Primer satélite: una historia alternativa

El lanzamiento del primer satélite fue una gran sorpresa, pero en general se esperaba el evento: estaba en marcha el Año Geofísico Internacional y Estados Unidos y la URSS anunciaron la intención de lanzar satélites dentro de su marco en 1955. Es bien sabido que Estados Unidos casi puso el objeto en órbita un año y un mes antes. Y si lo piensa, puede imaginar escenarios en los que el satélite se habría lanzado incluso antes. Tratemos de imaginar cómo podría ser.


Despegue del lanzamiento del cohete R-7, foto de Roskosmos

Declaración del problema.

Vanguard TV3 satélite en el museo, foto de RadioFan / Wikipedia

El primer satélite pesaba 83 kg, que es mucho, y lanzar la misma masa con cohetes de historia alternativa puede ser difícil. De los primeros satélites reales, el más ligero fue Vanguard TV3, el intento de lanzamiento que fracasó el 6 de diciembre de 1957. Pesaba solo 1.36 kg. Por lo tanto, es completamente posible tomar 1 kg como carga útil mínima estimada. Para cada escenario, también trataremos de descubrir cómo se podría lograr esto.

Escenario 1. Suerte y consideración

Lanzamiento del cohete R-7, foto de RSC Energia

Se sabe que el P-7 no comenzó a volar de inmediato. En el primer inicio, el 15 de mayo de 1957, se produjo un incendio en la unidad lateral, la unidad perdió tracción unos segundos antes de la separación, se cayó y provocó la destrucción del paquete. Varios intentos de arrancar los motores el 11 de junio fallaron, y el cohete ni siquiera salió de la plataforma de lanzamiento. El 12 de julio, un error en el nuevo dispositivo llevó al hecho de que el sistema de control comenzó a actuar como un obstáculo, el cohete giró alrededor de su eje longitudinal y se vino abajo. Los lanzamientos exitosos el 21 de agosto y el 7 de septiembre mostraron que la protección térmica de la ojiva es insuficiente y es imposible continuar probando bajo el programa militar de un misil balístico intercontinental. Un satélite simple, que se convirtió rápidamente en el primero en la historia de la humanidad, fue puesto en un cohete libre.

¿Es posible acelerar el lanzamiento del primer satélite aquí? Es fácil: si no habían entregado un dispositivo defectuoso el 12 de julio, si no hubo mala suerte con una válvula congelada y un problema en el motor el 11 de junio, y si antes del primer lanzamiento los diseñadores recordaron la necesidad de verificar las juntas apretadas después de transportar el cohete por ferrocarril, entonces si tuvieron éxito En estas circunstancias, los dos primeros lanzamientos el 15 de mayo y el 11 de junio son exitosos, muestran la protección térmica insuficiente de la cabeza nuclear, y el primer satélite ya está en un vuelo alrededor del 12 de julio.

Escenario 2. Política y desobediencia

Cohete Juno I en el taller, los pasos superiores son claramente visibles, fuente: Drew Ex Machina

En 1954, en una reunión de la American Rocket Society, Werner von Braun propuso lanzar un satélite, y ya tenía una oportunidad real para esto. Desde 1953, el cohete Redstone que creó comenzó a volar, varias etapas de motores de combustible sólido se podían poner en él, y la velocidad total obtenida debería ser suficiente para poner en órbita una pequeña carga útil. Pero el proyecto Orbiter von Braun perdió competencia con el proyecto Vanguard, que era primordialmente estadounidense y no agobiado por la historia de la emigración de la Alemania nazi derrotada. Incluso después del lanzamiento del satélite soviético, Vanguard siguió siendo una prioridad, y su explosión épica fue necesaria antes de la prensa para que finalmente von Braun recibiera luz verde. Con tres etapas adicionales de combustible sólido (una de ellas está rígidamente conectada al satélite) y bajo el nombre de Juno I, el cohete Redstone lanzó el primer satélite estadounidense el 1 de febrero de 1958.

Casi en la misma versión, pero con maquetas de la cuarta etapa y el satélite, llamado Júpiter-C, el cohete Redstone lanzado el 20 de septiembre de 1956. El vuelo fue exitoso, se logró una velocidad de 7 km / s, una altitud de 1100 km y un alcance de 5300 km. Si en lugar de arena hubiera una cuarta etapa de trabajo en el cohete, bien podría haber entrado en órbita. Pero en nuestra realidad, según las historias, el gobierno ordenó a todo el general John Medaris que verificara si von Braun había colocado en secreto el cuarto paso. Posteriormente, Jupiter-C se usó para probar la protección térmica de las ojivas del cohete Júpiter en desarrollo.

