सर्गेई पावलोविच कोरोलेव के रास्ते पर। आधुनिक रूसी मानवयुक्त परियोजना। भाग 1. "फेडरेशन"

मैंने ऐतिहासिक भ्रमण से थोड़ा हटकर एक और ज्वलंत मुद्दे पर बात करने का फैसला किया। इसके अलावा, हमारी चंद्र परियोजनाएं धीरे-धीरे कार्यान्वयन के चरण में बढ़ रही हैं, इसलिए यह प्रश्न वास्तव में प्रासंगिक है।

हां, हम चंद्रमा पर एक मानवयुक्त उड़ान की हमारी परियोजना के बारे में बात करेंगे। यही है, एक ऐसी परियोजना के बारे में, जिसमें कई लोग विश्वास नहीं करते हैं, जिसका अक्सर उपहास किया जाता है; फिर भी, यह इन सभी वर्षों को विकसित कर रहा है और काफी गंभीरता से। कोई भी परिवर्तन केवल समय में दिखाई देते हैं। मैं यह तर्क भी नहीं दूंगा कि परियोजना बिल्कुल लागू होगी - यह बहुत सारे कारकों पर निर्भर करता है। फिर भी, विकास है, और हमें आने वाले वर्षों में हार्डवेयर में बहुत कुछ देखना होगा। और मुझे संदेह भी नहीं होगा, क्योंकि अभी तक कोई समझदार विवरण नहीं आया है। सभी जानकारी, हालांकि खुली है, बहुत बड़ी संख्या में प्रस्तुतियों और साक्षात्कारों के बीच बिखरी हुई है।

मैं यह नोट करना चाहूंगा कि सभी उतार-चढ़ाव एक अलग किताब के लायक हैं, जो मैं लिख सकता हूं।

इसलिए कहानी लगभग दस साल पहले शुरू हुई। सेंट्रल रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ मैकेनिकल इंजीनियरिंग, डॉक्टर ऑफ टेक्निकल साइंसेज जियॉरी कराबादजक के मानवयुक्त कार्यक्रमों के केंद्र के प्रमुख इस प्रमुख बिंदु को याद करते हैं:

"TsNIImash में, हमारे पास एक बड़ा वैज्ञानिक और तकनीकी सम्मेलन था, हमने 13 संगठनों के प्रतिनिधियों के साथ 8 घंटे से अधिक समय तक परामर्श किया कि किस विषय पर उड़ान भरी जाए - चंद्रमा या मंगल पर। नतीजतन, उन्होंने कॉलेजियम को चंद्र दिशा पर रोकने का फैसला किया। ”

इस निर्णय का पहला दृश्य परिणाम क्लीपर परियोजना का बंद होना था। परियोजना दिलचस्प है, लेकिन इसे पृथ्वी की कक्षा में परिवहन संचालन के लिए अनुकूलित किया गया है। आरएससी एनर्जिया ने इसके आधार पर एक इंटरप्लेनेटरी संस्करण बनाने की भी कोशिश की, लेकिन जल्द ही यह स्पष्ट हो गया कि खरोंच से एक नया जहाज विकसित करना बेहतर था। इसके अलावा, कैप्सूल संस्करण कुछ हद तक इस संगठन के अनुभव के करीब है जो कि एयरफील्ड पर लैंडिंग के साथ पंखों वाला है।

अब हम "फेडरेशन" नाम के तहत इस जहाज को जानते हैं (जाहिर है कि लंबे समय तक नहीं)। और हालिया रिपोर्टों के अनुसार, उनकी ड्राइंग पहले से ही तय हो गई है और पहली उड़ान का उत्पादन शुरू हो गया है। लेकिन दस साल में, हमने इस जहाज को विकसित नहीं किया है। बहुत अधिक आर एंड डी थे।

ऐसी एक पुरानी सोवियत फिल्म थी, "मैं खोज करने जा रहा हूं।" इसमें, एक नौसिखिया एक अनुभवी इंजीनियर को अपनी ड्राइंग दिखाता है:
"बुरा नहीं है ... सातवें विकल्प?"
- कैसा लगा?
- सत्ताईसवें पर आप समझेंगे।

यहां हमारा चंद्र कार्यक्रम है - यह सत्ताईसवां विकल्प नहीं हो सकता है, लेकिन कहीं-कहीं यह बीसवीं भी है। बहुत पहले ही त्याग दिया गया है, और प्रमुख तत्वों की पहचान की गई है। और यदि आप परियोजना के सार को नहीं देखते हैं और इसे विकास में निरीक्षण करते हैं, तो आप इसे समझ नहीं सकते हैं।

