"… Muinaisina aikoina ihmiset katsoivat taivaalle nähdäkseen sankariensa kuvia tähtikuvioiden joukossa. Paljon on muuttunut sen jälkeen: lihan ja veren ihmisistä on tullut sankareitamme. Muut seuraavat perässä ja varmasti löytävät tiensä kotiin. Heidän etsinnänsä eivät ole turhia. Nämä ihmiset olivat kuitenkin ensimmäisiä, ja he tulevat olemaan ensimmäiset sydämessämme. Tästä lähtien jokainen, joka ei kiinnittäisi silmiään Venukseen, muistaa, että pieni kulma tästä vieraasta maailmasta kuuluu ikuisesti ihmiskunnalle."
- presidentti Barack Obaman puhe, joka on omistettu 40 -vuotispäivälle miehitetyn lähetyksen lähettämisestä Venukseen, M. Canaveral, 31. lokakuuta 2013
Tässä vaiheessa voit vain kohauttaa olkapäitäsi ja myöntää rehellisesti, ettei koskaan ole ollut miehitettyä lentoa Venukseen. Ja itse "presidentti Obaman puhe" on vain ote R. Nixonin valmistelusta puheesta kuun valloittamiseen lähetettyjen astronauttien kuoleman sattuessa (1969). Kuitenkin kömpelölle lavastukselle on hyvin erityiset perustelut. Näin NASA näki edelleen suunnitelmansa avaruustutkimukseksi 1960 -luvulla:
- 1973, 31. lokakuuta - Saturn -V -kantoraketin laukaiseminen miehitetyllä tehtävällä Venukseen;
- 1974, 3. maaliskuuta - aluksen kulku lähellä Aamutähteä;
- 1974, 1. joulukuuta - laskeutumismoduulin paluu miehistön kanssa maan päälle.
Nyt se näyttää tieteiskirjallisuudelta, mutta silloin, puoli vuosisataa sitten, tutkijat ja insinöörit olivat täynnä rohkeimpia suunnitelmia ja odotuksia. Heillä on käsissään tehokkain ja täydellisin tekniikka avaruuden valloittamiseen, joka on luotu Apollo -kuun ohjelman ja automaattisten tehtävien avulla aurinkokunnan tutkimiseksi.
Saturn V -kantoraketti on kaikkien aikojen tehokkain ihmisen tekemä kantoraketti, jonka laukaisumassa ylittää 2900 tonnia. Ja matalan maan kiertoradalle lasketun hyötykuorman massa voi nousta 141 tonniin!
Arvioi raketin korkeus. 110 metriä - 35 -kerroksisesta rakennuksesta!
Raskas kolmipaikkainen avaruusalus "Apollo" (komentotilan paino - 5500 … 5800 kg; palvelumoduulin paino - jopa 25 tonnia, josta 17 tonnia oli polttoainetta). Tätä alusta oli tarkoitus käyttää ylittämään matalan maan kiertoradan ja lentää lähimpään taivaankappaleeseen - Kuuhun.
Ylempi vaihe S-IVB (Saturn-V LV: n kolmas vaihe), jossa on uudelleenkäytettävä moottori, jota käytettiin Apollo-avaruusaluksen laukaisemiseen vertailurataan maapallon ympäri ja sitten lentoradalle Kuuhun. Ylempi vaihe, joka painoi 119,9 tonnia, sisälsi 83 tonnia nestemäistä happea ja 229 000 litraa (16 tonnia) nestemäistä vetyä - 475 sekuntia kiinteää tulta. Työntövoima on miljoona newtonia!
Pitkän kantaman avaruusviestintäjärjestelmät, jotka takaavat luotettavan tiedon vastaanoton ja lähettämisen avaruusaluksilta satojen miljoonien kilometrien etäisyydeltä. Telakointitekniikan kehittäminen avaruudessa on avain kiertorata -asemien luomiseen ja raskaiden miehitettyjen avaruusalusten kokoamiseen aurinkokunnan sisä- ja ulkoplaneettoja varten. Uuden teknologian ilmaantuminen mikroelektroniikassa, materiaalitieteessä, kemiassa, lääketieteessä, robotiikassa, instrumentoinnissa ja muilla vastaavilla aloilla merkitsi väistämätöntä välitöntä läpimurtoa avaruustutkimuksessa.
Ihmisen laskeutuminen kuuhun ei ollut kaukana, mutta miksi emme käyttäisi käytettävissä olevaa tekniikkaa rohkeampien tutkimusmatkojen suorittamiseen? Esimerkiksi - miehitetty Venuksen lento!
