A URSS poderia ter vencido a corrida lunar?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Como você sabe, a União Soviética não conseguiu passar à frente da América na Lua. H-1 - resposta soviética ao Saturno-V - o foguete no qual nossas esperanças lunares estavam fixadas, tentou decolar quatro vezes e explodiu quatro vezes logo após a decolagem. Não querendo gastar milhões e bilhões de rublos em uma corrida já perdida, em meados da década de 1970 o governo soviético forçou os designers a esquecer a lua.

Mas o caminho percorrido pelo programa lunar soviético no final foi correto? Claro, a história não conhece o modo subjuntivo, e seria muito ousado argumentar que, se as rédeas do programa não estivessem nas mãos de S. P. Korolev e seu sucessor V. P. Mishin e, digamos, nas mãos de M. K. Yangel ou V. N. Chelomei, o resultado da competição com a América teria sido fundamentalmente diferente.

No entanto, todos os projetos não realizados de voos tripulados para o nosso satélite são, sem dúvida, monumentos do pensamento design russo, e é interessante e instrutivo lembrá-los, especialmente agora, quando se fala cada vez mais em voos para a Lua no tempo futuro.

Treine em órbita

Do ponto de vista formal, tanto o programa lunar americano quanto o soviético consistiam em dois estágios: primeiro, um vôo tripulado ao redor da lua e, em seguida, um pouso. Mas se para a NASA o primeiro estágio era o predecessor imediato do segundo e tinha a mesma base material e técnica - o complexo Saturn V - Apollo, então a abordagem soviética era um pouco diferente. Forçado a outros.

Nave lunar para voar ao redor da lua

A foto mostra um esquema da espaçonave para um sobrevôo tripulado da Lua a partir de um projeto preparado no escritório de projetos por V. N. Chelomey.

1) Construção. O projeto do navio lunar (LK) foi preparado em OKB-52 em 30 de junho de 1965. O navio era composto pelo bloco "G" - motor do sistema de resgate de emergência, bloco "B" - veículo de reentrada, bloco "B" - compartimento de equipamentos e compartimento para motores de correção, bloco "A" - pré-aceleração estágio para relatar uma velocidade próxima ao segundo espaço, para sobrevôo da lua.

2) Voo. A nave seria lançada em uma órbita de referência com uma altitude de 186-260 km com um foguete UR-500K de três estágios. A separação da transportadora ocorreu no 585º segundo do vôo. Após uma revolução ao redor da Terra, os motores do bloco de pré-aceleração foram ligados por cerca de 5 minutos, conferindo ao veículo uma velocidade próxima à segunda velocidade espacial. Em seguida, o bloco foi separado. No caminho, foram realizadas três correções de órbita com os motores do bloco "B". Previa-se a realização de 12 lançamentos sem tripulação e até dez com astronauta a bordo.

Os primeiros cálculos feitos no OKB-1 real no início da década de 1960 mostraram que, para pousar a tripulação na Lua, primeiro seria necessário colocar cerca de 40 toneladas de carga útil na órbita da Terra baixa. A prática não confirmou esse número - durante as expedições lunares, os americanos tiveram que colocar em órbita uma carga três vezes maior - 118 toneladas.

Modelo LK em tamanho real O bloco de aceleração "A" é separado do compartimento "B" (motores de correção) por uma treliça de metal. Características do LC. Tripulação: 1 pessoa // Peso do navio no lançamento: 19.072 kg // Peso do navio durante o voo para a Lua: 5187 kg // Peso do veículo de reentrada: 2457 kg // Duração do voo: 6-7 dias.

Mas mesmo se tomarmos a cifra de 40 toneladas como ponto de partida, ainda era óbvio que Korolev não tinha nada para colocar tal carga em órbita. O lendário "sete" R-7 podia "puxar" um máximo de 8 toneladas, o que significa que era necessário recriar um foguete superpesado especial. O desenvolvimento do foguete N-1 foi iniciado em 1960, mas S. P. Korolyov não iria esperar pelo aparecimento de uma nova operadora. Um sobrevoo da lua tripulado, ele acreditava, poderia ser feito em dinheiro.

Sua ideia era lançar em órbita vários blocos relativamente leves com a ajuda de "setes", a partir dos quais, por atracação, seria possível montar uma espaçonave para voar ao redor da Lua (L-1). A propósito, o nome da espaçonave Soyuz originou-se desse conceito de conectar blocos em órbita, e o módulo 7K foi o ancestral direto de toda a linha de burros de carga da cosmonáutica russa. Outros módulos do "trem" real foram indexados em 9K e 11K.

