Saya memutuskan untuk pindah sedikit dari perjalanan sejarah dan berbicara tentang masalah pembakaran lainnya. Selain itu, proyek bulan kami secara perlahan bergerak ke fase implementasi, jadi pertanyaannya benar-benar relevan.
Ya, kami akan membicarakan proyek penerbangan berawak ke bulan. Yaitu, tentang proyek yang banyak orang tidak percaya, yang sering diejek; namun demikian, ini telah berkembang selama bertahun-tahun dan cukup serius. Setiap perubahan hanya terlihat dalam waktu. Saya bahkan tidak akan berpendapat bahwa proyek tersebut akan dilaksanakan dengan tepat - itu tergantung pada terlalu banyak faktor. Namun demikian, ada pengembangan, dan kita harus melihat banyak perangkat keras di tahun-tahun mendatang. Dan saya bahkan tidak bisa menyalahkan orang yang skeptis, karena belum ada deskripsi yang masuk akal. Semua informasi, meskipun terbuka, tersebar di antara sejumlah besar presentasi dan wawancara.
Saya ingin mencatat bahwa semua suka dan duka pantas mendapatkan buku terpisah, yang dapat saya tulis.
Jadi ceritanya dimulai sekitar sepuluh tahun yang lalu. Kepala Pusat Program Berawak dari Lembaga Penelitian Pusat Teknik Mesin, Doktor Ilmu Pengetahuan Teknis Georgy Karabadzhak, mengenang titik kunci ini:
“Di TsNIImash kami mengadakan konferensi ilmiah dan teknis yang besar, kami berkonsultasi selama lebih dari 8 jam dengan perwakilan dari 13 organisasi tentang topik kemana kami terbang ke bulan atau ke Mars. Akibatnya, mereka secara kolegial memutuskan untuk berhenti di arah bulan. "
Hasil pertama yang terlihat dari keputusan ini adalah penutupan proyek Clipper. Proyek ini menarik, tetapi telah dioptimalkan untuk operasi transportasi di orbit Bumi. RSC Energia juga mencoba membuat versi antarplanet berdasarkan itu, tetapi segera menjadi jelas bahwa lebih baik untuk mulai mengembangkan kapal baru dari awal. Selain itu, versi kapsul agak lebih dekat dengan pengalaman organisasi ini daripada yang bersayap dengan pendaratan di lapangan terbang.
Sekarang kita tahu kapal ini (tampaknya tidak lama) dengan nama "Federasi". Dan menurut laporan terakhir, gambarnya sudah diperbaiki dan produksi instance penerbangan pertama telah dimulai. Namun dalam sepuluh tahun, kami tidak hanya mengembangkan kapal ini. Ada lebih banyak R&D yang berbeda.
Ada film Soviet lama, "Saya akan mencari." Di dalamnya, seorang pemula menunjukkan kepada seorang insinyur berpengalaman gambarnya:
"Tidak buruk ... Opsi ketujuh?"
- Bagaimana menurutmu?
- Pada tanggal dua puluh tujuh Anda akan mengerti.
Ini adalah program bulan kita - ini mungkin bukan pilihan ke dua puluh tujuh, tetapi di suatu tempat di abad ke-20. Banyak yang telah dibuang, dan elemen-elemen kunci telah diidentifikasi. Dan jika Anda tidak melihat esensi proyek dan mengamatinya dalam pengembangan, Anda tidak dapat memahami ini.
Seperti apa program bulan kita hari ini? Mari kita cari tahu. Pertama kita akan mencoba memahami mengapa kita membutuhkan "Federasi", karena kita sudah memiliki kapal Soyuz.
Orbit bulan
Pertama, Anda perlu memahami bahwa semua proyek yang sedang berjalan - baik pengembangan dan penelitian - terkait dengan rilis stasiun ke dalam orbit satelit bulan. Misi terbang yang serius adalah sesuatu dari masa lalu. Dari orbit bulan inilah nyaman untuk mempelajari permukaannya. Berada di orbit bulan sehingga nyaman untuk merakit stasiun orbital. Berada di orbit bulan bahwa sangat nyaman untuk menunggu kapal pendaratan setelah lepas landas dari bulan. Melalui orbit bulan itulah Apollo terbang ke bulan.
