Saturno 5: como você pode perder a tecnologia de foguetes

A mídia está cada vez mais falando sobre a chamada "conspiração lunar", uma teoria teológica da conspiração que afirma que o vôo e a aterrissagem na lua no âmbito do programa espacial Apollo foram fabricados. Se isso é especulação política, quais são os objetivos dessas discussões é uma questão um pouco diferente. Às vezes, fluxos de consciência descomplicados surgem nos Giktayms .

Costuma-se dizer que o foguete Saturn-5 era bom demais para ser real. Se existia, por que você precisou iniciar o programa de transporte, que acabou por ser mais caro do que seu antecessor? Se existia, por que agora do zero desenvolver um SLS de foguete superpesado com características semelhantes? Como a tecnologia de produção pode ser perdida?

"Saturno-5" - um foguete projetado para garantir a retirada da espaçonave Apollo na rota de vôo para a lua. As pessoas tiveram que não apenas ser lançadas, mas também fornecer a possibilidade de um retorno seguro. Ou seja, era necessário garantir um pouso suave na superfície lunar de duas pessoas com equipamentos e sistemas de suporte à vida, decolar da lua e retornar à Terra com proteção térmica ao entrar na atmosfera. Parte da massa foi salva devido à separação do módulo lunar, que ficava na lua, do comando, que permaneceu na órbita da lua.

Mas um enorme foguete ainda era necessário: o Saturn-5 poderia lançar 140 toneladas em uma órbita baixa da Terra. Para comparação: o foguete pesado Proton usado com freqüência exibe 22 toneladas. O último dos Saturn 5 lançados lançou a estação espacial Skylab pesando 77 toneladas em órbita - apenas o multi-módulo Mir poderia quebrar esse recorde. O Skylab era tão grande que, se o ponto de articulação fosse perdido, o astronauta poderia travar e ficar preso nessa posição por vários minutos até que o sistema de ventilação se esvaziasse para uma das paredes. Saturno 5 continua sendo o míssil mais poderoso da história, até agora ninguém conseguiu quebrar seu recorde.

A humanidade está ansiosa e deseja novas conquistas. Hoje, o olhar da NASA está em Marte. E embora o Congresso relute em dar dinheiro, o foguete Space Launch System (SLS) está sendo desenvolvido. Aproximadamente descrevendo, é um foguete de três estágios com dois reforços reforçados de combustível sólido dos ônibus espaciais. Na sua primeira etapa, quatro motores de vaivém estão instalados. Em sua modificação mais pesada, o SLS deve quebrar o recorde de Saturno 5 - o Bloco III poderá colocar 150 toneladas em baixa órbita terrestre.

Mas esta é apenas a mais difícil das modificações propostas. Outros são mais realistas, podem lançar 70 ou 130 toneladas. Se Saturno 5 poderia produzir 140, por que não usá-lo? Para responder a essa pergunta, você precisa se voltar para a história do foguete.



Embora informal, a NASA começou a pensar na lua em 1960, mesmo antes do discurso de Kennedy . O nome Saturno 5 sugere que o foguete era o quinto modelo da família. Havia outras opções, ainda mais pesadas que Saturno 5. Uma série de foguetes Nova poderia levar 300 toneladas ou mais à órbita terrestre baixa, mas permaneceu para sempre na prancheta. Em 1962, o programa de desenvolvimento da Nova foi reduzido devido à escolha de um esquema de voo com um módulo lunar separado, o que reduziu os requisitos de peso da aeronave.

O foguete era de complexidade sem precedentes. A questão era quem iria construí-lo. Von Braun escolheu a divisão do trabalho. Isso lhe permitiu escolher o melhor dos melhores em todo o setor. Ele poderia envolver as pessoas mais experientes de cada uma das empresas. A velocidade de desenvolvimento realmente se mostrou alta. Para os contratados, a solução significava grandes pedidos, não um pedido enorme para ninguém. Como resultado, a principal parcela foi distribuída entre três empresas: Boeing, North American Aviation e Douglas. Eles produziram os três passos que compõem Saturno 5.



