Nah, di mana harus meletakkan mesin ini sekarang?

Sebuah publikasi baru-baru ini tentang kebangkitan dan pengembangan mesin SSME (RS-25) di LJ menyebabkan masuknya terapis konspirasi bulan dalam komentar - mereka membandingkan nasib mesin pesawat ulang-alik dengan F-1 dari Saturnus V. Jadi hari ini kita akan memainkan game "Feel like a Rocketdyne leader" dan berbicara tentang jalur kehidupan berliku teknologi.


Museum roket Saturn V dan F-1 dan J-2 ada di museum

Di kulit yang salah

Salah satu "argumen" dari teori konspirasi adalah sesuatu seperti ini: "mesin Saturn V (F-1 dan / atau J-2) buruk, tidak mencapai karakteristik yang diperlukan, dan setelah memalsukan program bulan mereka dengan cepat menyingkirkannya." Sayangnya, sangat sering para pendukung teori konspirasi memiliki kekurangan pengetahuan - meskipun fakta bahwa mesin program bulan tidak terbang setelah penghentiannya, mereka ditawarkan untuk banyak proyek dan masih belum sepenuhnya mati. Dan untuk mengetahui dengan jelas mengapa mereka tidak bisa melekat pada roket lain, mari kita mainkan permainan mental. Jadi, kami adalah pembuat keputusan di Rocketdyne, yang memproduksi mesin F-1 dan J-2 untuk Saturn V.

Bayangkan di halaman 1970. Apollo 20 dibatalkan pada bulan Januari, tetapi pemotongan anggaran segera mencapai tingkat yang 18 dan 19 harus dibatalkan pada bulan September.Kontrak untuk 15 lembar Saturn V hampir selesai, dan menjadi jelas bahwa tidak akan ada kelanjutan. Muncul pertanyaan logis - apa yang harus dilakukan?

Lebih besar dan lebih baik

Opsi pertama jelas, "Mari kita membuat Saturn V lebih baik dan mencoba menggunakan mesin di sana . " Kembali di pertengahan 60-an, opsi tata letak diusulkan berdasarkan Saturn V di bawah nama umum Saturnus MLV ("Modified Launch Vehicle", kendaraan peluncuran yang dimodifikasi). Dengan meningkatkan engine, meningkatkan pasokan bahan bakar, menambah solid fuel booster, atau mengganti engine dengan HG-3 (RS-25 nantinya akan tumbuh darinya), versi MLV yang berbeda dapat menghasilkan orbit rendah dari 118 hingga 160 ton.


Pilihan tata letak Saturn MLV yang berbeda, bahkan dengan tingkat atas nuklir

Namun, semua keindahan ini tidak menimbulkan antusiasme. Terlebih lagi, pada bulan April 1972, Dewan Perwakilan Kongres AS akhirnya membuat keputusan (dan mengalokasikan uang) untuk pengembangan Space Shuttle. Pesawat ruang angkasa bersayap tidak bergabung dengan MLV, dan biaya besar kedua proyek berarti bahwa mereka akan memberikan uang hanya untuk satu.

Rencana b

Nah, ide berikutnya hampir jelas - "Dan mari kita coba masuk ke proyek pesawat ulang-alik . " Sebagai tahap pertama, Anda dapat menggunakan tahap pertama dari Saturn V, dan tahap kedua untuk menempatkan tangki bahan bakar eksternal pesawat ulang-alik dan pesawat ulang-alik itu sendiri di samping. Tahap pertama dapat dilengkapi dengan sayap dan ditanam kembali di tanah sehingga sistem ini sepenuhnya dapat digunakan kembali. Opsi ini bahkan memiliki satu nilai tambah yang sangat serius yang tidak dimiliki oleh pesawat ulang-alik dalam versi finalnya - Anda dapat meluncurkan modul stasiun orbital atau muatan sangat berat lainnya dalam versi satu kali dari tahap kedua (daya dukung ~ 100 ton), dan melayani stasiun orbital atau satelit sudah shuttle yang dapat digunakan kembali (kapasitas muat ~ 30 ton). Jadi proyek Saturnus-Shuttle muncul.


