“… Antigament la gent mirava al cel per veure les imatges dels seus herois entre les constel·lacions. Des de llavors han canviat molt: les persones de carn i ossos s’han convertit en els nostres herois. Altres els seguiran i segur que trobaran el camí cap a casa. Les seves cerques no seran en va. Tot i això, aquestes persones van ser les primeres i seguiran sent les primeres del nostre cor. A partir d’ara, tothom que no fixi els ulls en Venus recordarà que un petit racó d’aquest món aliè pertany per sempre a la humanitat.
- Discurs del president Barack Obama dedicat al 40è aniversari de l'enviament d'una missió tripulada a Venus, M. Canaveral, 31 d’octubre de 2013
En aquest punt, només podeu arronsar les espatlles i admetre honestament que mai no hi ha hagut cap vol tripulat a Venus. I el mateix "discurs del president Obama" és només un fragment del discurs preparat de R. Nixon en cas de la mort dels astronautes enviats a conquistar la lluna (1969). Tot i això, la maldestra posada en escena té justificacions molt específiques. Així va ser com la NASA va veure els seus plans d’exploració espacial als anys seixanta:
- 31 d’octubre de 1973: llançament del vehicle de llançament Saturn-V amb missió tripulada a Venus;
- 3 de març de 1974: el pas del vaixell prop de l'estrella del matí;
- 1 de desembre de 1974: el retorn del mòdul de descens amb la tripulació a la Terra.
Ara sembla ciència ficció, però llavors, fa mig segle, els científics i els enginyers es van omplir dels plans i expectatives més atrevits. Tenen a les seves mans la tecnologia més potent i perfecta per conquerir l'espai, creada en el marc del programa lunar "Apollo" i missions automàtiques per estudiar el sistema solar.
El vehicle de llançament Saturn V és el vehicle de llançament fabricat per humans més potent de la història, amb una massa de llançament superior a 2900 tones. I la massa de la càrrega útil llançada en òrbita terrestre baixa podria arribar a les 141 tones.
Calculeu l’alçada del coet. A 110 metres d’un edifici de 35 plantes.
Nau espacial pesada de tres places "Apollo" (pes del compartiment de comandament: 5500 … 5800 kg; pes del mòdul de servei: fins a 25 tones, de les quals 17 tones eren de combustible). Es va suposar que aquest vaixell s’havia d’utilitzar per anar més enllà de l’òrbita terrestre baixa i volar fins al cos celeste més proper: la Lluna.
Etapa superior S-IVB (tercera etapa del Saturn-V LV) amb un motor reutilitzable, que s’utilitza per llançar la sonda espacial Apollo a una òrbita de referència al voltant de la Terra i després a un camí de vol cap a la Lluna. L'etapa superior que pesava 119,9 tones contenia 83 tones d'oxigen líquid i 229.000 litres (16 tones) d'hidrogen líquid, 475 segons de foc sòlid. L’embranzida és d’un milió de newtons.
Sistemes de comunicació espacial de llarg abast que garanteixen la recepció i transmissió fiables de dades de les naus espacials a distàncies de centenars de milions de quilòmetres. El desenvolupament de la tecnologia d’acoblament a l’espai és la clau per a la creació d’estacions orbitals i per al muntatge de naus espacials tripulades pesades per als vols als planetes interior i exterior del sistema solar. L’aparició de noves tecnologies en microelectrònica, ciència de materials, química, medicina, robòtica, instrumentació i altres camps relacionats va significar un avenç imminent inevitable en l’exploració espacial.
L’aterratge d’un home a la Lluna no estava lluny, però per què no utilitzar la tecnologia disponible per dur a terme expedicions més atrevides? Per exemple: un sobrevi tripulat de Venus!
Si teníem èxit, per primera vegada en tota l’era de la nostra civilització tindríem la sort de veure aquell llunyà i misteriós món a les rodalies de l’estrella del matí. Camineu 4000 km per sobre de la coberta de núvols de Venus i dissoleu-vos a la llum solar cegadora de l’altra banda del planeta.