Então, uma cápsula para a tripulação, um contêiner com combustível, blocos de reforço deveriam ter sido colocados em órbita … A partir da ideia inicial de montar uma espaçonave de apenas duas partes, os projetistas do OKB-1 gradativamente chegaram a um todo trem espacial de cinco veículos. Considerando que a primeira atracação em órbita bem-sucedida ocorreu apenas em 1966, durante o vôo da espaçonave americana Gemini-8, é óbvio que a esperança de atracar na primeira metade da década de 1960 deu azar.

Características da tripulação da aeronave: 2 pessoas // Peso do navio no lançamento: 154 t // Peso do navio durante o vôo para a Lua: 50,5 t // Peso do veículo de reentrada: 3, 13 t // Tempo de vôo à Lua: 3, 32 dias // Duração do vôo: 8,5 dias.

Mídia para megatons

Ao mesmo tempo, V. N. Chelomey, o principal concorrente de Korolev, que comandava o OKB-52, tinha suas próprias ambições espaciais e seus próprios argumentos de peso. Desde 1962, o projeto do míssil pesado UR-500 começou na ramificação nº 1 do OKB-52 (agora o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento do Estado de Khrunichev). O índice UR (míssil universal), que todos os mísseis balísticos da "firma" de Chelomeev possuíam, implicava em várias opções de uso desses produtos.

Em particular, o ímpeto para o início dos trabalhos no UR-500 foi a necessidade de um poderoso míssil balístico para lançar bombas de hidrogênio superpoderosas no território de um inimigo potencial - a própria "mãe Kuz'ka" que NS prometeu mostrar ao Oeste. Khrushchev.

De acordo com as lembranças do filho de Khrushchev, Sergei, que apenas naqueles anos trabalhou para Chelomey, o UR-500 foi proposto como portador de uma carga termonuclear com capacidade de 30 megatons. Ao mesmo tempo, porém, significava que o novo foguete poderia desempenhar um papel importante na exploração espacial tripulada.

No início, uma versão de dois estágios do foguete foi criada. Quando o terceiro estágio ainda estava sendo projetado, Chelomey propôs voar ao redor da lua usando um UR-500K de três estágios - ele pode colocar até 19 toneladas em órbita - e uma espaçonave tripulada de módulo único (LK), que será montado inteiramente na Terra e não exigirá qualquer encaixe em órbita.

Esta ideia formou a base de um relatório feito por Chelomey em 1964 no OKB-52 na presença de Korolev, Keldysh e outros designers proeminentes. O projeto despertou forte oposição de Korolyov.

Ele, é claro, não sem razão, acreditava que seu bureau de design (ao contrário do bureau de design de Chelomeev) tinha experiência real na criação de espaçonaves tripuladas, e o designer não estava nada feliz com a perspectiva de compartilhar cosmonáutica com seus amigos rivais.

No entanto, a raiva da Rainha foi dirigida não tanto contra o LK quanto contra o UR-500. Afinal, esse foguete era claramente inferior em confiabilidade e sofisticação ao merecido "sete" e, por outro lado, tinha três a quatro vezes menos carga útil do que o futuro N-1. Mas onde ela está, N-1?

Plataforma de pouso LK700 (layout). Ela deveria ficar na lua.

Um ano se passou, que, pode-se dizer, foi perdido para o programa lunar soviético. Continuando a trabalhar em seu navio pré-fabricado, Korolyov chegou à conclusão de que o projeto era insustentável.

Ao mesmo tempo, em 1965, com a ajuda do UR-500, foi lançado em órbita o primeiro de quatro "Protons", satélites pesados de 12 a 17 toneladas. O R-7 não teria conseguido naquela. No final, Korolyov teve que, como dizem, pisar na garganta de sua própria música e se comprometer com Chelomey.

1) Ajuste direto. “O uso de um esquema de vôo direto sem atracar em órbitas de satélites artificiais ou ISL, por um lado, simplifica muito a tarefa, reduz o custo e o tempo de desenvolvimento e aumenta a confiabilidade da tarefa, e por outro lado, permite o navio a ser utilizado como veículo de transporte.

Com um aumento no tráfego de carga para a Lua, o único esquema de vôo possível será um esquema direto, em que todo o navio (ou toda a carga útil) é entregue à superfície lunar, em oposição ao esquema de vôo pouco promissor com atracação na ISL órbita, onde a maior parte da carga permanece na órbita da Lua (do projeto de texto preliminar).