Peluncuran Saturn-Shuttle, desain NASA

Sayangnya, kegagalan di sini menunggu kita. Mesin F-1 tidak dirancang untuk penggunaan yang dapat digunakan kembali, sehingga bahkan dalam kasus soft landing tahap pertama mereka harus diubah. Dan penguat bahan bakar padat tampak lebih sederhana dan lebih murah, apalagi, mereka dapat digunakan kembali. Jadi tahap pertama kompetisi rancangan desain kami hilang.

Bagaimanapun caranya

Jadi, kami tidak memiliki roket "milik kami" dan tidak ada cara untuk berintegrasi ke dalam proyek pesawat ulang-alik besar. Dan "Apakah mungkin untuk menempatkan mesin kami di roket yang sudah terbang" ? Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita lihat apa yang dimulai dari pusat ruang angkasa Amerika di wilayah 1972.


Peluncur "Tor" dalam versi Torad-Agen

Atas dasar rudal balistik "Tor" ada "Tor-Burner", "Tor-Agen", "Torad-Agen", keluarga "Tor-Delta". Sebuah keluarga roket Delta sudah muncul darinya. Opsi berbeda di langkah atas dan pendorong bahan bakar padat samping. Dan, sayang sekali, untuk rudal dengan massa awal di wilayah seratus ton F-1 dengan daya dorong 700 ton, rudal itu tidak berfungsi dengan cara apa pun - bahkan jika itu masuk ke tahap Torah dengan diameter yang lebih kecil, itu sudah akan memberikan pada awalnya kelebihan muatan 7 memecahkan roket di detik-detik pertama penerbangan.


Atlas-Centaurus dengan stasiun antarplanet Pioneer 10, 1972

Keluarga kendaraan peluncuran Atlas sedikit lebih berat. Di sini juga, keragaman langkah-langkah atas masih dipertahankan - Atlas-Agen, Atlas-Centaurus, tetapi bahkan dalam versi yang paling sulit roket memiliki massa sekitar 150 ton, dan F-1 kami tidak akan cocok dengan cara apa pun.


Luncurkan Titan-IIIC

Dan akhirnya, roket terberat adalah Titan-III. Massa awal di wilayah 600 ton, bisa membawa ke orbit rendah sebanyak 13 ton. Namun, di sini kita tidak perlu menangkap apa pun. Mesin dasar RL-87 memiliki daya dorong di wilayah 200 ton, dan mengganti F-1 dengan 700 ton akan gagal, tidak hanya karena alasan kekuatan. Di blok tengah "Titan" bahan bakar lain digunakan - hidrazin dan diazot tetraoksida. Dan jika RL-87 adalah omnivora - ada versi untuk oksigen / minyak tanah, hidrazin / AT, bahkan oksigen / hidrogen, maka tidak ada yang diketahui tentang opsi F-1 untuk jenis bahan bakar lainnya. Tapi tidak ada yang akan memberi kita cara untuk mengatur ulang roket untuk bahan bakar lain dengan peningkatan tangki dan penghapusan pendorong bahan bakar padat samping (jika tidak, terlalu banyak kelebihan).


Blok akselerasi "Centaur"

J-2 sebagai mesin panggung atas juga sial. Blok penguat oksigen-hidrogen Centaur telah dibuat, tetapi ada mesin RL-10 dengan dorongan sepuluh kali lebih sedikit, sementara
lebih efisien, jadi mengubahnya menjadi J-2 tidak masuk akal. Tetapi tidak ada langkah hidrogen pertama.

Anehnya, cerita serupa terjadi di sisi lain samudera, tetapi memiliki hasil positif - mesin RD-170, yang dikembangkan untuk pendorong samping kendaraan peluncuran Energia, adalah empat bilik, jadi pertama kali dipotong dua dan dihasilkan dua bilik RD-180 yang dihasilkan dijual Orang Amerika menuju langkah pertama Atlas, yang telah tumbuh dan menjadi lebih berat. Dan kemudian lagi menjadi dua, menempatkan RD-191 bilik tunggal pada Angara dan menawarkan RD-193 yang hampir sama untuk Soyuz-2.1v.