Apollo - Nau espacial S-IVB a les rodalies de Venus
Ja a la tornada, els astronautes coneixeran Mercuri: veuran el planeta a una distància de 0,3 unitats astronòmiques: dues vegades més a prop que els observadors de la Terra.
1 any i 1 mes en espai obert. El camí té una longitud de mig milió de quilòmetres.
La implementació de la primera expedició interplanetària de la història es va planejar utilitzant exclusivament tecnologies existents i mostres de coets i tecnologia espacial creades sota el programa Apollo. Per descomptat, una missió tan complexa i llarga requeriria una sèrie de decisions no estàndard a l’hora d’escollir la distribució d’un vaixell.
Per exemple, l’etapa S-IVB, després de l’esgotament del combustible, va haver de ser ventilada i després utilitzada com a compartiment habitat (taller humit). La idea de convertir els dipòsits de combustible en habitatges per als astronautes semblava molt atractiva, sobretot tenint en compte que "combustible" significava hidrogen, oxigen i la seva barreja "tòxica" de H2O.
El motor principal de la sonda espacial Apollo se suposava que hauria de ser substituït per dos motors de coets de propulsió líquida des de l’embarcador del mòdul lunar. Amb el mateix impuls, això tenia dos avantatges importants. En primer lloc, la duplicació de motors va augmentar la fiabilitat de tot el sistema. En segon lloc, els broquets més curts van facilitar el disseny d’un túnel adaptador que més tard serien utilitzat pels astronautes per navegar entre el mòdul de comandament d’Apollo i els habitatges de l’interior del S-IVB.
La tercera diferència important entre la "sonda espacial Venusiana" i el paquet S-IVB - Apollo habitual s'associa a una petita "finestra" per cancel·lar el llançament i retornar el mòdul de servei d'ordres a la Terra. En cas de mal funcionament a l’etapa superior, la tripulació del vaixell disposava d’uns minuts per engegar el motor de frenada (motor coet de propulsió de la sonda espacial Apollo) i continuar el rumb de tornada.
Dissenys de la sonda espacial Apollo conjuntament amb l’etapa superior S-IVB. A l'esquerra hi ha l'etapa bàsica de sortida amb un "mòdul lunar" ple. Dreta: una vista del "vaixell venusià" en diverses etapes del vol
Com a resultat, fins i tot ABANS de l’inici de l’acceleració cap a Venus, s’havia de dur a terme la separació i el nou acoblament del sistema: l’Apollo es va separar del S-IVB, va “caure” per sobre del cap i després va ser acoblat amb l’etapa superior des del lateral del mòdul d’ordres. Al mateix temps, el motor principal de l'Apollo estava orientat cap a l'exterior, en la direcció del vol. Una característica desagradable d’aquest esquema va ser l’efecte no estàndard de la sobrecàrrega sobre els cossos dels astronautes. Quan es va engegar el motor de l'etapa superior S-IVB, els astronautes van volar literalment amb els "ulls al front": la sobrecàrrega, en lloc de prémer, al contrari, els "va treure" dels seus seients.
En adonar-se del difícil i perillosa que és aquesta expedició, es va proposar preparar el vol a Venus en diverses etapes:
- prova de vol al voltant de la Terra de la sonda espacial Apollo amb una massa acoblada i un model de mida S-IVB;
- un vol tripulat d’un any del cúmul Apollo - S-IVB en òrbita geoestacionària (a una altitud de 35 786 km sobre la superfície terrestre).
I només llavors: l’inici de Venus.
Estació orbital "Skylab"
El temps va passar, el nombre de problemes tècnics va créixer, així com el temps necessari per solucionar-los. El "programa lunar" va devastar dràsticament el pressupost de la NASA. Sis desembarcaments a la superfície del cos celeste més proper: prioritat assolida: l'economia nord-americana no podria tirar més. L’eufòria còsmica dels anys seixanta ha arribat a la seva conclusió lògica. El Congrés reduïa cada cop més el pressupost per a l’estudi de l’Agència Nacional Aeroespacial i ningú no volia ni sentir parlar de grans tripulacions de vols tripulats a Venus i Mart: les estacions interplanetàries automàtiques feien un excel·lent treball d’estudi de l’espai.
