«Union» et «Apollo» si similaires et si différents

Le 15 juillet a marqué le 40e anniversaire de la mission Soyouz Apollo, un vol historique qui est souvent considéré comme la fin de la course à l'espace. Pour la première fois, deux navires construits sur des hémisphères opposés se sont rencontrés et amarrés dans l'espace. Soyouz et Apollo étaient déjà la troisième génération de vaisseaux spatiaux. À ce moment-là, les équipes de conception avaient déjà «touché des bosses» dans les premières expériences, et de nouveaux navires devaient être dans l'espace pendant longtemps et effectuer de nouvelles tâches complexes. Je pense qu'il sera intéressant de voir à quelles solutions techniques les équipes de conception sont parvenues.

introduction

C'est curieux, mais dans les plans initiaux, les syndicats et l'Apollo devaient devenir des appareils de deuxième génération. Mais aux États-Unis, ils se sont vite rendu compte qu'entre le dernier vol de Mercure et le premier vol d'Apollo, plusieurs années se passeraient, et pour que ce temps ne soit pas perdu, le programme Gemini a été lancé. Et l'URSS a répondu à Gemini avec ses levers de soleil .

De plus, pour les deux appareils, l'objectif principal était la lune. Les États-Unis n'ont pas épargné d'argent pour la course lunaire, car jusqu'en 1966, l'URSS avait la priorité dans toutes les réalisations spatiales importantes. Le premier satellite, les premières stations lunaires, le premier homme en orbite et le premier homme dans l'espace - toutes ces réalisations étaient soviétiques. Les Américains ont lutté pour «rattraper et dépasser» l'Union soviétique. Et en URSS, la tâche d'un programme lunaire habité dans le contexte des victoires spatiales a été éclipsée par d'autres tâches urgentes, par exemple, il était nécessaire de rattraper les États-Unis en ce qui concerne le nombre de missiles balistiques. Les programmes lunaires habités sont une grande conversation distincte, mais ici nous parlerons des appareils en configuration orbitale, tels que ceux dans lesquels ils se sont rencontrés en orbite le 17 juillet 1975. En outre, depuis que le vaisseau spatial Soyouz vole depuis de nombreuses années et a subi de nombreuses modifications, en parlant du Soyouz,nous garderons à l'esprit les versions proches du temps du vol Soyouz-Apollo.

Les moyens de retrait

Le lanceur, dont on se souvient généralement rarement, met l'engin spatial en orbite et détermine bon nombre de ses paramètres, dont le principal sera le poids maximum et le diamètre maximum possible.

En URSS, pour lancer un nouveau navire en orbite terrestre, il a été décidé d'utiliser une nouvelle modification de la fusée de la famille R-7. Le lanceur Voskhod a remplacé le moteur du troisième étage par un moteur plus puissant, qui a augmenté la capacité de charge de 6 à 7 tonnes. Le navire ne pouvait pas avoir un diamètre de plus de 3 mètres, car dans les années 60, les systèmes de contrôle analogiques ne pouvaient pas stabiliser les carénages de calibre.


À gauche, le diagramme de la fusée Soyouz, à droite, le lancement du vaisseau spatial Soyouz-19 de la mission Soyouz Apollo

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Saturn-IB , — «Apollo» «-»

«» , «». «» 6,5-6,8 . 2,72 . «» 28 ( , ) 3,9 .

Soyouz et Apollo ont mis en œuvre un schéma standard pour diviser un navire en compartiments. Les deux navires disposaient d'un compartiment agrégat d'instruments (aux États-Unis, il est appelé module de service), d'un véhicule de descente (module de commande). Le véhicule de descente Soyouz s'est avéré être très exigu, de sorte qu'un compartiment domestique a été ajouté au navire, qui pourrait également être utilisé comme une chambre d'écluse pour accéder à l'espace. Dans la mission Soyouz Apollo, le navire américain avait également un troisième module, une chambre d'écluse spéciale pour le passage entre les navires.

Selon la tradition soviétique, le Soyouz a été lancé entièrement sous le capot. Cela a permis de ne pas se soucier de l'aérodynamique du navire au lancement et de placer des antennes fragiles, des capteurs, des panneaux solaires et d'autres éléments sur la surface extérieure. De plus, le compartiment domestique et le palier sont recouverts d'une couche d'isolation thermique de l'espace. L'Apollo a poursuivi la tradition américaine - le lanceur n'était que partiellement fermé, le nez était couvert par un couvercle balistique, qui a été construit structurellement avec le système de sauvetage, et le navire était couvert par un adaptateur de capot à l'arrière.