2) Bases lunares. O complexo UR-700-LK700 foi projetado não apenas para pousos únicos na Lua, mas também para criar bases lunares no satélite da Terra. O apetrechamento da base foi planejado em três etapas. O primeiro lançamento na superfície lunar oferece uma base lunar estacionária pesada e não tripulada.

O segundo lançamento para a lua entrega a tripulação na espaçonave LK700, enquanto a base é usada como um farol. Após o desembarque do navio, sua tripulação segue para a base estacionária, e o navio é preservado até o vôo de retorno. O terceiro lançamento entrega um rover lunar pesado, no qual a tripulação faz expedições na lua.

Como compartilhar o fracasso

Em 8 de setembro de 1965, uma reunião técnica foi convocada em OKB-1, para a qual os principais designers do escritório de design de Chelomeev, chefiados pelo próprio Designer Geral, foram convidados.

Korolev presidiu a reunião, que fez o discurso de abertura. Sergei Pavlovich concordou que o UR-500 era mais promissor para o projeto de voar ao redor da lua e sugeriu que Chelomey se concentrasse no aprimoramento desse veículo de lançamento. Ao mesmo tempo, ele pretendia deixar o desenvolvimento da espaçonave para voar ao redor da lua.

A imensa autoridade da Rainha permitiu-lhe colocar suas idéias em prática. Para "concentrar as forças das organizações de design", a liderança do país decidiu interromper os trabalhos no projeto LK. A espaçonave 7K-L1 deveria voar ao redor da lua, o que levantaria o UR-500K da Terra.

As fotografias mostram fotos de arquivo da maquete em tamanho real do navio na configuração de lançamento e a opção de pouso lunar.

Em 10 de março de 1967, o conjunto real-Chelomeev partiu de Baikonur. No total, de 1967 a 1970, foram lançados doze 7K-L1s, com status de sondas lunares. Dois deles foram para a órbita da Terra baixa, o resto para a Lua.

Os cosmonautas soviéticos estavam ansiosos para - bem, quando um deles teria a sorte de ir para a estrela da noite a bordo do novo navio! Acontece que nunca. Apenas dois voos do sistema passaram sem comentários, e nos restantes dez avarias graves foram notadas. E apenas duas vezes o motivo da falha foi o míssil UR-500K.

Em tal situação, ninguém ousava arriscar vidas humanas e, além disso, os testes não tripulados se arrastavam tanto que nessa época os americanos já haviam conseguido voar ao redor da lua e até pousar nela. O trabalho no 7K-L1 foi interrompido.

Esperança por um milagre

Parece que poucos de nós não fizeram a pergunta que dói para a consciência nacional: por que, afinal, o país que lançou o primeiro satélite ao espaço e colocou Gagarin em órbita perdeu a corrida lunar a seco? Por que, tão único quanto o N-1, o foguete superpesado Saturno V funcionou como um relógio em todos os voos para a Lua, e nossa “esperança” não colocou um único quilograma nem mesmo na órbita baixa da Terra?

Um dos principais motivos foi citado já nos anos da perestroika pelo sucessor de V. P. Korolev. Mishin. “A construção da produção e da base do estande”, disse ele em entrevista ao jornal Pravda, “foi realizada com um atraso de dois anos.

E mesmo assim despojado. Os americanos poderiam testar um bloco de motor inteiro em suas arquibancadas e colocá-lo em um foguete sem anteparo, colocá-lo em vôo. Testamos peça por peça e não ousamos dar partida em 30 motores de primeiro estágio com montagem completa. Depois a montagem dessas peças, claro, sem a garantia de um polimento limpo.”

Sabe-se que toda uma planta foi construída no cosmódromo para testes de vôo do foguete N-1. As dimensões gigantescas do foguete não permitiam que ele fosse transportado em etapas prontas. O foguete foi literalmente concluído antes do lançamento, incluindo soldagem.

Em outras palavras, os americanos tiveram a oportunidade de trabalhar em seus sistemas e corrigir problemas durante os testes de bancada e enviar o produto acabado para o céu, e os designers reais só tinham a esperança de que o foguete "bruto", complexo e absurdamente caro fosse de repente pegue e voe. E ela não voou.