हमारा चंद्र कार्यक्रम आज कैसा दिखता है? चलिए इसका पता लगाते हैं। पहले हम यह समझने की कोशिश करेंगे कि हमें "फेडरेशन" की आवश्यकता क्यों है, क्योंकि हमारे पास पहले से सोयुज जहाज है।

चंद्र की कक्षा

पहले आपको यह समझने की जरूरत है कि सभी चल रही परियोजनाएं - विकास और अनुसंधान दोनों - स्टेशनों के चंद्रमा के उपग्रह की कक्षा में विमोचन से जुड़ी हैं। गंभीर उड़ान मिशन अतीत की बात है। यह चंद्र कक्षा से है कि इसकी सतह का अध्ययन करना सुविधाजनक है। यह चंद्र कक्षा में है कि एक कक्षीय स्टेशन को इकट्ठा करना सुविधाजनक है। यह चंद्र कक्षा में है कि चंद्रमा से टेकऑफ़ के बाद लैंडिंग जहाज की प्रतीक्षा करना ऊर्जावान रूप से सुविधाजनक है। यह चंद्र कक्षा के माध्यम से था कि अपोलो चंद्रमा पर उड़ गया।



उड़ान योजना का एक उदाहरण। चंद्रमा से टेक-ऑफ करने के बाद धरती से शुरू होने और चांद की कक्षा तक पहुंचने के साथ-साथ चांद की कक्षा तक पहुंच को देख सकते हैं।

दूसरे शब्दों में, मानवयुक्त मिशनों को सफलतापूर्वक पूरा करने के लिए, चंद्रमा के उपग्रह की कक्षा में प्रवेश करने और पृथ्वी की इस कक्षा से शुरू करने में सक्षम होना वांछनीय है।

पृथ्वी से चंद्रमा तक उड़ान की बैलिस्टिक विशेषताएं ऐसी हैं कि उड़ान पथ से चंद्रमा की कक्षा में प्रवेश करने के लिए आवश्यक ब्रेकिंग के लिए लगभग 800 मीटर / सेकंड की आवश्यकता होती है। कार्य पूरी तरह से सममित नहीं है, लेकिन पृथ्वी पर लौटने पर कक्षा से शुरू करने के लिए लगभग समान आवेग की आवश्यकता होगी।

दूसरे शब्दों में, जहाज की कुल गति लगभग 1600 m / s होनी चाहिए। आप पृथ्वी-चंद्रमा ट्रैक पर और चंद्रमा की कक्षा में सुधार के बारे में भी याद कर सकते हैं। ध्रुवीय कक्षा को भी सबसे पहले माना जा रहा है, इसे दर्ज करना और भी मुश्किल है।

दुर्भाग्य से, संख्याएँ मिशन पैटर्न के बारे में बहुत कम कहती हैं। इस गति को प्राप्त करने के कई तरीके हैं। अब तक, चंद्रमा पर उड़ान के लिए दो योजनाएं विकसित की गई हैं, जो, हालांकि उन्होंने एक समस्या को हल किया, वे एक दूसरे से वैचारिक रूप से बहुत अलग थे। हम इन उड़ान विकल्पों को अपोलो और एच 1-एल 3 प्रकार की योजना कहेंगे।

अपोलो योजना

इस योजना में, कक्षा का जहाज - तथाकथित कमांड-एंड-सर्विस मॉड्यूल (CSM) - ब्रेकिंग के लिए जिम्मेदार है जब चंद्रमा का उपग्रह कक्षा में प्रवेश करता है और अपनी दी गई कक्षा से शुरू होता है। इसके अलावा, उसे न केवल खुद परिक्रमा करनी थी, बल्कि एक भारी लैंडिंग मॉड्यूल भी था जिसका वजन लगभग 14.5 टन था। प्रस्तुत आरेख में यह स्पष्ट रूप से देखा गया है:



इस वजह से, उसकी विशेषता गति (अधिकतम गति जो वह प्राप्त कर सकता था) बहुत अधिक थी, 1600 m / s से बहुत अधिक आवश्यक थी। जहाज, वास्तव में, ईंधन से युक्त था। 28 टन के कुल जहाज वजन के साथ, 18 टन ईंधन पर खर्च किया गया था: आपूर्ति इतनी बड़ी है कि यह संभावना नहीं है कि निकट भविष्य में एक मानव जहाज उपलब्ध होगा जिसकी तुलना ऊर्जा के संदर्भ में की जा सकती है।

यहाँ उसकी काट है। बड़े बेलनाकार ईंधन टैंक स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं।

योजना "एन 1-एल 3"