Com a resultat, el 1973, l’estació Skylab es va llançar a una òrbita propera a la terra en lloc del cúmul Apollo - S-IVB. Un disseny fantàstic, molts anys avançat al seu temps, n’hi ha prou amb dir que la seva massa (77 tones) i el volum de compartiments habitables (352 metres cúbics) eren 4 vegades superiors als dels seus companys: estacions orbitals soviètiques del Salyut / Sèrie Almaz …
El secret principal del SkyLab: es va crear sobre la base de la tercera etapa del S-IVB del vehicle de llançament Saturn-V. No obstant això, a diferència del vaixell Venus, les entranyes de Skylab mai no es van utilitzar com a dipòsit de combustible. Skylab es va llançar immediatament a l'òrbita amb un conjunt complet d'equips científics i sistemes de suport vital. A bord hi havia 2.000 lliures de menjar i 6.000 lliures d’aigua. La taula està preparada, és hora de rebre convidats!
I llavors va començar … Els nord-americans es van enfrontar a un flux de problemes tècnics tan gran que el funcionament de l’estació va resultar pràcticament impossible. El sistema d’alimentació no funcionava, el balanç de calor es va alterar: la temperatura a l’interior de l’estació va pujar a + 50 ° Celsius. Per solucionar la situació, es va enviar urgentment a Skylab una expedició de tres astronautes. Durant els 28 dies que van passar a bord de l'estació d'emergència, van obrir el panell solar bloquejat, van muntar un "escut" de protecció tèrmica a la superfície exterior i, després, amb els motors de la sonda espacial Apollo, van orientar el Skylab en un angle tal que la superfície del casc il·luminada pel Sol tenia la superfície mínima.
Skylab. L’escut tèrmic instal·lat a les mènsules és ben visible
L’estació d’alguna manera es va posar en funcionament, l’observatori a bord de la gamma de raigs X i ultraviolats va començar a funcionar. Amb l'ajut de l'equip Skylb, es van descobrir "forats" a la corona solar i es van dur a terme desenes d'experiments biològics, tècnics i astrofísics. A més de la "brigada de reparació i restauració", l'estació va rebre la visita de dues expedicions més, de 59 i 84 dies. Més tard, la capriciosa estació es va fer nafta.
El juliol de 1979, cinc anys després de l'última visita humana, Skylab va entrar a l'atmosfera densa i es va esfondrar sobre l'oceà Índic. Una part dels residus van caure al territori d’Austràlia. Així, la història de l'últim representant de l'era "Saturn-V" va acabar.
TMK soviètic
És curiós que es treballés un projecte similar al nostre país: des de principis dels anys seixanta, OKB-1 té dos grups de treball sota la direcció de G. Yu. Maximov i K. P. Feoktistov va desenvolupar un projecte per a una nau espacial interplanetària pesada (TMK) per enviar una expedició tripulada a Venus i Mart (estudi dels cossos celestes des d'un trajecte de vol sense aterrar a la seva superfície). A diferència dels ianquis, que inicialment van intentar unificar completament els sistemes del programa d'aplicacions Appolo, la Unió Soviètica va desenvolupar un vaixell completament nou amb una estructura complexa, una central nuclear i motors de reacció elèctrica (plasma). La massa estimada de l’etapa de sortida de la nau espacial en òrbita terrestre es suposava que era de 75 tones. L'únic que va connectar el projecte TMK amb el "programa lunar" nacional va ser el vehicle de llançament súper pesat N-1. Un element clau de tots els programes dels quals depenien els nostres èxits espacials.