Soyouz 19 en vol, tiré depuis l'Apollo. Revêtement vert foncé - Isolation


Apollo, prise depuis le Soyouz. Sur le moteur en marche, il semble que la peinture Soyouz d'


une modification ultérieure en sections


"Apollo" dans le contexte

«» ,

Les véhicules de descente du Soyouz et de l'Apollo se ressemblent plus qu'ils ne l'étaient dans les générations précédentes d'engins spatiaux. En URSS, les concepteurs ont abandonné un véhicule de descente sphérique - au retour de la lune, il aurait besoin d'un couloir d'entrée très étroit (altitude maximale et minimale, qui doit être atteinte entre eux pour un atterrissage réussi), créerait une surcharge de plus de 12 g, et l'aire d'atterrissage serait mesurée en dizaines si pas des centaines, des kilomètres. L'atterrisseur conique a créé une force de levage lors du freinage dans l'atmosphère et, en tournant, a changé de direction, contrôlant le vol. Au retour de l'orbite terrestre, la surcharge a diminué de 9 à 3-5 g, et au retour de la Lune, de 12 à 7-8 g. La descente guidée a considérablement élargi le couloir d'entrée, augmentant la fiabilité de l'atterrissage et réduit très sérieusement la taille de la zone d'atterrissage,faciliter la recherche et l'évacuation des astronautes.





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Des matériaux déjà maîtrisés ont été utilisés comme revêtement de protection thermique. En URSS, des résines phénol-formaldéhyde à base de tissu ont été utilisées et aux États-Unis, une résine époxy sur une matrice en fibre de verre a été utilisée. Le mécanisme de fonctionnement était le même - la protection thermique s'est grillée et s'est effondrée, créant une couche supplémentaire entre le navire et l'atmosphère, et les particules brûlées ont repris et emporté l'énergie thermique.


Matériau de protection thermique Apollo avant et après le vol

Système de propulsion

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Alimentation Soyouz-19, les buses du moteur des moteurs d'orientation Apollo clairement visibles se


bouchent

Système d'atterrissage

Les systèmes d'atterrissage ont développé les réalisations et les traditions des pays respectifs. Les États-Unis ont continué de débarquer des navires. Après avoir expérimenté avec les systèmes d'atterrissage Mercury et Gemini, une option simple et fiable a été choisie - le navire avait deux freins et trois parachutes principaux. Les principaux parachutes étaient réservés et un atterrissage en toute sécurité était prévu en cas de défaillance de l'un d'entre eux. Un tel échec s'est produit lors du débarquement d'Apollo 15, et rien de mal ne s'est produit. La réservation de parachutes a permis d'abandonner les parachutes individuels des astronautes de Mercure et les sièges éjectables Gemini.


Plan d'atterrissage d'Apollo

En URSS, le navire était traditionnellement mis à terre. Sur le plan idéologique, le système d'atterrissage développe un atterrissage en parachute des «Sunrises». Après avoir réinitialisé les couvercles du conteneur de parachute, l'échappement, le frein et les parachutes principaux sont déclenchés séquentiellement (en cas de défaillance du système, une pièce de rechange est installée). Le navire descend sur un parachute, à 5,8 km d'altitude le bouclier thermique est lâché, et à ~ 1 m, des moteurs à réaction (DMF) à atterrissage en douceur sont déclenchés. Le système s'est avéré intéressant - le travail de la DMF crée des cadres spectaculaires, mais le confort d'atterrissage varie dans une très large gamme. Si les astronautes ont de la chance, alors un coup au sol est presque imperceptible. Sinon, le navire peut toucher le sol avec sensibilité et s'il n'est pas chanceux, il basculera également sur le côté.


Schéma d'atterrissage Fonctionnement


absolument normal du DMP


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C'est curieux, mais, marchant de différentes manières, l'URSS et les États-Unis sont arrivés au même système de salut. En cas d'accident, un moteur spécial à combustible solide, tout en haut du lanceur, arrache l'atterrisseur avec des astronautes et le porte sur le côté. L'atterrissage a été effectué au moyen du véhicule de descente. Un tel système de sauvetage s'est avéré être la meilleure de toutes les options utilisées - il est simple, fiable et assure le sauvetage des astronautes à toutes les étapes du lancement. Dans un véritable accident, il n'a été utilisé qu'une seule fois et a sauvé la vie de Vladimir Titov et Gennady Strekalov, prenant le véhicule de descente d'une fusée brûlant dans la rampe de lancement.


De gauche à droite, SAS Apollo, SAS Soyuz, différentes versions de SAS Soyuz

Système de thermorégulation

Dans les deux navires, un système de thermorégulation avec un liquide de refroidissement et des radiateurs a été utilisé. Des radiateurs peints en blanc pour un meilleur rayonnement thermique se tenaient sur les modules de service et avaient même la même apparence:

Fonds VKD

L'Apollo et les Unions ont été conçus en tenant compte du besoin éventuel d'activités extra-navales (sorties dans l'espace). Les décisions de conception étaient également traditionnelles pour les pays - les États-Unis dépressurisaient l'ensemble du module de commande et sortaient par un toit ouvrant standard, tandis que l'URSS utilisait le compartiment domestique comme chambre de verrouillage.


VKD "Apollo 9"

Système d'accueil

Soyouz et Apollo ont tous deux utilisé un dispositif d'amarrage de type cône à broches. Comme le navire manœuvrait activement lors de l'amarrage, les deux broches ont été installées sur le Soyouz et l'Apollo. Et pour le programme Soyouz-Apollon, afin de ne choquer personne, ils ont développé une station d'accueil androgyne universelle. L'androgynie signifiait que deux navires pouvaient accoster avec de tels nœuds (et pas seulement jumelés, l'un avec une épingle, l'autre avec un cône).


