🆚 👧 🙀 Tão semelhante e tão diferente "Union" e "Apollo" 👩🏽‍🚒 🚥 🏵️

O dia 15 de julho marcou o 40º aniversário da missão Soyuz Apollo, um voo histórico que é frequentemente considerado o fim da corrida espacial. Pela primeira vez, duas naves construídas em hemisférios opostos se encontraram e atracaram no espaço. Soyuz e Apollo já eram a terceira geração de naves espaciais. Nesse momento, as equipes de design já haviam “se destacado” nos primeiros experimentos, e novas naves precisavam ficar no espaço por um longo tempo e realizar novas tarefas complexas. Eu acho que será interessante ver a quais soluções técnicas as equipes de design chegaram.

Introdução

É curioso, mas nos planos iniciais, tanto os sindicatos quanto os Apollo deveriam se tornar aparelhos de segunda geração. Mas nos EUA, eles rapidamente perceberam que entre o último vôo de Mercúrio e o primeiro vôo de Apolo, vários anos se passariam e, para que esse tempo não fosse desperdiçado, o programa Gemini foi lançado. E a URSS respondeu a Gêmeos com seu nascer do sol .

Além disso, para os dois dispositivos, o objetivo principal era a lua. Os EUA não pouparam dinheiro para a corrida lunar, porque até 1966 a URSS tinha prioridade em todas as conquistas espaciais significativas. O primeiro satélite, as primeiras estações lunares, o primeiro homem em órbita e o primeiro homem no espaço sideral - todas essas conquistas foram soviéticas. Os americanos lutaram para "alcançar e ultrapassar" a União Soviética. E na URSS, a tarefa de um programa lunar tripulado no contexto das vitórias espaciais foi ofuscada por outras tarefas urgentes, por exemplo, era necessário acompanhar os Estados Unidos no número de mísseis balísticos. Os programas lunares tripulados são uma grande conversa separada, mas aqui falaremos sobre os dispositivos na configuração orbital, como aqueles em que eles se encontraram em órbita em 17 de julho de 1975. Além disso, desde que a sonda Soyuz voa há muitos anos e passou por muitas modificações, falando da Soyuz,teremos em mente as versões próximas do voo Soyuz-Apollo.

Meios de retirada

O veículo de lançamento, que raramente é lembrado, coloca a sonda em órbita e determina muitos de seus parâmetros, sendo o principal o peso máximo e o diâmetro máximo possível.

Na URSS, para lançar uma nova nave em órbita terrestre, decidiu-se usar uma nova modificação do foguete da família R-7. O veículo de lançamento Voskhod substituiu o motor do terceiro estágio por um mais potente, o que aumentou a capacidade de carga de 6 para 7 toneladas. O navio não poderia ter um diâmetro superior a 3 metros, porque nos anos 60, os sistemas de controle analógico não conseguiam estabilizar as carenagens de calibre.

À esquerda, o diagrama de foguetes da Soyuz, à direita, o lançamento da espaçonave Soyuz-19 da missão Soyuz Apollo.

Nos EUA, o Saturn-I LV, projetado especialmente para a Apollo, foi utilizado para voos orbitais.Na modificação -I, ele poderia colocar 18 toneladas em órbita e na modificação -IB, 21 toneladas. O diâmetro de Saturno excedia 6 metros, então as restrições no tamanho da espaçonave eram mínimas.

À esquerda está Saturno-IB na seção, à direita está o lançamento do navio Apollo da missão Soyuz-Apollo.Em

tamanho e peso, o Soyuz é mais leve, mais fino e menor que o Apollo. O Soyuz pesava 6,5-6,8 toneladas e tinha um diâmetro máximo de 2,72 m. O Apollo tinha um peso máximo de 28 toneladas (na versão lunar, os tanques de combustível não estavam completamente cheios para missões perto da Terra) e um diâmetro máximo de 3, 9 m

Aparência

A Soyuz e a Apollo implementaram um esquema padrão para dividir um navio em compartimentos. Ambos os navios tinham um compartimento agregado por instrumentos (nos EUA, é chamado de módulo de serviço), um veículo de descida (módulo de comando). O veículo de descida da Soyuz mostrou-se muito apertado, então um compartimento doméstico foi adicionado ao navio, que também poderia ser usado como uma câmara de trava para acesso ao espaço sideral. Na missão da Soyuz Apollo, o navio americano também possuía um terceiro módulo, uma câmara de trava especial para a passagem entre os navios.