Contoh skema penerbangan. Orang dapat melihat mulai dari Bumi, akses ke orbit bulan, undocking dengan modul pendaratan, berlabuh dengannya setelah lepas landas dari Bulan dan mulai ke Bumi.
Dengan kata lain, untuk berhasil menyelesaikan misi berawak, diinginkan untuk dapat memasuki orbit satelit bulan dan mulai dari orbit ini ke Bumi.
Fitur balistik penerbangan dari Bumi ke Bulan sedemikian rupa sehingga sekitar 800 m / s diperlukan untuk pengereman yang diperlukan untuk memasuki orbit Bulan dari jalur penerbangan. Tugas ini tidak sepenuhnya simetris, tetapi kira-kira impuls yang sama akan diperlukan untuk memulai dari orbit ketika kembali ke Bumi.
Dengan kata lain, momentum total kapal harus sekitar 1600 m / s. Anda juga dapat mengingat tentang koreksi baik di jalur Bumi-Bulan, dan di orbit Bulan. Orbit kutub juga sedang dipertimbangkan pertama-tama, bahkan lebih sulit untuk memasukinya.
Sayangnya, angka-angka itu tidak banyak berbicara tentang pola misi. Ada beberapa cara untuk mendapatkan kecepatan ini. Sejauh ini, dua skema telah dikembangkan untuk penerbangan ke bulan, yang, meskipun mereka memecahkan satu masalah, secara ideologis sangat berbeda satu sama lain. Kami akan menyebut opsi penerbangan ini skema jenis Apollo dan H1-L3.
Skema Apollo
Dalam skema ini, kapal orbit - yang disebut modul perintah-dan-layanan (CSM) - bertanggung jawab untuk pengereman ketika satelit bulan memasuki orbit dan mulai dari orbitnya. Selain itu, ia harus menempatkan ke orbit tidak hanya dirinya sendiri, tetapi juga modul pendaratan berat dengan berat sekitar 14,5 ton. Ini terlihat jelas pada diagram yang disajikan:
Karena itu, kecepatan karakteristiknya (kecepatan maksimum yang bisa didapatnya) sangat tinggi, jauh lebih dari yang diperlukan pada 1600 m / s. Kapal itu sendiri, pada kenyataannya, terdiri dari bahan bakar. Dengan berat total kapal 28 ton, 18 ton dihabiskan untuk bahan bakar: pasokannya sangat besar sehingga tidak mungkin kapal berawak akan tersedia dalam waktu dekat yang dapat dibandingkan dengan itu dalam hal energi.
Ini potongannya. Tangki bahan bakar silinder besar terlihat jelas.
Skema "N1-L3"
Tidak seperti Apollo, dalam skema kami, blok terpisah "D" sudah bertanggung jawab atas perlambatan dan masuk ke orbit Bulan.
Pada diagram ini, seluruh bundel kami terlihat. Selain itu: blok "D" juga bertanggung jawab untuk kemungkinan setelah-lari dalam perjalanan ke bulan, akses ke orbit bulan dan pengembangan sebagian besar dorongan untuk mendarat LC.
Kapal orbital (itu berada di bawah singkatan LOC) harus bekerja hanya impuls untuk pergi ke jalur penerbangan ke Bumi. Namun, kecepatan karakteristik minimum 800 m / s bukanlah lelucon, dan LOC adalah juara di antara kapal kami dalam hal cadangan bahan bakar. Total massa kapal adalah 9,8 ton, dimana 3,1 ton adalah bahan bakar.
Kapal modern
Sekarang mari kita bandingkan Apollo dan LOC dengan energi kapal modern yang dirancang untuk terbang ke bulan. Yaitu, "Orion" dan "Federasi".
Saya ingin menarik perhatian Anda pada kenyataan bahwa pilihan salah satu skema di atas sangat penting. Pilihan seperti itu seharusnya dibuat pada tahap awal desain misi, dan semua sistem seharusnya dirancang khusus untuk skema semacam itu. Perlu juga dicatat: karena fakta bahwa kapal-kapal belum terbang, dan selama pengembangan mereka banyak yang berubah, sangat sulit untuk menemukan data yang tepat. Misalnya, selama pengembangan Orion, kompartemen agregat dengan bahan bakar berubah secara radikal. Dia bahkan mengubah negara manufaktur: jika awalnya akan diproduksi di AS, sekarang Eropa membuatnya.