अपोलो के विपरीत, हमारी योजना में, एक अलग ब्लॉक "डी" पहले से ही चंद्रमा की कक्षा में मंदी और प्रवेश के लिए जिम्मेदार था।



इस आरेख पर, हमारी पूरी बंडल दिखाई देती है। इसके अलावा: ब्लॉक "डी" चंद्रमा के रास्ते पर एक संभावित बाद के लिए जिम्मेदार था, एलसी को लैंडिंग के लिए चंद्र कक्षा तक पहुंच और अधिकांश आवेग का विकास।



कक्षीय जहाज (यह संक्षिप्त नाम LOC के तहत गया) को पृथ्वी के लिए उड़ान पथ पर जाने के लिए केवल एक आवेग का काम करना पड़ा। हालांकि, 800 मीटर / सेकंड की न्यूनतम विशेषता गति एक मजाक नहीं है, और ईंधन भंडार के संदर्भ में एलओसी हमारे जहाजों के बीच चैंपियन था। जहाज का कुल द्रव्यमान 9.8 टन है, जिसमें से 3.1 टन ईंधन था।

आधुनिक जहाज

अब चलो अपोलो और एलओसी की तुलना चंद्रमा पर उड़ान भरने के लिए डिज़ाइन किए गए आधुनिक जहाजों की ऊर्जा से करते हैं। अर्थात्, "ओरियन" और "फेडरेशन"।

मैं इस तथ्य पर आपका ध्यान आकर्षित करना चाहूंगा कि उपरोक्त योजनाओं में से एक का चुनाव बहुत महत्वपूर्ण है। इस तरह का चुनाव मिशन डिजाइन के बहुत प्रारंभिक चरण में किया जाना चाहिए था, और सभी प्रणालियों को विशेष रूप से ऐसी योजनाओं के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए था। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए: इस तथ्य के कारण कि जहाज अभी तक नहीं उड़े हैं, और उनके विकास के दौरान बहुत कुछ बदल गया है, सटीक डेटा ढूंढना काफी मुश्किल है। उदाहरण के लिए, ओरियन के विकास के दौरान, ईंधन के साथ समग्र डिब्बे मौलिक रूप से बदल गए। उसने निर्माण के देश को भी बदल दिया: यदि शुरू में इसका निर्माण संयुक्त राज्य अमेरिका में किया जाना था, तो अब यूरोप इसे बना रहा है।



नतीजतन, कई संख्याएं "फ्लोट", जैसा कि, जाहिरा तौर पर, अलग-अलग समय को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, 25 टन के ओरियन द्रव्यमान को हर जगह इंगित किया गया है। जब मैंने सब कुछ समेटा, तो मुझे 24 टन मिले। या कुल जहाज का कोलेस्ट्रॉल - 1800 m / s, जबकि मुझे 1500 मिला।

संभवतः तथ्य यह है कि कई संख्याओं को राउंड में संकेत दिया गया है। उदाहरण के लिए, यह संभावना नहीं है कि ओरियन के टैंक में 9 टन ईंधन है, जैसा कि मैंने अध्ययन किए गए स्रोतों में दर्शाया है।

फेडरेशन के साथ और भी समस्याएं हैं: यह लॉन्च से और भी अधिक है, और इसमें बहुत कुछ बदल गया है। उदाहरण के लिए, कुल कम्पार्टमेंट, हालांकि इसने निर्माता को नहीं बदला है, लेकिन विभिन्न वर्षों की योजनाओं को देखते हुए इसका लेआउट नाटकीय रूप से बदल गया है।



लेकिन कुल मिलाकर पर्याप्त डेटा है और ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है। पहले सन्निकटन में।

मुझे ऐसी स्कीम मिली



फिर से, मैं दोहराता हूं: संख्याओं के स्तर को समझने के लिए यह केवल एक सामान्य मूल्यांकन है। वास्तव में, सब कुछ थोड़ा और अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए, अपोलो की तरह ओरियन को बाद के विधानसभा के साथ चंद्रमा की कक्षा में स्टेशन ब्लॉक पहुंचाने के लिए उपयोग करने की योजना है। बस स्टेशन की कार्य कक्षा निम्न गोलाकार नहीं है, बल्कि अत्यधिक अण्डाकार है। इसकी पहुंच के लिए ऊर्जा कम है।