Segundo a tradição soviética, o Soyuz foi lançado inteiramente sob o capuz. Isso tornou possível não se preocupar com a aerodinâmica do navio no lançamento e colocar antenas frágeis, sensores, painéis solares e outros elementos na superfície externa. Além disso, o compartimento doméstico e o lander são cobertos com uma camada de isolamento térmico do espaço. O Apollo continuou a tradição americana - o veículo de lançamento estava parcialmente fechado, o nariz coberto por uma tampa balística, feita estruturalmente com o sistema de resgate, e o navio coberto por um adaptador de capuz na parte traseira.

Soyuz 19 em voo, disparado do Apollo. Revestimento verde escuro - isolamento

Apollo, tiro da Soyuz. No mecanismo de marcha, parece que a pintura da Soyuz de

uma modificação posterior nas seções

"Apollo" no contexto

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Os veículos de descida da Soyuz e Apollo são mais parecidos do que nas gerações anteriores de naves espaciais. Na URSS, os projetistas abandonaram um veículo de descida esférica - ao retornar da Lua, ele exigiria um corredor de entrada muito estreito (altitude máxima e mínima, que deve ser alcançada entre eles para um pouso bem-sucedido), criaria uma sobrecarga de mais de 12 g, e a área de pouso seria medida em dezenas se não centenas, quilômetros. O lander cônico criou uma força de elevação durante a frenagem na atmosfera e, girando, mudou de direção, controlando o vôo. Ao retornar da órbita da Terra, a sobrecarga diminuiu de 9 para 3-5 g, e ao retornar da Lua, de 12 para 7-8 g. A descida guiada expandiu seriamente o corredor de entrada, aumentando a confiabilidade do pouso e reduziu muito o tamanho da área de desembarque,facilitando a busca e evacuação de astronautas.

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O diâmetro de 4 m, selecionado para a Apollo, tornou possível fazer um cone com um semi-ângulo de 33 °. Esse veículo de descida tem uma qualidade aerodinâmica da ordem de 0,45 e suas paredes laterais praticamente não esquentam ao frear. Mas sua desvantagem foram dois pontos de equilíbrio estável - o Apollo teve que entrar na atmosfera com o fundo orientado na direção do vôo, porque se entrasse na atmosfera de lado, poderia rolar para a posição "nariz para frente" e destruir os astronautas. O diâmetro de 2,7 m para a Soyuz tornou esse cone irracional - muito espaço foi desperdiçado. Portanto, foi criado um veículo de descida do tipo “farol” com um semi-ângulo de apenas 7 °. Utiliza efetivamente o espaço, possui apenas um ponto de equilíbrio estável, mas sua qualidade aerodinâmica é mais baixa, da ordem de 0,3, e é necessária proteção térmica para as paredes laterais.

Os materiais já masterizados foram utilizados como revestimento protetor de calor. Na URSS, foram utilizadas resinas de fenol-formaldeído em uma base de tecido e, nos EUA, uma resina epóxi em uma matriz de fibra de vidro. O mecanismo de operação era o mesmo - a proteção térmica queimou e entrou em colapso, criando uma camada adicional entre o navio e a atmosfera, e as partículas queimadas assumiram o controle e transportaram a energia térmica.

Material de proteção térmica Apollo antes e depois do voo

Sistema de propulsão

Tanto o Apollo quanto os sindicatos dispunham de motores de marcha para corrigir a órbita e motores de orientação para mudar a posição da nave no espaço e realizar manobras precisas na doca. Na Soyuz, um sistema de manobra orbital foi instalado pela primeira vez na sonda soviética. Por alguma razão, os projetistas escolheram um layout não muito bem-sucedido, quando o motor principal era alimentado por um combustível (UDMH + AT), e os motores de ancoragem e orientação eram de outro (peróxido de hidrogênio). Em combinação com o fato de os tanques conterem 500 kg de combustível na Soyuz e 18 toneladas no Apollon, isso levou a uma diferença de ordem de magnitude na velocidade característica - a Apollo poderia mudar sua velocidade em 2800 m / s, e a Soyuz »Apenas a 215 m / s.Uma grande reserva da velocidade característica, mesmo do Apollo não recarregado, fez dele um candidato óbvio a um papel ativo na aproximação e atracação.