O S-IC possui 5 motores Rocketdyne F-1 que funcionam com oxigênio líquido e querosene. O primeiro passo foi dado pela Boeing no Michoud Assembly Facility em Nova Orleans, Louisiana. O funcionamento do túnel de vento ocorreu em Seattle. A pista foi criada por designers do Marshall Space Center, o principal centro da NASA.

S-II foi responsável pela aviação norte-americana. A etapa foi conduzida por cinco motores Rocketdyne J-2, usando hidrogênio líquido e oxigênio. A montagem foi realizada em Seal Beach, na Califórnia. A Douglas Aircraft Company construiu o terceiro degrau do S-IVB em Huntington Beach, na Califórnia. Como o segundo, havia um motor J-2, mas um. Ele trabalhou no mesmo hidrogênio e oxigênio. O terceiro passo se encaixou no avião Guppy Grávida, e os outros dois tiveram que ser entregues em Cabo Canaveral por água. Às vezes eles passaram 70 dias no mar.

O vôo de três etapas foi controlado pelo módulo instrumental do projeto do Marshall Space Center e da montagem da IBM. Os projetistas decidiram separar o sistema de navegação do navio e do foguete por vários motivos. Entre eles estava a confiabilidade. A decisão salvou vidas: durante o vôo da Apollo 12, um raio atingiu um foguete. O computador Apollo desligou, mas o Saturn 5 não.



A divisão do trabalho acabou sendo uma faca de dois gumes. No total, mais de 20 mil contratados e subcontratados participaram da produção de foguetes. Nem todos eles existem hoje. Hoje, a aviação norte-americana é coisa do passado como uma entidade separada - a empresa foi vendida para a Boeing em 1996. Rocketdyne também possuía a Boeing, mas depois a vendeu para a United Technologies Corporation, e a última a transferiu para a Aerojet. Muitas empresas que participaram da criação do foguete não sobreviveram até hoje. Alguns dos demais alteraram a estrutura e várias gerações de funcionários.

Mas organizações liquidadas não são o único problema. Mesmo que todas as empresas ainda existissem, era improvável que pudessem iniciar a produção. Cada um dos contratados mantinha sua própria documentação de produção, que poderia ser perdida. Mesmo que não seja perdido, ele pode ser armazenado em alguns dos armazéns. Qual deles a pessoa sabe que não está mais trabalhando lá ou mesmo morreu.

O trabalho dos contratados foi monitorado por dois grupos no Centro Espacial Marshall. A Divisão de Operações de Pesquisa e Desenvolvimento monitorou a integridade da estrutura dos foguetes, e as Operações Industriais transferiram fundos e aceitaram o trabalho. Não há mais pessoas que saibam montar as peças do mosaico.

Não havia uso planejado para Saturno 5 depois da Apollo. Muito não foi devidamente documentado, permanecendo nos registros pessoais dos engenheiros. Hoje, esses pedaços de papel estão apodrecendo no porão de alguém. As pessoas sabem onde esses ou esses documentos estavam, lembre-se de pequenas insignificâncias que não são registradas em nenhum lugar. Ainda precisa de operadores que controlem o voo do foguete. Se hoje você deseja lançar o Saturn 5, eles precisarão ser treinados novamente.

A própria formulação da pergunta "como a tecnologia foi perdida" está incorreta. Nós não vivemos em algumas idades das trevas. Não chegamos a uma certa era de ignorância, na qual esquecemos subitamente os princípios dos motores de foguetes. O conhecimento permaneceu, havia mais. Há também a capacidade de fazer foguetes. Por que não construir Saturno 5 hoje se é tão poderoso?