लेकिन इस योजना के अनुसार, यह स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि यदि संयुक्त राज्य अमेरिका ने कार्यान्वयन के लिए अपोलो योजना को चुना है, तो फेडरेशन के लिए हमने एन 1-एल 3 योजना को चुना है। हमारे जहाज को एक विशेष इकाई द्वारा चंद्रमा की कक्षा में पहुंचाया जाना चाहिए। बेशक, यह एक विशेष रहस्य नहीं है। लेकिन चूंकि बड़ी संख्या में प्रस्तुतियों के बीच जहाज पर डेटा बिखरे हुए हैं, इसलिए इस बिंदु को समझना काफी मुश्किल है। यद्यपि वे कभी-कभी कभी-कभी सीधे संकेत देते हैं कि जहाज का द्रव्यमान 20 टन है, यह कृत्रिम चंद्रमा उपग्रह की कक्षा में भी इसका द्रव्यमान है। और लेआउट में एक अलग ब्रेक इकाई दिखाई देती है। हालांकि, कई लोग वास्तव में इस सरल लेकिन महत्वपूर्ण बिंदु को नहीं समझते हैं। और अब किसी अन्य योजना पर स्विच करना पहले से ही असंभव है ...

फेडरेशन ने चंद्र की कक्षा में प्रवेश के लिए किस ब्रेक ब्लॉक की योजना बनाई है, यह सवाल काफी दिलचस्प है। हालांकि, इतने सारे विकल्प नहीं हैं, और यह अनुमान लगाना मुश्किल नहीं है। यह "डी" ब्लॉक होना चाहिए। हां, वही जो N1-L3 के समान उद्देश्य के लिए था। इसके अलावा, यदि ऐसा होता है, तो वह वही करेगा जो विकास के बाद पचास से अधिक वर्षों के लिए बनाया गया था। इन सभी वर्षों में, वह अभीष्ट उद्देश्य के लिए नहीं उड़ा था। उन्होंने ग्रहों, उपग्रहों को जीएसओ पर प्रक्षेपित वाहनों को काट दिया ...

हालांकि, कभी-कभी अन्य ब्लॉक खींचे जाते हैं। लेकिन ब्लॉक "डी" बहुत अच्छी तरह से लेआउट और ऊर्जा दोनों के अनुकूल है।

चंद्रमा की कक्षा में "संघ"

यह आरेख से भी देखा जा सकता है कि आधुनिक सोयूज चंद्रमा की कक्षा में प्रवेश करने या कक्षा को छोड़ने में सक्षम नहीं है यदि ब्लॉक डी को उस पर फेंक दिया गया है। सोयुज में बहुत कम हेडरूम है। और यह समझ में आता है: आईएसएस के लिए उड़ानों के लिए, बड़े गति भंडार की आवश्यकता नहीं है।

तो, "संघ" के एक विशेष संशोधन की आवश्यकता है। इसके अलावा, एक अलग सवाल यह है कि इसका वजन कितना होगा। एक तरफ, 1968 एलओके का वजन लगभग 10 टन था - इतना बड़ा आंकड़ा नहीं, दो बार फेडरेशन के रूप में हल्का। लेकिन यह आंकड़ा पीड़ितों के माध्यम से हासिल किया गया था, जो अब जाने की संभावना नहीं है। उदाहरण के लिए, संक्रमण डिब्बे के साथ कोई पूर्ण डॉकिंग स्टेशन नहीं था। या एक ही जीवन समर्थन प्रणाली मुद्दा।

LOC को दो लोगों के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिसमें अधिकतम उड़ान का समय 13 दिनों का था। चंद्रमा के लिए उड़ानों के लिए लगभग न्यूनतम। फेडरेशन में चार लोग हैं और एक महीने तक की स्वायत्त उड़ान का समय है। "यूनियंस" अब तीन दिन और दो लोगों के लिए उड़ान भर रहा है - यह अब पर्याप्त नहीं है।

संभावना की एक उच्च डिग्री के साथ, यहां तक ​​कि आधुनिक सामग्रियों का उपयोग करके, चंद्रमा की कक्षा में जहाज का द्रव्यमान 10 टन से अधिक होगा। एक विकल्प के रूप में, आप इस लेआउट को देख सकते हैं, जिसे 2006 में अनातोली ज़क ने खींचा था। "संघ" का यह संस्करण चंद्रमा की कक्षा में वितरित किया गया है, ब्लॉक "डी" का उपयोग करके भी। लेकिन शुरू करने के लिए, फ्रिगेट बूस्टर का उपयोग किया जाता है।