Jos menestymme, me - ensimmäistä kertaa koko sivilisaation aikakaudella - olisimme onnekkaita nähdessemme tuon kaukaisen, salaperäisen maailman Aamutähden läheisyydessä. Kävele 4000 km Venuksen pilvipeitteen yläpuolella ja liukene planeetan toisella puolella olevaan sokeaseen auringonvaloon.
Apollo - S -IVB -avaruusalus Venuksen läheisyydessä
Jo paluumatkalla astronautit tutustuvat elohopeaan - he näkevät planeetan 0,3 tähtitieteellisen yksikön etäisyydeltä: 2 kertaa lähempänä kuin Maasta tulevat tarkkailijat.
1 vuosi ja 1 kuukausi avoimessa tilassa. Reitin pituus on puoli miljardia kilometriä.
Historian ensimmäisen planeettojen välisen tutkimusmatkan toteuttaminen suunniteltiin käyttämällä yksinomaan olemassa olevaa tekniikkaa ja Apollo -ohjelmassa luotuja raketti- ja avaruusteknologian näytteitä. Tietenkin tällainen monimutkainen ja pitkä tehtävä edellyttäisi useita epätyypillisiä päätöksiä aluksen asettelua valittaessa.
Esimerkiksi S-IVB-vaihe polttoaineen palamisen jälkeen oli tuuletettava ja käytettävä sitten asutettuna osastona (märkäpaja). Ajatus polttoainesäiliöiden muuttamisesta astronauttien asuintiloiksi näytti erittäin houkuttelevalta, varsinkin kun otetaan huomioon, että "polttoaine" tarkoitti vetyä, happea ja niiden "myrkyllistä" H2O -seosta.
Apollo-avaruusaluksen päämoottori oli tarkoitus korvata kahdella nestemäistä polttoainetta käyttävällä rakettimoottorilla kuun moduulin laskeutumisvaiheesta. Samalla työntövoimalla tällä oli kaksi tärkeää etua. Ensinnäkin moottorien päällekkäisyys lisäsi koko järjestelmän luotettavuutta. Toiseksi lyhyemmät suuttimet helpottivat adapteritunnelin suunnittelua, jota astronautit käyttivät myöhemmin navigoidakseen Apollo-komentomoduulin ja S-IVB: n sisällä olevien asuintilojen välillä.
Kolmas tärkeä ero "Venusian avaruusaluksen" ja tavallisen S-IVB-Apollo-paketin välillä liittyy pieneen "ikkunaan", joka peruuttaa laukaisun ja palauttaa komentopalvelumoduulin Maalle. Jos ylemmässä vaiheessa esiintyy toimintahäiriöitä, aluksen miehistöllä oli muutama minuutti aikaa käynnistää jarrumoottori (Apollo -avaruusaluksen propulsiorakettimoottori) ja palata takaisin.
Apollo-avaruusaluksen asettelut yhdessä S-IVB-ylemmän vaiheen kanssa. Vasemmalla on peruslähtövaihe pakatulla "kuumoduulilla". Oikea - näkymä "Venusian aluksesta" eri lennon vaiheissa
Tämän seurauksena jopa ENNEN Venus-kiihdytyksen alkua järjestelmän erottaminen ja uudelleen telakointi oli suoritettava: Apollo erotettiin S-IVB: stä, "kaatui" päänsä päälle ja sen jälkeen telakoituna ylemmässä vaiheessa komentomoduulin sivulta. Samaan aikaan Apollon päämoottori oli suunnattu ulospäin, lennon suuntaan. Tämän järjestelmän epämiellyttävä piirre oli ylikuormituksen epätavallinen vaikutus astronauttien kehoon. Kun S -IVB -ylemmän vaiheen moottori kytkettiin päälle, astronautit lentävät kirjaimellisesti "silmät otsaansa" - ylikuormitus painamisen sijaan "veti" heidät istuimiltaan.
Ymmärtäen kuinka vaikeaa ja vaarallista tällainen retkikunta on, ehdotettiin valmistautumista Venus -lentoon useissa vaiheissa:
- testilento maapallon ympäri Apollo-avaruusaluksella, jossa on telakoitu massa- ja kokomalli S-IVB;
- yhden vuoden miehitetty lento Apollo- S-IVB -joukosta geostationaarisella kiertoradalla (35 786 km: n korkeudessa maanpinnan yläpuolella).
Ja vasta sitten - Venuksen alku.