Soyuz-19 feed, bicos de motor claramente visíveis

motores de orientação Apollo de perto

Sistema de pouso

Os sistemas de aterrissagem desenvolveram as conquistas e tradições dos respectivos países. Os Estados Unidos continuaram a desembarcar navios. Após experimentar os sistemas de pouso de Mercúrio e Gêmeos, uma opção simples e confiável foi escolhida - o navio tinha dois freios e três paraquedas principais. Os pára-quedas principais foram reservados e uma aterrissagem segura foi fornecida em caso de falha de um deles. Tal falha ocorreu durante o pouso da Apollo 15, e nada de ruim aconteceu. A reserva de pára-quedas tornou possível o abandono de pára-quedas individuais dos astronautas do Mercury e dos assentos de ejeção de Gêmeos.

Padrão de pouso Apollo

Na URSS, o navio era tradicionalmente colocado em terra. Ideologicamente, o sistema de pouso desenvolve um pouso com jato de para-quedas dos "Nasceres do Sol". Após redefinir as tampas do contêiner de para-quedas, o escapamento, o freio e o para-quedas principal são acionados seqüencialmente (em caso de falha do sistema, um sobressalente é instalado). O navio desce em um paraquedas, a 5,8 km de altitude, o escudo térmico é derrubado e, a ~ 1 m, são acionados os motores a jato de aterrissagem suave (DMF). O sistema acabou sendo interessante - o trabalho do DMF cria quadros espetaculares, mas o conforto da aterrissagem varia em uma faixa muito ampla. Se os astronautas tiverem sorte, um golpe no chão é quase imperceptível. Caso contrário, o navio pode atingir o solo com sensibilidade e, se não tiver sorte, também tombará de lado.

Padrão de aterrissagem

Operação absolutamente normal do DMP

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É curioso, mas, caminhando de maneiras diferentes, a URSS e os EUA chegaram ao mesmo sistema de salvação. No caso de um acidente, um motor especial de combustível sólido, parado no topo do veículo de lançamento, arrancou o veículo com astronautas e o levou para o lado. O pouso foi realizado por meio regular do veículo de descida. Esse sistema de resgate acabou sendo a melhor de todas as opções usadas - é simples, confiável e garante o resgate de astronautas em todas as etapas do lançamento. Em um acidente real, ele foi usado apenas uma vez e salvou a vida de Vladimir Titov e Gennady Strekalov, levando o veículo de descida de um foguete queimando na plataforma de lançamento.

Da esquerda para a direita, SAS Apollo, SAS Soyuz, várias versões do SAS Soyuz

Sistema de termorregulação

Nos dois navios, foi utilizado um sistema de termorregulação com refrigerante e radiadores. Radiadores pintados de branco para melhor radiação de calor permaneciam nos módulos de serviço e até pareciam iguais:

Fundos VKD

O Apollo e os sindicatos projetaram levando em consideração a possível necessidade de atividade extra-navio (caminhadas espaciais). As decisões de projeto também eram tradicionais para os países - os Estados Unidos despressurizaram todo o módulo de comando e saíram por um teto solar padrão, enquanto a URSS usava o compartimento doméstico como uma câmara de trava.

VKD "Apollo 9"

Sistema de ancoragem

Tanto a Soyuz quanto a Apollo usavam um dispositivo de acoplamento tipo cone de pino. Como o navio estava manobrando ativamente ao atracar, os dois pinos foram instalados no Soyuz e no Apollo. E para o programa Soyuz-Apollon, para não ofender ninguém, eles desenvolveram uma unidade de ancoragem universal andrógina. A androginia significava que dois navios podiam atracar com esses nós (e não apenas emparelhados, um com um alfinete e o outro com um cone).

Mecanismo de ancoragem da Apollo. Aliás, também foi usado no programa Soyuz-Apollon, com sua ajuda, o módulo de comando encaixado em uma câmara de trava.O

diagrama do mecanismo de encaixe da Soyuz , a primeira versão

do Soyuz-19, vista frontal. A estação de ancoragem é claramente visível

Cabine e equipamento

Em termos de equipamento, a Apollo era notavelmente superior à Soyuz. Antes de tudo, os projetistas foram capazes de adicionar uma plataforma giratória estabilizada ao equipamento Apollo, que armazenava a posição e a velocidade do navio com alta precisão. Além disso, o módulo de comando possuía um computador poderoso e flexível para sua época, que, se necessário, poderia ser reprogramado diretamente em voo (e esses casos são conhecidos). Uma característica interessante do Apollo também foi uma estação de trabalho separada para navegação astronômica. Era usado apenas no espaço e estava localizado sob os pés dos astronautas.