Foguetes de reforço Foguete N-1 (OKB-1, esquerda). De fevereiro de 1969 a novembro de 1972, quatro lançamentos deste foguete foram feitos, e todos eles terminaram em fracasso. A diferença fundamental entre o foguete N-1 e os projetos OKB-52 é o uso de motores a querosene a oxigênio projetados pelo Kuznetsov Design Bureau.

Os motores NK-33, criados para o primeiro estágio (eram 30 deles, e foram colocados em um círculo), sobreviveram ao projeto lunar soviético e ainda são usados na Rússia e nos EUA e Japão. Foguete VP-700 S YARD RO-31 (centro). Talvez um dos projetos mais exóticos do programa lunar soviético.

Pelos cálculos dos autores do projeto de anteprojeto, o uso de motores a jato nucleares na terceira etapa aumentaria significativamente a massa da carga lançada em órbita. Levando uma carga de até 250 toneladas, esse foguete poderia ser usado no programa para a construção de bases lunares. E ao mesmo tempo - para ameaçar a Terra com a queda do reator gasto do céu. Foguete UR-700K (OKB-52, direita).

O projeto desse porta-aviões superpesado foi baseado em elementos do foguete UR-500K, mais tarde conhecido como Proton. Na área de usinas de energia, Chelomey trabalhou com KB Glushko, que desenvolveu motores potentes usando combustíveis altamente tóxicos: amila (tetróxido de dinitrogênio) e heptil (dimetilhidrazina assimétrica).

O uso de combustível tóxico é uma das razões pelas quais a Proton não lançou ao espaço navios com tripulação a bordo. Todos os blocos prontos, a partir dos quais o foguete UR-700 poderia ser montado no cosmódromo, cabiam nas dimensões de 4100 mm, o que possibilitava transportá-los em plataformas ferroviárias. Assim, foi possível evitar a conclusão do foguete no local de lançamento.

Ajuste direto

Chelomey, o eterno rival da Rainha, também tinha uma alternativa aqui. Antes mesmo dos lançamentos malsucedidos do N-1, em 1964, Vladimir Nikolaevich se propõe a enviar uma expedição para pousar na Lua usando o veículo lançador UR-700. Tal foguete não existia, entretanto, de acordo com Chelomey, ele poderia ser desenvolvido em um tempo muito curto com base em elementos produzidos em série do foguete UR-500.

Ao mesmo tempo, o UR-700 em potência seria superior não só ao N-1, que na versão mais pesada seria capaz (teoricamente) de colocar 85 toneladas de carga em órbita terrestre baixa, mas também o Saturno americano.

Na versão básica, o UR-700 poderia colocar cerca de 150 toneladas em órbita, e modificações mais "avançadas", incluindo aquelas com um motor nuclear para o terceiro estágio, aumentariam esse número para 250 toneladas. E o UR-700 se encaixaria em um Com dimensão de 4100 mm, podiam ser facilmente transportados das oficinas da fábrica para o cosmódromo, e aí apenas atracados, evitando soldagens e outros processos complexos de produção.

Além do foguete, o Chelomey Design Bureau propôs seu conceito original de uma espaçonave lunar, chamada LK700. Qual foi a sua originalidade? Como você sabe, o "Apollo" americano nunca pousou completamente na lua.

A espaçonave com a cápsula de reentrada permaneceu em órbita circunlunar, enquanto a sonda foi enviada para a superfície do satélite. O escritório real de projetos seguiu aproximadamente o mesmo princípio ao desenvolver seu navio lunar L-3. Mas o LK 700 foi projetado para o chamado pouso direto na lua, sem entrar em uma órbita lunar. Após o término da expedição, ele apenas deixou a plataforma de pouso na Lua e foi para a Terra.

As ideias de Chelomey realmente abriram uma rota mais barata e rápida para o pouso na lua para a cosmonáutica soviética? Não foi possível verificar isso na prática. Apesar do fato de que em setembro de 1968 o projeto preliminar do sistema UR-700-LK-700 estava totalmente preparado, que continha muitos volumes de documentação, Chelomey não teve permissão para fazer nem mesmo um modelo em tamanho real do veículo de lançamento.

Este fato, aliás, refuta a crença popular de que, devido ao surgimento de um projeto alternativo, os recursos alocados para o programa lunar soviético foram dispersos, e isso teria sido um dos motivos do seu fracasso.

Só conseguimos fazer um modelo em tamanho real do LK-700. Ele não sobreviveu até hoje, mas as fotografias de arquivo e os materiais do rascunho tornam possível imaginar visualmente como um navio soviético na lua poderia ser.