądownika do powierzchni Księżyca, oraz co najciekawsze być jednoosobowym pojazdem księżycowym do wykorzystania przez pierwszego Rosjanina na Księżycu. Ta możliwość związana jest z jeszcze ciekawszym pomysłem planowanej misji księżycowej. Był to przewidziany plan awaryjny w sytuacji gdyby okazało się, że pojazd którym przybył na Księżyc z jakiegoś powodu jest niesprawny i nie zabierze go do z powrotem do domu. Okazuje się, że w zasięgu Łunochoda miał znajdować się umieszczony wcześniej awaryjny lądownik ŁKxi. Takiego komfortu psychicznego nie mogli mieć astronauci misji Apollo 11. Gdyby okazało się, że lądownik Eagle ma problem z silnikiem, który miał go oderwać od księżycowej powierzchni byłby to wyrok dla dwójki astronautów. Plan zapasowy nie istniał. Mało tego, sam silnik wznoszący nie był nawet jako krytyczny element zdublowany. W projekcie ŁK uwzględniono możliwość uszkodzenia napędu mając ku temu realne przesłanki. Projekt rosyjski zakładał, że lądownik użyje tego samego silnika do lądowania oraz następnie startu z powierzchni Księżyca. Zaistniała poważna obawa, że strumień gazów wylotowych i wznoszących się drobin regolitu uszkodzi ten element. W lądowniku amerykańskim zniszczenie silnika podczas lądowania było nieistotne, ponieważ powrót na orbitę księżycową był zapewniany przez osobny silnik zaprojektowany tylko do tej rolixii. Stan napięcia był jednak zapewniony z tego powodu, że musiał to zrobić za pierwszą próbą, gdyż tylko na jedno odpalenie był zaprojektowany. W rozwiązaniu rosyjskim istniał silnik zapasowy, który mógł być w razie potrzeby odpalony zarówno w fazie zejścia jak i wznoszenia z powierzchni Księżyca.xiii Dzień w którym moglibyśmy obejrzeć Rosjan lecących na Księżyc jednak nigdy nie nadszedł.

n1l3

Nieudana rakieta N1 jest często wymieniana jako główna winowajczyni tego stanu rzeczy jednak do pojedynczej katastrofy zwykle prowadzi spora ilość małych błędów. Radziecki pogram załogowego lądowania na Srebrnym Globie nie stanowił odstępstwa od tej reguły.

Wyścig księżycowy nie był wydarzeniem, które pojawiło się na drodze ewolucji- przynajmniej nie po stronie amerykańskiej. Gdy prezydent Kennedy ogłosił światu, że zdecydował się wysłać człowieka na Księżyc, USA miało w załogowych lotach kosmicznych tylko jedno doświadczenie w postaci krótkiego suborbitalnego lotu kapsuły Freedom 7 umieszczonej na dostosowanej rakiecie balistycznej. Gagarin w czasie swojego lotu osiągnął orbitę i jak się miało okazać był to jeden z wielu epizodów na arenie wczesnej astronautyki, gdzie Rosjanie wyprzedzili Zachód. Pomimo, że wynik końcowy wyścigu okazał się niekorzystny dla astronautyki rosyjskiej to przegranemu należy się kilka słów obrony. Najważniejszą kwestią jest to, że cel wyścigu został ogłoszony przez USA, które wcześniej się do tematu przygotowały. W planach Rosjan lądowanie człowieka na Księżycu nie figurowało. Rakieta N1 we wczesnym projekcie Korolowa miała zawieźć człowieka o wiele dalej, bo na załogowy przelot wokół Marsa lub Wenus, oraz być w stanie wynieść na orbitę ciężką wojskową stację kosmiczną. Rosjanie mieli obraną zupełnie inną ścieżkę rozwoju własnej astronautyki. Była ona też wielowątkowa, nie skupiona na jednym celu. Większa część wysiłków miała charakter wojskowy. Korolow ze swoimi pomysłami musiał zabiegać o poparcie polityków, gdyż programy cywilne/naukowe nie cieszyły się szczególnym priorytetem. W rezultacie władze rosyjskie przystąpiły do konkurowania z amerykanami dopiero w 1964 roku czyli 3 lata później.xiv Po drodze pojawiło się wiele problemów, które kumulując się wywołały efekt lawiny, który pogrzebał program.xv Za trzy letnim opóźnieniem poszedł brak odpowiedniego finansowania. Wynosił on 1/10 budżetu przeznaczonego przez USA. Z tego powodu nie przygotowano stanowiska testowego pierwszego stopnia rakiety N1. Wypadek losowy w postaci śmierci charyzmatycznego Korolowa spowodował problemy w zarządzaniu projektem. Inną kwestią była zmiana na szczytach władzy w kraju. Breżniew nie popierał tak programu księżycowego jak Chruszczow. Dochodziło do konfliktów między konstruktorami co było spowodowane złą budową struktury zarządzania. W fabrykach duży problem stanowiła kontrola jakości. W kwestiach technicznych pojawił się problem przy wyborze odpowiedniego paliwa. Później doszła kwestia fundamentalnego błędu w projekcie nie przewidującego tak skomplikowanych właściwości gazów wylotowych rakiety. Te mało znane wydarzenia doprowadziły do tego, że to Program Apollo stał się ikoną załogowego podboju przestrzeni kosmicznej. Warto pamiętać jednak, że miał konkurenta i historia mogła potoczyć się inaczej.

Fotografia przedstawia prawdziwy i istniejący lądownik LK w jednym z rosyjskich muzeów.

Fotografia przedstawia prawdziwy i istniejący lądownik LK w jednym z rosyjskich muzeów.

ii http://www.planetary.org/explore/space-topics/space-missions/missions-to-the-moon.html -akapit z Luną 15 „The Soviets issued a statement claiming the research part of the mission was complete…”

iii http://www.telegraph.co.uk/science/space/5737854/Russian-spacecraft-landed-on-moon-hours-before-Americans.html “People in Jodrell’s control room can then be heard shouting „it’s landing” and „it’s going down much too fast” as they track Luna 15’s final moments before it crashes.A voice is later heard saying: „I say, this has really been drama of the highest order.”

ivhttp://www.astronautix.com/craft/lk.htm akapit „LK Flight Tests „ znalazłem również informacje powielaną w różnych tekstach (w tym angielskiej wikipedii) o misji Kosmos 382 jednak w wykazach misji ewidentnie figuruje jako „A flight test of the Block D upper stage version developed for the N-1 „

vhttp://www.astronautix.com/craft/lk.htm „it had a different landing profile; it was only 1/3 the weight of the LM; it was limited to a crew of one; 

viiihttp://www.astronautix.com/articles/whynrace.htm „For Block A first stage, only single engine tests could be undertaken at Kuznetsov’s OKB-236.”

ixhttp://www.spaceflight101.com/antares-launch-vehicle-information.htmlThe Main Engine System consists of two Aerojet AJ-26-62 engines. These are modified NK-33 engines that are being converted by Aerojet, importing the Russian

xiihttp://www.russianspaceweb.com/lk.html akapit „Block E Development „

xiiihttp://www.russianspaceweb.com/lk.html akapit: Block E technical description

xvWszystkie problemy które zostaną wymienione z: http://www.astronautix.com/articles/whynrace.htm