Skema pengembangan keluarga RD-170

Hibernasi

Sayangnya, F-1 dengan J-2 adalah bilik tunggal, dan kami tidak dapat mengurangi ukuran dan daya tarik dengan tindakan sederhana dan murah. Jadi kita hanya memiliki satu opsi tersisa - untuk meletakkan cetak biru dengan mesin di gudang, jika mungkin untuk melakukan modernisasi atas dasar inisiatif dan menawarkan mereka dalam kompetisi untuk rudal superheavy . Seperti yang telah ditunjukkan oleh praktik, skema itu ternyata cukup berhasil, memberikan beberapa peluang (meskipun tidak disadari sebagai hasilnya) untuk kembalinya "kuda-kuda Apollo".

J-2 mendapat kesempatan pertama, tetapi sebagai hasilnya, hanya nama yang tersisa. Mesin J-2X, yang pertama kali ingin mereka buat berdasarkan J-2, ditawarkan untuk Tahap Keberangkatan Bumi roket Constellation Ares. Tetapi karena peningkatan persyaratan, mesin baru praktis diperoleh, dengan dorongan 30% lebih, pada bahan baru dan terasa lebih berat.


Pada tahun 2009, program Constellation ditutup, dan dengan J-2X, kisah J-2 masih berulang. Untuk blok booster SLS, itu dianggap terlalu kuat, dan satu J-2X dengan daya dorong 130 ton diputuskan untuk diganti dengan 4 RL-10 dengan total dorong 44 ton. Tetapi jika SLS membutuhkan mesin yang lebih dorong, J-2X akan mendapatkan peluang baru.

F-1 harus menunggu lebih lama. Dia tidak berhasil ke Constellation, tetapi ketika mereka mengumumkan kompetisi untuk mesin untuk SLS, dia berharap. Itu bahkan datang ke cerita yang sangat instruktif - para insinyur mengeluarkan nomor mesin F-6049 dihapus dari Saturnus-5 untuk Apollo 11 karena kesalahan selama pengujian, dan mulai memahami cara kerjanya dan bagaimana itu dapat ditingkatkan . Pada 2013, setelah puluhan tahun penyimpanan, generator gas diuji (ini menggerakkan pompa turbo memompa bahan bakar ke mesin).


Pembuatan mesin, ilmu material, dan metode pembuatan mesin roket tidak berhenti. Modifikasi baru yang disebut F-1B harus memiliki bagian 50 kali lebih sedikit dan desain yang disederhanakan. Sebagai contoh, knalpot generator gas tidak lagi diarahkan ke nozzle untuk insulasi termal tambahan dengan selubung bahan bakar berlebih, tetapi dibuang secara paralel ke nozzle, mengembalikan gambar-gambar indah tentang fajar eksplorasi ruang angkasa ketika nyala generator gas mencambuk dekat knalpot utama.



Tapi sejauh ini peluangnya belum terealisasi - persaingan untuk mesin untuk SLS F-1B hilang dan kembali ke gudang.

Kesimpulan

Dalam sejarah astronotika, ada kasus di mana mesin telah tersedia selama beberapa dekade dan kemudian mulai digunakan dengan modifikasi minimal. Stok mesin Soviet NK-33 yang tersisa ditempatkan pada kendaraan peluncuran Antares Amerika dan Soyuz-2.1v Rusia. Tapi mereka tidak akan melanjutkan produksi - kredibilitas mesin tersebut dirusak oleh kecelakaan Antares 2014, mirip dengan kecelakaan rudal bulan Soviet N-1, yang awalnya dibuat NK-33. Antares telah beralih ke RD-181, dan Soyuz-2.1v akan beralih ke sister RD-193 setelah habisnya stok NK-33. Terlepas dari kenyataan bahwa secara teori dimungkinkan untuk melanjutkan produksi salinan yang tepat dari mesin program bulan Amerika, tidak ada arti praktis dalam hal ini. Teknologi tidak berhenti - pencetakan 3D menggantikan banyak bagian, dan elektronik modern lebih sederhana dan lebih dapat diandalkan daripada "mesin logika hidrolik" yang membuka dan menutup katup saat mesin F-1 dimulai. Tapi keturunan langsung dari mesin bulan legendaris mungkin kembali ke kehidupan aktif jika mereka cocok untuk tugas di masa depan.