زحل 5: كيف يمكن أن تخسر تكنولوجيا الصواريخ

تتحدث وسائل الإعلام بشكل متزايد عن ما يسمى بـ "المؤامرة القمرية" ، وهي نظرية لاهوتية للمؤامرة تدعي أن الطيران والهبوط على القمر في إطار برنامج أبولو الفضائي ملفقة. سواء كانت هذه تكهنات سياسية ، ما هي أهداف هذه المناقشات سؤال مختلف قليلاً. في بعض الأحيان تتدفق تيارات الوعي غير المعقدة على Giktayms .

يقال غالبًا أن صاروخ Saturn-5 كان جيدًا جدًا بحيث لا يمكن أن يكون حقيقيًا. إذا كان موجودًا ، فلماذا كنت بحاجة إلى بدء برنامج المكوك ، والذي تبين في النهاية أنه أكثر تكلفة من سابقه؟ إذا كان موجودًا ، فلماذا الآن من الصفر لتطوير صاروخ SLS فائق الثقل بخصائص مماثلة؟ كيف يمكن فقدان تكنولوجيا الإنتاج على الإطلاق؟

"زحل 5" - صاروخ مصمم لضمان انسحاب مركبة الفضاء المأهولة أبولو على مسار الرحلة إلى القمر. لم يكن من الضروري إطلاق الناس فحسب ، بل تم أيضًا توفير إمكانية العودة الآمنة. أي أنه كان من الضروري ضمان الهبوط الناعم على سطح القمر لشخصين مع المعدات وأنظمة دعم الحياة ، والإقلاع من القمر والعودة إلى الأرض بالحماية الحرارية عند دخول الغلاف الجوي. تم حفظ جزء من الكتلة بسبب فصل الوحدة القمرية ، التي جلست على القمر ، عن الأمر ، الذي بقي في مدار القمر.

ولكن كان لا يزال هناك حاجة إلى صاروخ ضخم: يمكن أن يطلق زحل 540 طنًا في مدار أرضي منخفض. للمقارنة: يعرض صاروخ بروتون الثقيل المستخدم في كثير من الأحيان 22 طنا. أطلقت آخر مركبة ساتورن 5 التي تم إطلاقها محطة سكايلاب الفضائية التي تزن 77 طنًا في المدار - فقط مير متعدد الوحدات يمكن أن يحطم هذا الرقم القياسي. كان Skylab ضخمًا جدًا لدرجة أنه في حالة فقدان النقطة المحورية ، يمكن أن يتعطل رائد الفضاء ويعلق في هذا الوضع لعدة دقائق حتى يتم تفريغ نظام التهوية إلى أحد الجدران. يظل زحل 5 أقوى صاروخ في التاريخ ، حتى الآن لم يتمكن أحد من كسر الرقم القياسي.

إن الإنسانية تتطلع وتريد إنجازات جديدة. اليوم ، نظرة ناسا على المريخ. وعلى الرغم من إحجام الكونجرس عن تقديم المال ، إلا أن صاروخ نظام الإطلاق الفضائي (SLS) قيد التطوير. يصف هذا الصاروخ تقريبًا ، إنه صاروخ ثلاثي المراحل مع اثنين من تعزيزات الوقود الصلب المعزز من المكوكات. في مرحلته الأولى ، تم تركيب أربعة محركات مكوكية. في أكبر تعديل له ، يجب على SLS تحطيم الرقم القياسي لزحل 5 - سيتمكن Block III من وضع 150 طنًا في مدار أرضي منخفض.

ولكن هذا هو فقط أصعب التعديلات المقترحة. البعض الآخر أكثر واقعية ؛ يمكنهم إطلاق 70 أو 130 طنًا. إذا كان بإمكان Saturn 5 إخراج 140 ، فلماذا لا تستخدمه؟ للإجابة على هذا السؤال ، عليك الرجوع إلى تاريخ إنشاء الصاروخ.



على الرغم من أنه بشكل غير رسمي ، بدأت ناسا في التفكير في القمر في عام 1960 ، حتى قبل خطاب كينيدي . يشير اسم Saturn 5 إلى أن الصاروخ كان النموذج الخامس في الأسرة. كانت هناك خيارات أخرى ، حتى أثقل من زحل 5. يمكن لسلسلة من صواريخ نوفا أن تجلب 300 طن وأعلى إلى مدار أرضي منخفض ، لكنها بقيت إلى الأبد على لوحة الرسم. في عام 1962 ، تم تقليص برنامج تطوير نوفا بسبب اختيار مخطط الرحلة مع وحدة قمرية منفصلة ، مما قلل من متطلبات الوزن للطائرة.