Por que são necessários vários anos para desenvolver um novo modelo de carro ou avião? Todas as tecnologias de sua construção já são conhecidas. Eles diferem entre si apenas em pequenas melhorias, mesmo que algumas vezes haja desenvolvimentos completamente novos. Mesmo modificações em um modelo de base existente levam períodos consideráveis ​​de tempo. Isso ocorre porque é um dispositivo muito complexo, com muitas peças fabricadas por várias empresas diferentes.

Um foguete auxiliar para pousar uma pessoa frágil em outro corpo celeste exige uma precisão ainda maior de partes individuais. Suas tolerâncias, diferenças de tamanho permitidas, são menores do que em qualquer carro. Portanto, ao criar e construir um dispositivo desse tipo, são gastadas milhares de horas em testes e aprimoramentos. Precisa de conhecimentos técnicos sofisticados. Como resultado, a equipe de desenvolvimento ganha uma experiência única que ninguém mais no mundo tem. Qualquer pessoa que queira repetir Saturno 5 deve ter experiência em trabalhar com Saturno 5. Mas não há pessoas.

O gerenciamento do foguete é refletido na documentação técnica, que é o resultado da modelagem e teste. Digamos que a documentação apareça em algum lugar. O foguete Saturn-5 consiste em mais de 3 milhões de peças. A nave Apollo em si e o módulo lunar somam mais alguns milhões. A montagem e o controle de tais dispositivos são um processo complexo, cuja escala é pouco suscetível à consciência humana. Quaisquer alterações no design também exigirão alterações e reescrita deste documento com instruções.

E mudanças serão necessárias. No final do programa Apollo, as fábricas que produziam peças para mísseis foram fechadas ou começaram a produzir outra coisa. Linhas de montagem foram desmontadas, padrões e formas foram destruídos como desnecessários. Engenheiros, mecânicos, cientistas e operadores de controle de vôo iniciaram outros trabalhos. Com o tempo, os materiais estão desatualizados, alguns deles não produzem mais.

Materiais desatualizados podem ser substituídos. (Ou você pode recriar metade da indústria dos EUA no início dos anos sessenta.) A substituição de materiais alterará massa, estresse, pressão e a interação entre as peças. O mau funcionamento e as capacidades da aeronave mudarão. Você pode realizar um exame técnico. Levará vários anos para testar e simular novamente. Você pode criar novos métodos de ação e operações de gerenciamento, escrever nova documentação. Você pode educar as pessoas. Mas tudo isso significa a criação real de um foguete do zero. Foi considerado



a capacidade de usar motores F-1 de primeiro estágio em um futuro foguete SLS em impulsionadores laterais. Obviamente, eles não quiseram copiá-los completamente. Ferramentas de desenvolvimento modernas e sistemas de design assistidos por computador têm mais poder e simplicidade do processo para o designer. Ao longo de cinquenta anos, muito foi criado, para que hoje você possa criar nós mais eficientes. Você pode começar a melhorar partes individuais. É exatamente para isso que o projeto F-1B era destinado: um dos motores F-1 foi desmontado e levado com um scanner 3D.

O atual projeto SLS usa motores e propulsores sólidos de propulsão - o F-1B foi abandonado . O Congresso dos EUA está exigindo contratantes do programa SLS, e eles são muito mais difíceis do que na era da corrida lunar. Para este projeto, apelidaram de brincadeira o Sistema de Lançamento do Senado.

Saturno 5 era um míssil muito caro. O custo de lançamento em 1969 foi de US $ 3,19 bilhões, levando em consideração a inflação. O programa foi substituído pelo programa Space Shuttle, cujo objetivo era reduzir o custo de lançamento para 118 dólares por libra (1,5 1.520 dólares por quilograma em dinheiro de hoje). Devido à inesperada complexidade de todas as operações, uma alteração no design e um orçamento inchado, os ônibus espaciais nunca alcançaram esse objetivo, ficando muito mais caros. O SLS deve entregar uma pessoa a Marte, cujo custo também não agrada.

Baseado no blog de Amy Shire Teitel e na resposta de Robert Frost .

Source: https://habr.com/ru/post/pt388699/