Akibatnya, banyak angka "mengambang", seperti, tampaknya, merujuk pada waktu yang berbeda. Misalnya, massa Orion 25 ton ditunjukkan di mana-mana. Ketika saya menyimpulkan semuanya, saya mendapat 24 ton. Atau kolesterol total kapal - 1800 m / s, sedangkan saya mendapat 1500.
Mungkin faktanya adalah bahwa banyak angka ditunjukkan dalam putaran. Misalnya, kecil kemungkinan bahwa tangki Orion memiliki tepat 9 ton bahan bakar, seperti yang ditunjukkan dalam sumber yang saya pelajari.
Bahkan ada lebih banyak masalah dengan Federasi: itu bahkan lebih jauh dari peluncuran, dan banyak yang telah berubah di dalamnya. Sebagai contoh, kompartemen agregat, meskipun tidak mengubah pabrikan, tetapi tata letaknya, dilihat dari skema tahun-tahun yang berbeda, telah berubah secara dramatis.
Namun secara keseluruhan ada cukup data dan energi yang bisa diperkirakan. Dalam perkiraan pertama.
Saya punya skema seperti itu
Sekali lagi, saya ulangi: ini hanya penilaian umum untuk memahami tingkat angka. Pada kenyataannya, semuanya sedikit lebih rumit. Misalnya, Orion, seperti Apollo, direncanakan akan digunakan untuk mengirimkan blok stasiun ke orbit Bulan dengan perakitan berikutnya. Hanya orbit stasiun yang bekerja tidak sirkular rendah, tetapi sangat elips. Energi untuk mengaksesnya kurang.
Tetapi bahkan menurut skema ini, jelas terlihat bahwa jika Amerika Serikat memilih skema Apollo untuk implementasi, maka untuk Federasi kita telah memilih skema N1-L3. Kapal kami harus dikirim ke orbit bulan oleh unit khusus. Tentu saja, ini bukan rahasia khusus. Tetapi karena data di kapal tersebar di antara sejumlah besar presentasi, sangat sulit untuk memahami hal ini. Meskipun kadang-kadang kadang-kadang secara langsung menunjukkan bahwa massa kapal adalah 20 ton, itu juga massa di orbit satelit bulan buatan. Dan dalam tata letak unit rem terpisah terlihat. Namun, banyak yang tidak benar-benar memahami hal yang sederhana tetapi penting ini. Dan sekarang sudah tidak mungkin untuk beralih ke skema lain ...
Pertanyaan tentang blok rem mana yang direncanakan agar Federasi memasuki orbit bulan cukup menarik. Namun, tidak ada begitu banyak pilihan, dan tidak sulit ditebak. Ini harus menjadi blok "D". Ya, yang sama dengan N1-L3 untuk tujuan yang sama. Selain itu, jika ini terjadi, dia akan melakukan apa yang dia ciptakan selama lebih dari lima puluh tahun setelah pengembangan. Bertahun-tahun, dia tidak terbang untuk tujuan yang dimaksud. Dia menyimpulkan kendaraan antarplanet ke planet, satelit di GSO ...
Namun, terkadang blok lain digambar. Tapi blok "D" sangat cocok untuk tata letak dan energi.
"Union" di orbit bulan
Dapat juga dilihat dari diagram bahwa Soyuz modern tidak mampu memasuki orbit bulan atau meninggalkan orbit jika blok D dilemparkan ke atasnya. Soyuz memiliki ruang kepala yang terlalu sedikit. Dan ini bisa dimengerti: untuk penerbangan ke ISS, cadangan kecepatan besar tidak diperlukan.
Jadi, modifikasi khusus dari "Serikat" diperlukan. Selain itu, pertanyaan terpisah adalah berapa beratnya. Di satu sisi, LOK 1968 memiliki berat sekitar 10 ton - bukan angka yang besar, dua kali lebih ringan dari Federasi. Namun angka ini dicapai melalui para korban, yang sekarang tidak mungkin pergi. Misalnya, tidak ada stasiun dok penuh dengan kompartemen transisi. Atau masalah sistem pendukung kehidupan yang sama.
LOC dirancang untuk dua orang, dengan waktu penerbangan maksimum 13 hari. Hampir minimum untuk penerbangan ke bulan. Federasi memiliki empat orang dan waktu penerbangan otonom hingga satu bulan. "Serikat pekerja" sekarang terbang selama tiga hari dan dua orang - ini tidak cukup sekarang.