كان الصاروخ من التعقيد غير المسبوق. كان السؤال من الذي سيبنيها. اختار فون براون تقسيم العمل. هذا سمح له باختيار الأفضل من الأفضل في الصناعة بأكملها. يمكن أن يشرك الأشخاص الأكثر خبرة من كل شركة. تبين أن سرعة التطوير عالية حقًا. بالنسبة للمقاولين ، كان الحل يعني طلبات كبيرة ، وليس طلبًا كبيرًا لأي شخص. ونتيجة لذلك ، تم توزيع الحصة الرئيسية بين ثلاث شركات: Boeing و North American Aviation و Douglas. لقد أنتجوا الخطوات الثلاث التي يتكون منها زحل 5.



يحتوي S-IC على 5 محركات Rocketdyne F-1 تعمل على الأكسجين السائل والكيروسين. المرحلة الأولى قامت بها بوينج في منشأة ميتشود للتجمع في نيو أورليانز ، لويزيانا. تم تشغيل نفق الرياح في سياتل. تم إنشاء المدرج من قبل مصممين من مركز مارشال للفضاء ، المركز الرائد في وكالة ناسا.

كانت شركة S-II مسؤولة عن طيران أمريكا الشمالية. تم دفع الخطوة بواسطة خمسة محركات Rocketdyne J-2 باستخدام الهيدروجين والأكسجين السائل. تم التجميع في سيل بيتش في كاليفورنيا. قامت شركة دوجلاس للطائرات ببناء الدرجة الثالثة من S-IVB في شاطئ هنتنغتون في كاليفورنيا. مثل الثاني ، كان هناك محرك J-2 ، ولكن واحد. كان يعمل على نفس الهيدروجين والأكسجين. الخطوة الثالثة تتناسب مع طائرة غوبي الحوامل ، وكان لا بد من تسليم الاثنين الآخرين إلى كيب كانافيرال عن طريق الماء. في بعض الأحيان أمضوا 70 يومًا في البحر.

تم التحكم في الرحلة المكونة من ثلاث مراحل بواسطة وحدة مفيدة لتصميم مركز مارشال للفضاء وتجميع IBM. قرر المصممون فصل نظام الملاحة في السفينة والصاروخ لعدة أسباب. من بينها الموثوقية. أنقذ القرار الأرواح: خلال رحلة أبولو 12 ، ضرب البرق صاروخًا. تم إيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر Apollo ، لكن زحل 5 لم يفعل.



تبين أن تقسيم العمل سيف ذو حدين. في المجموع ، شارك أكثر من 20 ألف مقاول ومقاول من الباطن في إنتاج الصواريخ. ليس كل منهم موجود اليوم. اليوم أصبح الطيران في أمريكا الشمالية شيئًا من الماضي ككيان منفصل - تم بيع الشركة لشركة Boeing في عام 1996. كما امتلكت Rocketdyne طائرة Boeing ، لكنها باعتها لاحقًا إلى United Technologies Corporation ، ونقلها الأخير إلى Aerojet. العديد من الشركات التي شاركت في إنشاء الصاروخ لم تنج حتى يومنا هذا. بعض البقية تغيرت الهيكل وعدة أجيال من الموظفين.

لكن المنظمات المصفاة ليست هي المشكلة الوحيدة. حتى لو كانت جميع الشركات لا تزال موجودة ، فمن غير المحتمل أن تتمكن من بدء الإنتاج. احتفظ كل من المقاولين بوثائق الإنتاج الخاصة به ، والتي قد تُفقد. حتى لو لم تضيع ، يمكن تخزينها في بعض المستودعات. أي شخص يعرفه الشخص الذي لم يعد يعمل هناك أو حتى مات.

تم رصد عمل المقاولين من قبل مجموعتين في مركز مارشال للفضاء. راقب قسم عمليات البحث والتطوير سلامة هيكل الصواريخ ، وحولت العمليات الصناعية الأموال وقبلت العمل. لم يعد هناك أناس يعرفون كيف يجمعون قطع الفسيفساء.

لم يكن هناك استخدام مخطط لـ Saturn 5 بعد Apollo. لم يتم توثيق الكثير بشكل صحيح ، وبقي في السجلات الشخصية للمهندسين. اليوم ، هذه القطع من الورق تتعفن في قبو شخص ما. يعرف الناس مكان وجود هذه المستندات أو تلك ، ويتذكرون تفاهات مهمة لم يتم تسجيلها في أي مكان. لا تزال بحاجة إلى مشغلين الذين سيسيطرون على طيران الصاروخ. إذا كنت ترغب اليوم في إطلاق Saturn 5 ، فسوف يحتاجون إلى التدريب مرة أخرى.

صياغة السؤال "كيف ضاعت التكنولوجيا" غير صحيحة. نحن لا نعيش في بعض العصور المظلمة. لم نصل إلى عصر معين من الجهل ، حيث نسينا فجأة مبادئ محركات الصواريخ. بقيت المعرفة ، كان هناك المزيد. هناك أيضا القدرة على صنع الصواريخ. لماذا لا تبني Saturn 5 اليوم إذا كانت قوية جدًا؟

لماذا يستغرق تطوير سيارة جديدة أو طراز طائرة عدة سنوات؟ جميع تقنيات بنائها معروفة بالفعل. تختلف عن بعضها البعض فقط في التحسينات الطفيفة ، حتى لو كانت هناك تطورات جديدة تمامًا في بعض الأحيان. حتى التعديلات على النموذج الأساسي الحالي تستغرق فترات زمنية طويلة. هذا لأنه جهاز معقد للغاية مع العديد من الأجزاء التي يتم تصنيعها من قبل العديد من الشركات المختلفة.