Painel de controle, vista do assento esquerdo

Painel de controle. À esquerda estão os controles de vôo, no centro estão os motores de orientação, acima estão os indicadores de emergência e abaixo está a conexão. No lado direito, há indicadores de gerenciamento de combustível, hidrogênio, oxigênio e

energia.Embora o equipamento da Soyuz fosse mais simples, era o mais avançado para os navios soviéticos. O computador digital de bordo apareceu pela primeira vez no navio, e os sistemas do navio incluíam equipamentos para acoplagem automática. Pela primeira vez no espaço, foram utilizados indicadores multifuncionais em um tubo de raios catódicos.

O painel de controle da sonda Soyuz

Panorama do veículo de descida da sonda Soyuz-35

Sistema de suporte à vida

O sistema de suporte à vida era tradicional para os países. Nos EUA, uma atmosfera de oxigênio foi usada a pressão reduzida; na URSS, uma mistura oxigênio-nitrogênio foi usada à pressão atmosférica. Esta situação impossibilitou que os navios atracassem diretamente. Eu tive que fazer um compartimento de fechadura especial. Além disso, se era possível mudar de Apollo para Soyuz muito rapidamente, então, na passagem de retorno, levava três horas para sentar na câmara, respirando oxigênio puro para remover o nitrogênio do sangue. Até o macacão soviético tornou-se inflamável na atmosfera do Apollo, e foi necessário desenvolver um tecido especial no qual os cosmonautas soviéticos pudessem visitar o Apollo. Como a prática demonstrou, a inconveniência da atmosfera de oxigênio superou seus méritos, já nos ônibus espaciais a atmosfera estava próxima da Terra e agora ninguém voa em uma atmosfera puramente de oxigênio.
As especificidades da atmosfera significavam que, no início dos astronautas da Apollo, eles usavam roupas espaciais. Na Soyuz, eles voaram em trajes de treino antes do desastre do Soyuz-11, após o qual, por segurança, o início e o pouso começaram a ocorrer apenas em trajes espaciais.
Do ponto de vista da conveniência, a cabine do Soyuz é pequena e apertada, mas isso é compensado pelo compartimento da casa.
As comodidades domésticas no Soyuz eram notavelmente melhores - o Apollo tinha um banheiro muito desconfortável .

Sistema de energia

A Apollo usou um sistema muito conveniente para voos com duração de 2 a 3 semanas - células de combustível. Hidrogênio e oxigênio, quando combinados, geraram energia e a água resultante foi usada pela tripulação. No "Soyuz" em diferentes versões havia diferentes fontes de energia. Havia opções com células de combustível e, para o vôo Soyuz-Apollo, painéis solares foram instalados no navio.

Conclusão

Tanto os sindicatos como os Apollo acabaram sendo navios de muito sucesso à sua maneira. O Apollo voou com sucesso para a Estação Lua e Skylab. E os sindicatos receberam uma vida extremamente longa e bem-sucedida, tornando-se o principal navio de voos para estações orbitais, a partir de 2011 transportarão astronautas americanos para a ISS e os transportarão pelo menos até 2018.

Mas um preço muito caro foi pago por esse sucesso. Soyuz e Apollo foram os primeiros navios em que pessoas morreram. O que é ainda mais triste se designers, engenheiros e trabalhadores não tivessem pressa e, depois que seus primeiros sucessos não tivessem deixado de ter medo do espaço, Komarov, Dobrovolsky, Volkov, Patsaev, Grissom, White e Cheffy estivessem vivos .

Materiais adicionais

A trama do programa "Soyuz-Apollon" TV Roskosmos

Filme da NASA

PS> Um pequeno anúncio. Neste sábado, 25 de julho, em Ufa, minha palestra “Os Programas Lunares e da Lua” será realizada. Reunião VK .

Tão semelhante e tão diferente "Union" e "Apollo"