Orbitaalinen asema "Skylab"
Aika kului, teknisten ongelmien määrä kasvoi, samoin kuin niiden ratkaisemiseen tarvittava aika. "Kuu -ohjelma" tuhosi rajusti NASAn budjetin. Kuusi laskua lähimmän taivaankappaleen pinnalle: prioriteetti saavutettu - Yhdysvaltain talous ei voinut vetää enempää. 1960 -luvun kosminen euforia on tullut loogiseen päätökseen. Kongressi leikkasi yhä enemmän kansallisen ilmailu- ja avaruusjärjestön tutkimuksen budjettia, eikä kukaan edes halunnut kuulla mistään suurenmoisista miehitetyistä lennoista Venukseen ja Marsiin: automaattiset planeettojen väliset asemat tutkivat erinomaisesti avaruutta.
Tämän seurauksena vuonna 1973 Skylab-asema lähetettiin maanläheiselle kiertoradalle Apollo-S-IVB-klusterin sijaan. Fantastinen muotoilu, monta vuotta aikaansa edellä - riittää, kun sanotaan, että sen massa (77 tonnia) ja asuinalueiden tilavuus (352 kuutiometriä) olivat neljä kertaa suuremmat kuin muilla - Salyutin Neuvostoliiton kiertoradat Almaz -sarja …
SkyLabin pääsalaisuus: se luotiin Saturn-V-kantoraketin S-IVB: n kolmannen vaiheen perusteella. Toisin kuin Venus -alus, Skylabin sisäosia ei kuitenkaan koskaan käytetty polttoainesäiliönä. Skylab laukaistiin välittömästi kiertoradalle täydellisten tieteellisten laitteiden ja elämän tukijärjestelmien kanssa. Aluksella oli 2 000 kiloa ruokaa ja 6 000 kiloa vettä. Pöytä on katettu, on aika ottaa vieraita vastaan!
Ja sitten se alkoi … Amerikkalaiset kohtasivat niin paljon teknisiä ongelmia, että aseman toiminta osoittautui käytännössä mahdottomaksi. Virransyöttöjärjestelmä oli epäkunnossa, lämmön tasapaino häiriintyi: aseman sisällä lämpötila nousi + 50 ° C: een. Tilanteen korjaamiseksi Skylabiin lähetettiin kiireesti kolmen astronautin retkikunta. Hätäasemalla vietettyjen 28 päivän aikana he avasivat tukkeutuneen aurinkopaneelipaneelin, asensivat lämmön suojaavan "kilven" ulkopinnalle ja suunnasivat sitten Apollo-avaruusalusten moottoreiden avulla Skylabin sellaiseen kulmaan, että Auringon valaisemalla rungon pinnalla oli vähimmäispinta -ala.
Skylab. Kiinnikkeisiin asennettu lämpösuoja on selvästi näkyvissä
Asema saatiin jotenkin toimintakuntoon, röntgen- ja ultraviolettialueiden aluksella oleva observatorio alkoi toimia. Skylb -laitteiden avulla löydettiin”reikiä” auringon koronasta ja tehtiin kymmeniä biologisia, teknisiä ja astrofyysisiä kokeita. "Korjaus- ja palautusprikaatin" lisäksi asemalla vieraili kaksi muuta tutkimusmatkaa - 59 ja 84 päivää. Myöhemmin oikukas asema oli mothballed.
Heinäkuussa 1979, viisi vuotta viimeisen ihmisvierailun jälkeen, Skylab astui tiheään ilmakehään ja romahti Intian valtameren yli. Osa roskista putosi Australian alueelle. Joten tarina "Saturn-V" -kauden viimeisestä edustajasta päättyi.
Neuvostoliiton TMK
On uteliasta, että samanlainen hanke on työstetty maassamme: 1960-luvun alusta lähtien OKB-1: llä on kaksi työryhmää G. Yu: n johdolla. Maximov ja K. P. Feoktistov kehitti hankkeen raskaalle planeettojenväliselle avaruusalukselle (TMK), jolla lähetettiin miehitetty retkikunta Venukseen ja Marsiin (taivaankappaleiden tutkimus lentoreitiltä laskeutumatta niiden pinnalle). Toisin kuin jenkit, jotka alun perin pyrkivät yhdistämään Appolo -sovellusohjelman järjestelmät kokonaan, Neuvostoliitto kehitti täysin uuden aluksen, jolla oli monimutkainen rakenne, ydinvoimala ja sähköiset suihkumoottorit (plasma). Avaruusaluksen lähtövaiheen arvioidun massan maapallon kiertoradalla oli tarkoitus olla 75 tonnia. Ainoa asia, joka yhdisti TMK-projektin kotimaiseen "kuun ohjelmaan", oli N-1-superraskas kantoraketti. Keskeinen osa kaikkia ohjelmia, joista menestyksemme avaruudessa riippui.
TMK -1: n laukaisu Marsille oli suunniteltu 8. heinäkuuta 1971 - suuren vastakkainasettelun päivinä, jolloin Punainen planeetta lähestyy Maata mahdollisimman lähellä. Retkikunnan paluu suunniteltiin 10. heinäkuuta 1974.