يتطلب صاروخ معزز لهبوط شخص هش على جسم سماوي آخر دقة أكبر للأجزاء الفردية. تحملها ، اختلافات الحجم المسموح بها ، هي أصغر من أي سيارة. لذلك ، عند إنشاء وبناء هذا الجهاز ، يتم قضاء آلاف الساعات في الاختبار والتحسين. بحاجة إلى خبرة فنية متطورة. ونتيجة لذلك ، يكتسب فريق التطوير تجربة فريدة لا يمتلكها أي شخص آخر في العالم. يجب أن يكون لدى أي شخص يريد تكرار Saturn 5 خبرة في العمل على Saturn 5. لكن لا يوجد ناس.

تنعكس إدارة الصاروخ في الوثائق الفنية ، والتي هي نتيجة النمذجة والاختبار. لنفترض أن الوثائق تظهر من مكان ما. يتكون صاروخ Saturn-5 من أكثر من 3 ملايين جزء. سفينة أبولو نفسها وتضيف الوحدة القمرية بضعة ملايين أخرى. إن عملية التجميع والتحكم في هذه الأجهزة هي عملية معقدة ، بالكاد يمكن قياس حجمها للوعي البشري. ستتطلب أي تغييرات في التصميم أيضًا تغييرات وإعادة كتابة هذه الورقة مع التعليمات.

وستكون التغييرات مطلوبة. في نهاية برنامج أبولو ، تم إغلاق المصانع التي أنتجت أجزاء للصواريخ أو بدأت في إنتاج شيء آخر. تم تفكيك خطوط التجميع ، وتم تدمير الأنماط والأشكال على أنها غير ضرورية. تولى المهندسون والعمال الميكانيكيون والعلماء ومشغلو مراقبة الطيران أعمالًا أخرى. بمرور الوقت ، أصبحت المواد قديمة ، ولم يعد بعضها ينتج.

يمكن استبدال المواد القديمة. (أو يمكنك إعادة إنشاء نصف الصناعة الأمريكية في أوائل الستينيات.) سيؤدي استبدال المواد إلى تغيير الكتلة والضغط والضغط والتفاعل بين الأجزاء. سوف تتعطل الأعطال وقدرات الطائرة. يمكنك إجراء فحص فني. ستستغرق إعادة الاختبار والمحاكاة عدة سنوات. يمكنك إنشاء طرق جديدة للعمل وعمليات الإدارة ، وكتابة وثائق جديدة. يمكنك تعليم الناس. لكن كل هذا يعني الإنشاء الفعلي لصاروخ من نقطة الصفر. اعتبر



القدرة على استخدام محركات المرحلة الأولى F-1 في صاروخ مستقبلي SLS على معززات جانبية. بالطبع ، لم يرغبوا في نسخها بالكامل. تتمتع أدوات التطوير الحديثة وأنظمة التصميم بمساعدة الكمبيوتر بمزيد من القوة والبساطة في العملية للمصمم. على مدار خمسين عامًا ، تم إنشاء الكثير ، لذلك يمكنك اليوم إنشاء عقد أكثر كفاءة. يمكنك البدء في تحسين الأجزاء الفردية. هذا هو بالضبط ما كان يهدف إليه مشروع F-1B: تم تفكيك أحد محركات F-1 وإبعاده باستخدام ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد.

يستخدم مشروع SLS الحالي محركات ومعززات دافعة مكوكية دافعة - تم التخلي عن F-1B . يطالب الكونغرس الأمريكي بمقاولين لبرنامج SLS ، وهم أكثر صرامة مما كان عليه في عصر السباق على سطح القمر. لهذا المشروع ، أطلقوا على نظام مازالت إطلاق مجلس الشيوخ.

كان زحل 5 صاروخًا مكلفًا للغاية. تكلفة بدء التشغيل في عام 1969 بلغت 3.19 مليار دولار بحساب التضخم. تم استبدال البرنامج ببرنامج مكوك الفضاء ، الذي كان هدفه تقليل تكلفة الإطلاق حتى 118 دولارًا للرطل (1520 دولارًا للكيلوغرام في أموال اليوم). نظرًا للتعقيد غير المتوقع لجميع العمليات ، وتغيير التصميم والميزانية المنتفخة ، لم تحقق المكوكات هذا الهدف أبدًا ، لتصبح أكثر تكلفة بكثير. يجب أن تقدم SLS شخصًا إلى كوكب المريخ ، ولا تكلف تكلفته أيضًا.

وفقا للمواد من بلوق ايمي شيرا تيتل و استجابة روبرت فروست .

Source: https://habr.com/ru/post/ar388699/