Mécanisme d'amarrage d'Apollo. Incidemment, il a également été utilisé dans le programme Soyouz-Apollon, avec son aide, le module de commande amarré à une chambre de verrouillage.Schéma du


mécanisme d'amarrage Soyouz , la première version


de Soyouz-19, vue de face. La station d'accueil est clairement visible

Cabine et équipement

En termes d'équipement, Apollo était nettement supérieur à Soyouz. Tout d'abord, les concepteurs ont pu ajouter une plate-forme gyrostabilisée à part entière à l'équipement Apollo, qui stockait la position et la vitesse du navire avec une grande précision. De plus, le module de commande avait un ordinateur puissant et flexible pour son temps, qui, si nécessaire, pouvait être reprogrammé directement en vol (et de tels cas sont connus). Une caractéristique intéressante d'Apollo était également un poste de travail séparé pour l'astronavigation. Il n'était utilisé que dans l'espace et était situé sous les pieds des astronautes.


Panneau de commande, vue depuis le siège gauche


Panneau de configuration. À gauche, les commandes de vol, au centre, les moteurs d'orientation, au-dessus, les indicateurs d'urgence et au-dessous, la connexion. Sur le côté droit se trouvent des indicateurs de gestion du carburant, de l'hydrogène et de l'oxygène et de l'énergie

. L'ordinateur numérique de bord est apparu pour la première fois sur le navire, et les systèmes du navire comprenaient de l'équipement pour l'accostage automatique. Pour la première fois dans l'espace, des indicateurs multifonctions sur un tube à rayons cathodiques ont été utilisés.


Le panneau de commande du vaisseau spatial Soyouz

Panorama du véhicule de descente du vaisseau spatial Soyouz-35

Système de maintien de la vie

Le système de survie est traditionnel pour les pays. Aux États-Unis, une atmosphère d'oxygène a été utilisée à pression réduite, en URSS, un mélange oxygène-azote a été utilisé à pression atmosphérique. Cette situation a empêché les navires d'accoster directement. J'ai dû faire un compartiment de verrouillage spécial. De plus, s'il était possible de se déplacer d'Apollo à Soyouz très rapidement, alors pour le passage de retour, il fallait trois heures pour s'asseoir dans le sas, respirant de l'oxygène pur afin d'éliminer l'azote du sang. Même les combinaisons soviétiques sont devenues inflammables dans l'atmosphère de l'Apollo, et il était nécessaire de développer un tissu spécial dans lequel les cosmonautes soviétiques pourraient visiter l'Apollo. Comme la pratique l'a montré, les inconvénients de l'atmosphère d'oxygène l'emportaient sur ses mérites, déjà sur les navettes spatiales l'atmosphère était proche de la Terre, et maintenant personne ne vole sur une atmosphère purement oxygénée.
Les spécificités de l'atmosphère signifiaient qu'au début des astronautes d'Apollo devaient être en combinaison spatiale. Sur Soyouz, ils ont volé en survêtement avant la catastrophe de Soyouz-11, après quoi, pour des raisons de sécurité, le démarrage et l'atterrissage ont commencé à se faire uniquement en combinaison spatiale.
Du point de vue de la commodité, la cabine du Soyouz est petite et exiguë, mais cela est compensé par le compartiment domestique.
Les équipements ménagers du Soyouz étaient nettement meilleurs - l'Apollo avait des toilettes très inconfortables .

Système du pouvoir

Apollo a utilisé un système très pratique pour les vols d'une durée de 2 à 3 semaines - les piles à combustible. L'hydrogène et l'oxygène, une fois combinés, ont généré de l'énergie et l'eau résultante a été utilisée par l'équipage. Sur le "Soyouz" dans différentes versions se trouvaient différentes sources d'énergie. Il y avait des options avec des piles à combustible, et pour le vol Soyouz-Apollo, des panneaux solaires ont été installés sur le navire.

Conclusion

Les syndicats et l'Apollo se sont avérés être des navires très réussis à leur manière. L'Apollo a réussi à voler jusqu'à la station Moon et Skylab. Et les Unions ont connu une vie extrêmement longue et réussie, devenant le navire principal pour les vols vers les stations orbitales, à partir de 2011, elles transporteront des astronautes américains vers l'ISS et les porteront au moins jusqu'en 2018.

Mais un prix très cher a été payé pour ce succès. Soyouz et Apollo ont été les premiers navires dans lesquels des gens sont morts. Ce qui est encore plus triste si les designers, ingénieurs et ouvriers n'étaient pas pressés et après leurs premiers succès ne cesseraient pas d'avoir peur de l'espace, alors Komarov, Dobrovolsky, Volkov, Patsaev, Grissom, White et Cheffy seraient vivants .

Matériaux additionnels

L'intrigue du programme "Soyouz-Apollon" TV Roskosmos


Film de la NASA


PS> Une petite annonce. Ce samedi 25 juillet, à Oufa, se tiendra ma conférence «La Lune et les programmes lunaires». Réunion VK .