सोयूज और फ्रिगेट के द्रव्यमान को जानकर, हम सिस्टम के कुल द्रव्यमान का अनुमान 14-15 टन कर सकते हैं। "फेडरेशन" से 5-6 टन कम। लेकिन इस तरह की योजना में बहुत कम क्षमताएं होंगी और इसके लिए महत्वपूर्ण सुधार की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, फ्रिगेट की वर्तमान स्वायत्तता का अनुमान दो दिनों पर है, और सोयुज, वर्तमान सोयुज-एमएस के लेआउट को बनाए रखते हुए, सफलतापूर्वक डॉक करने में सक्षम नहीं होगा। सोयूज़ के कुछ मूरिंग और ओरिएंटेशन इंजन पूंछ की स्कर्ट पर स्थित हैं, और इस योजना में फ्रिगेट द्वारा बंद कर दिया गया है।

एक नए समग्र डिब्बे को विकसित करने और सोयूज को संशोधित करने के लिए आवश्यक समय का अनुमान लगाते हुए, मुझे व्यक्तिगत रूप से यकीन नहीं है कि "फेडरेशन" को काम करने की तुलना में इस विकल्प को बनाने के लिए यह तेज़ है। जिसमें बहुत अधिक क्षमता है।

"संघ-एल"

यही है, चंद्र "संघ" की आवश्यकता नहीं है? यह एक कठिन प्रश्न है। बस इस नाम का मतलब एक और विकल्प है जो "फेडरेशन" के लिए प्रतिस्पर्धा नहीं है। वास्तव में, ऊपर हमने एक गंभीर जहाज के विकल्प पर विचार किया, जो चंद्रमा के उपग्रह की कक्षा में प्रवेश करने में सक्षम था। लेकिन चंद्रमा की उड़ान में, यह क्षण पूरी तरह से वैकल्पिक है। आप कक्षा में जाने के बिना चंद्रमा के चारों ओर उड़ सकते हैं। इसके अलावा, यह ठीक ऐसा मिशन था जिसे हमने 60 के दशक में महसूस किया था। यह मानव रहित उड़ानों के लिए नहीं आया था, लेकिन सोवियत कछुए चंद्रमा के चारों ओर उड़ने वाले पहले जीवित प्राणी थे।



हालांकि, अगर तब उन्होंने सोया को डी प्रोटॉन के साथ एक प्रोटॉन में पैक करने के लिए महत्वपूर्ण बलिदान दिया, तो अब यह तय होने की संभावना नहीं है। रिजर्व पैराशूट के बिना उड़ान भरना, जैसा कि उन्होंने तब किया था, अब एक पूर्ण साहसिक कार्य होगा। वर्तमान परियोजना डॉकिंग का उपयोग करके पृथ्वी की कक्षा में परिसर की विधानसभा के लिए प्रदान करती है। सौभाग्य से, पिछले 50 वर्षों में यह हमारे साथ अच्छी तरह से विकसित हुआ है। और यह कुछ इस तरह दिख सकता है:



इसके लिए एक प्रोटॉन लॉन्च और एक सोयुज लॉन्च की आवश्यकता है। और कक्षा में डॉकिंग।

इसी तरह की एक परियोजना केवल चंद्रमा के चारों ओर उड़ सकती है, लेकिन यदि इसे सफलतापूर्वक लागू किया जाता है, तो यह संचार के संदर्भ में और दोनों के प्रक्षेपवक्र और आवश्यक सुधार स्तरों को निर्धारित करने के लिए चंद्रमा के निकट जहाजों के साथ काम करने में हमारे अनुभव को बहाल करेगा। हम फिर से याद करेंगे कि वस्तुओं को दूसरी लौकिक गति पर कैसे लौटाएं, SA को नियंत्रित करने के लिए क्या एल्गोरिदम हमारे क्षेत्र में लौटने के लिए आवश्यक होगा, और भी बहुत कुछ।

ऐसा मिशन "फेडरेशन" के एकल लॉन्च की तुलना में बहुत सस्ता है और आपको इसके लॉन्च से पहले अच्छा अनुभव प्राप्त करने की अनुमति देगा, और संभवतः इसके विकास का समय कम कर देगा। यह सिर्फ इतना है कि कम से कम "फेडरेशन" की उड़ान परीक्षणों की शुरुआत 2022 में होती है, यह उसकी चंद्रमा पर उड़ान है जो 20 वीं के अंत के लिए निर्धारित है। जब उपयुक्त मीडिया दिखाई दे।

हालांकि, इस तरह के "सोयूज-एल" योजनाओं में नहीं है। लेकिन "रोसकोसमोस" ने "फेडरेशन" के निर्माण पर अपनी जगहें गंभीरता से निर्धारित कीं, और इसलिए, चंद्रमा को लॉन्च किया।

वह सिर्फ जहाज है - वह सब नहीं है। सवाल उठता है: इसे चंद्रमा पर कैसे लाया जाए?
इसके बारे में दूसरा भाग होगा।