Dengan tingkat probabilitas tinggi, bahkan menggunakan bahan-bahan modern, massa kapal di orbit bulan akan lebih dari 10 ton. Sebagai opsi, Anda dapat melihat tata letak ini, yang digambar oleh Anatoly Zak pada tahun 2006. Versi "Union" ini dikirim ke orbit bulan, juga menggunakan blok "D". Tetapi untuk memulai, penguat Frigate digunakan.
Mengetahui massa Soyuz dan Frigate, kita dapat memperkirakan massa total sistem pada 14-15 ton. 5-6 ton lebih sedikit dari "Federasi". Tetapi skema seperti itu akan memiliki kemampuan yang jauh lebih sedikit dan juga akan membutuhkan peningkatan yang signifikan. Sebagai contoh, otonomi Frigate saat ini diperkirakan dua hari, dan Soyuz, sambil mempertahankan tata letak Soyuz-MS saat ini, tidak akan dapat berhasil berlabuh. Beberapa mesin tambat dan orientasi Soyuz terletak di rok ekor, dan dalam skema ini ditutup oleh Frigate.
Memperkirakan waktu yang diperlukan untuk mengembangkan kompartemen agregat baru dan memodifikasi Soyuz, saya pribadi tidak yakin bahwa lebih cepat untuk membuat opsi ini daripada mengerjakan "Federasi". Yang memiliki potensi jauh lebih besar.
Soyuz-L
Artinya, bulan "Persatuan" tidak diperlukan? Ini pertanyaan yang sulit. Hanya dengan nama ini berarti opsi lain yang bukan kompetisi untuk "Federasi". Memang, di atas kami mempertimbangkan dengan tepat pilihan kapal serius yang mampu memasuki orbit satelit bulan. Tetapi dalam penerbangan ke bulan, momen ini sepenuhnya opsional. Anda bisa terbang mengelilingi bulan tanpa pergi ke orbit. Terlebih lagi, itu adalah misi yang kami sadari pada tahun 60an. Itu tidak datang untuk penerbangan berawak, tetapi kura-kura Soviet adalah makhluk hidup pertama yang terbang di sekitar bulan.
Namun, jika kemudian mereka membuat pengorbanan yang signifikan untuk mengemas Soyuz dengan blok D menjadi satu Proton, maka sekarang ini tidak mungkin untuk diputuskan. Terbang tanpa parasut cadangan, seperti yang mereka lakukan sekarang, akan menjadi petualangan yang lengkap. Proyek saat ini menyediakan untuk perakitan kompleks di orbit Bumi menggunakan docking. Untungnya, selama 50 tahun terakhir ini telah berkembang dengan baik bersama kami. Dan mungkin terlihat seperti ini:
Ini membutuhkan satu peluncuran Proton dan satu peluncuran Soyuz. Dan berlabuh di orbit.
Proyek serupa hanya dapat terbang di sekitar bulan, tetapi jika berhasil dilaksanakan, itu akan mengembalikan pengalaman kami dalam bekerja dengan kapal di dekat bulan - baik dalam hal komunikasi, dan untuk menentukan lintasan dan tingkat koreksi yang diperlukan. Kami akan mengingat kembali cara mengembalikan objek dengan kecepatan kosmik kedua, algoritma apa untuk mengendalikan SA yang diperlukan untuk kembali ke wilayah kami, dan banyak lagi.
Misi semacam itu terlihat jauh lebih murah daripada peluncuran tunggal "Federasi" dan akan memungkinkan Anda untuk mendapatkan pengalaman yang baik sebelum peluncurannya, dan mungkin mengurangi waktu untuk pengembangannya. Hanya saja, setidaknya dimulainya tes penerbangan "Federasi" pada tahun 2022, penerbangannya ke bulan yang dijadwalkan pada akhir abad ke-20. Saat media yang sesuai muncul.
Namun, sementara "Soyuz-L" seperti itu tidak ada dalam rencana. Tapi "Roskosmos" secara serius mengarahkan pandangannya pada penciptaan "Federasi", dan, karena itu, pada peluncuran ke bulan.
Itu hanya kapal - itu belum semuanya. Muncul pertanyaan: bagaimana cara membawanya ke bulan?
Tentang itu akan menjadi bagian kedua.