Molemmissa Neuvostoliiton TMK -versioissa oli monimutkainen injektioalgoritmi kiertoradalle - Maximovin työryhmän ehdottama "kevyempi" avaruusaluksen versio edellytti TMK: n miehittämättömän moduulin laukaisua matalan maan kiertoradalle ja sen jälkeen kolmen hengen miehistön laskeutumista kosmonautit avaruuteen yksinkertaisessa ja luotettavassa "unionissa". Feokistovin versio tarjosi vielä kehittyneemmän järjestelmän, jossa oli useita N-1-laukaisuja ja avaruusaluksen kokoonpano avaruudessa.
TMK: n työn aikana tehtiin valtava tutkimuskompleksi, jolla luotiin elämän tukijärjestelmiä suljetulle kierrokselle ja hapen regeneroinnille, keskusteltiin miehistön säteilysuojelusta auringonpaisteilta ja galaktiselta säteilyltä. Paljon huomiota kiinnitettiin ihmisen suljetussa tilassa oleskelun psykologisiin ongelmiin. Erittäin raskas kantoraketti, ydinvoimalaitosten käyttö avaruudessa, viimeisimmät (tuolloin) plasmoottorit, planeettojen välinen viestintä, algoritmit monitonnisten aluksen osien telakointiin ja purkamiseen lähellä maapalloa-TMK ilmestyi sen luojalle erittäin monimutkaisen teknisen järjestelmän muodossa, jota on käytännössä mahdotonta toteuttaa 1960 -luvun tekniikan avulla.
Raskaan planeettojen välisen avaruusaluksen konsepti jäädytettiin "Kuu" N-1: n epäonnistuneiden laukaisujen jälkeen. Tulevaisuudessa päätettiin luopua TMK: n kehittämisestä kiertorata -asemien ja muiden realistisempien hankkeiden hyväksi.
Ja onni oli niin lähellä …
Huolimatta kaikkien tarvittavien tekniikoiden läsnäolosta ja kaikesta näennäisestä yksinkertaisuudesta lentää lähimpiin taivaankappaleisiin, Venuksen ja Marsin miehitetty lento ei ylittänyt avaruuden loistavia valloittajia 1960 -luvulla.
Teoriassa kaikki oli suhteellisen hyvää: tieteemme ja teollisuutemme pystyivät luomaan lähes minkä tahansa raskaan planeettojen välisen aluksen elementin ja jopa laukaisemaan ne erikseen avaruuteen. Kuitenkin käytännössä Neuvostoliiton raketti- ja avaruusalan asiantuntijat, kuten heidän amerikkalaiset kollegansa, kohtasivat niin hirvittävän määrän liukenemattomia ongelmia, että TMK -projekti haudattiin "otsikon alle" monta vuotta.
Pääongelma planeettojen välisen avaruusaluksen luomisessa, kuten nytkin, oli tällaisen järjestelmän LUOTETTAVUUS. Ja siinä oli ongelmia …
Vielä nykyäänkin, kun nykyinen mikroelektroniikan, sähköisten suihkumoottorien ja muiden huipputeknologioiden kehitystaso on, miehitetyn tutkimusmatkan lähettäminen Punaiselle planeetalle näyttää ainakin riskialtiselta, vaikeasti toteutettavalta ja mikä tärkeintä, liian kalliilta tehtävältä tällaiselle hankkeelle. toteutettava todellisuudessa. Vaikka yritys laskeutua Punaisen planeetan pinnalle hylätään, ihmisen pitkäaikainen oleskelu avaruusaluksen ahtaissa tiloissa ja tarve elvyttää erittäin raskaita kantoraketteja pakottaa nykyaikaiset asiantuntijat piirtämään yksiselitteinen johtopäätös: nykyisellä tekniikan tasolla miehitetyt tehtävät "maanpäällisen ryhmän" lähimpiin planeettoihin ovat käytännössä mahdottomia.
Etäisyys! Kyse on valtavista etäisyyksistä ja niiden ylittämiseen kuluvasta ajasta.
Todellinen läpimurto tapahtuu vasta, kun keksitään moottoreita, joilla on suuri työntövoima ja yhtä suuri ominaisimpulssi, mikä varmistaa aluksen kiihtymisen satojen kilometrien nopeuteen lyhyessä ajassa. Suuri lentonopeus poistaa automaattisesti kaikki ongelmat, jotka liittyvät monimutkaisiin elämää ylläpitäviin järjestelmiin ja retkikunnan pitkäaikaiseen oleskeluun avaruuden laajuudessa.
Apollo -komento- ja palvelumoduuli