Técnicamente, fue posible ensamblar un cohete Redstone con etapas de combustible sólido y lanzar un satélite desde 1953, pero todo se basaba en la falta de interés en el Olimpo político. Suponiendo que von Braun (u otro entusiasta del espacio) podría convencer a un número suficiente de tomadores de decisiones de que el lanzamiento del primer satélite sería un evento histórico con un efecto de relaciones públicas gigante, entonces el primer satélite podría lanzarse incluso entonces. El escenario cuando el satélite y el cuarto paso se cargan en secreto y se lanzan en septiembre de 1956 parece una película y no es realista. Es poco probable que von Braun arriesgue toda su carrera por prioridad. Teóricamente, sus acciones podrían justificar retroactivamente, dicen, "los ganadores no son juzgados", pero estas son construcciones muy dudosas. También hay un problema curioso: Juno no pude poner en órbita satélites que pesen más de una docena de kilogramos. Y más misiles de carga tendrían que esperar durante años. El fuerte comienzo de la era espacial podría convertirse en un largo período de estancamiento, cuando las restricciones sobre la masa de los satélites no permitirían lanzar nada complicado.

En este escenario realista finalizan, y luego viene la fantasía.

Escenario 3. Con y sin guerra

Iniciar "V-2"

¿Se podría lanzar el satélite con cualquier modificación del V-2? En la versión original, no. El empuje del motor V-2 fue de 26 toneladas contra 36 en Redstone, y el impulso específico fue de 203 segundos al nivel del mar contra 235 en Redstone. Además, un combustible sólido mixto normal no aparecerá hasta 1947, por lo que las etapas superiores de combustible sólido también serían menos eficientes. La falta de evidencia material significa que el misil intercontinental de dos etapas A-9 / A-10, que querían usar para bombardear los Estados Unidos, no fue más allá de los bocetos. Pero, teóricamente, si, a fines de los años 30, en lugar de desarrollos militares, a von Braun se le dio la tarea de lanzar un satélite y se le proporcionaron recursos, entonces podría haberlo hecho en la década de 1940. Pero luego tomaría muchos cambios extremadamente serios en la historia.

Opción 4. El Trampero Mágico

Rocket Lambda-4S, foto Momotarou2012 / Wikipedia

Probablemente la fecha límite en la que sería posible lanzar un satélite sin que la alta tecnología caiga del cielo es la década de los treinta. Pero para esto, el conocimiento y la experiencia de la segunda mitad del siglo 20 tendrían que ser atraídos, y, lo más divertido, el país que podría hacer esto es la URSS. Hasta 1942 (el primer lanzamiento del V-2), no había potentes motores de cohete propulsor líquido en el mundo. Por lo tanto, el combustible sólido será la única opción. Antes de la invención de los combustibles mixtos, el polvo balístico era la única opción. Este es un polvo sin humo especialmente procesado que se quema más lentamente. Tiene un impulso específico bajo, en la región de 200 segundos, pero aún es más de dos veces mejor que el impulso específico del polvo negro. La URSS a finales de los años 30 desarrolló Katyusha, por lo tanto, es un líder mundial en el desarrollo y producción de pólvora balística para cohetes. En los años 30 era imposible hacer un sistema de control completo (un cohete en vuelo mantiene un equilibrio inestable, como un lápiz en un dedo), y aquí tendrá que aprovechar la experiencia japonesa. El cohete Lambda-4S, lanzado por primera vez en 1966, utilizaba un mínimo de electrónica sofisticada. Comenzó desde la rampa, apuntando al ángulo deseado. Luego, el cohete giró y mantuvo la estabilidad según el principio de un trompo. Antes de separar el último, quinto paso, el sistema de control lo giró a lo largo del eje de rotación de un solo giroscopio. Un sistema de control primitivo similar podría crearse en los años 30.


Esquema de reproducción Lambda-4S, fuente: open-aerospace.imtqy.com

Debido al impulso específico más bajo, habría muchos pasos, al menos tres, y la carga útil sería mínima. En lugar de un transmisor de radio, probablemente tendría que desplegar, por ejemplo, un reflector: el transmisor y las baterías serían demasiado pesados. Pero técnicamente el circuito resulta ser bastante viable.

Conclusión

Además de divertidos problemas técnicos, tales experimentos con historia alternativa sugieren una idea interesante: el lanzamiento del primer satélite tuvo lugar en un momento muy bueno y se convirtió en el país más adecuado para esto. Si Estados Unidos fuera el primero en lanzar el satélite, entonces una carrera espacial tan intensa podría no haber sucedido. Al final, superando la barrera del sonido en los Estados Unidos en 1947, incluso si causó cierto revuelo, el mundo no se puso patas arriba. Pero el tiempo fue llamado exitoso porque la URSS tenía un vehículo de lanzamiento muy poderoso listo, y Estados Unidos estaba terminando su desarrollo. Una amplia variedad de tecnologías estaban listas para conectarse y provocar un desarrollo extremadamente rápido de la astronáutica.

Felices vacaciones! ¡Feliz lanzamiento número 60 del primer satélite!