El llançament de TMK-1 a Mart estava previst per al 8 de juliol de 1971, durant els dies de la gran confrontació, quan el planeta vermell s’acosta a la Terra el més a prop possible. El retorn de l’expedició estava previst per al 10 de juliol de 1974.
Ambdues versions del TMK soviètic tenien un complex algoritme d'injecció en òrbita: la versió "més lleugera" de la nau espacial proposada pel grup de treball de Maximov preveia el llançament del mòdul no tripulat TMK a l'òrbita baixa terrestre seguit de l'aterratge d'una tripulació de tres persones. cosmonautes lliurats a l'espai en una "Unió" senzilla i fiable. La versió de Feokistov preveia un esquema encara més sofisticat amb diversos llançaments N-1 amb el posterior muntatge de la nau espacial a l'espai.
En el transcurs dels treballs sobre el TMK, es va dur a terme un colossal complex d’estudis per crear sistemes de suport vital per a un cicle tancat i regeneració d’oxigen, es van discutir qüestions de protecció contra la radiació de la tripulació contra les llums solars i la radiació galàctica. Es va prestar molta atenció als problemes psicològics de l’estada d’una persona en un espai reduït. Vehicle de llançament súper pesat, l’ús de centrals nuclears a l’espai, els últims motors de plasma (en aquell moment), comunicacions interplanetàries, algoritmes per acoblar-desacoblar peces de vaixells de diverses tones en òrbita propera a la terra - TMK va comparèixer davant els seus creadors en forma d’un sistema tècnic extremadament complex, pràcticament impossible d’implementar amb l’ajut de la tecnologia dels anys seixanta.
El disseny conceptual de la pesada sonda interplanetària es va congelar després d'una sèrie de llançaments fallits de la "lunar" N-1. En el futur, es va decidir abandonar el desenvolupament de TMK en favor d’estacions orbitals i altres projectes més realistes.
I la felicitat era tan propera …
Malgrat la presència de totes les tecnologies necessàries i tota l’aparent senzillesa dels vols cap als cossos celestes més propers, un sobrevol tripulat de Venus i Mart va estar fora del poder dels gloriosos conqueridors de l’espai durant la dècada de 1960.
En teoria, tot era relativament bo: la nostra ciència i indústria podia recrear gairebé qualsevol element d'un pesat vaixell interplanetari i fins i tot llançar-los per separat a l'espai. Tanmateix, a la pràctica, especialistes soviètics en la indústria espacial i de coets, com els seus homòlegs nord-americans, es van enfrontar a un nombre tan monstruós de problemes insolubles que el projecte TMK va estar enterrat "sota el títol" durant molts anys.
El tema principal en la creació de naus espacials interplanetàries, com ara, era la FIABILITAT d’aquest sistema. I hi va haver problemes amb això …
Encara avui, amb el nivell actual de desenvolupament de microelectrònica, motors de reacció elèctrica i altres tecnologies d'alta tecnologia, enviar una expedició tripulada al planeta vermell sembla almenys arriscat, difícil de complir i, sobretot, una missió excessivament costosa per a aquest projecte. es durà a terme en la realitat. Fins i tot si s’abandona l’intent d’aterrar a la superfície del planeta vermell, l’estada a llarg termini d’una persona als compartiments reduïts de la nau, juntament amb la necessitat de reviure vehicles de llançament súper pesats, obliga els especialistes moderns a dibuixar una conclusió inequívoca: amb el nivell de tecnologia existent, les missions tripulades als planetes més propers del "grup terrestre" són pràcticament impossibles.
Distància! Es tracta de les distàncies colossals i del temps que es necessita per superar-les.
Un avenç real només es produirà quan s’inventin motors amb empenta elevada i un impuls específic no menys elevat, que asseguraran l’acceleració del vaixell a una velocitat de centenars de km / s en un curt període de temps. L’alta velocitat de vol eliminarà automàticament tots els problemes relacionats amb els complexos sistemes de suport a la vida i l’estada a llarg termini de l’expedició en la immensitat de l’espai.
Mòdul de comandament i servei Apollo
