Liệu Liên Xô có thể giành chiến thắng trong cuộc đua lên mặt trăng?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Như bạn đã biết, Liên Xô đã không vượt qua được Mỹ trên Mặt trăng. H-1 - Câu trả lời của Liên Xô về Saturn-V - tên lửa mà chúng ta hy vọng vào Mặt Trăng, đã cố gắng cất cánh bốn lần và phát nổ bốn lần ngay sau khi cất cánh. Không muốn chi hàng triệu và hàng tỷ rúp cho một cuộc đua vốn đã thua, vào giữa những năm 1970, chính phủ Liên Xô đã buộc các nhà thiết kế phải quên đi Mặt trăng.

Nhưng cuối cùng con đường mà chương trình Mặt Trăng của Liên Xô thực hiện có đúng không? Tất nhiên, lịch sử không thể biết trước được tâm trạng chủ quan, và sẽ là quá táo bạo khi lập luận rằng nếu dây cương của chương trình không nằm trong tay S. P. Korolev và người kế nhiệm V. P. Mishin, và, nói, trong tay của M. K. Yangel hoặc V. N. Chelomei, kết quả của cuộc cạnh tranh với Mỹ về cơ bản sẽ khác.

Tuy nhiên, tất cả các dự án chưa thực hiện về các chuyến bay có người lái tới vệ tinh của chúng ta chắc chắn là tượng đài của tư tưởng thiết kế của Nga, và thật thú vị và mang tính hướng dẫn để ghi nhớ chúng, đặc biệt là bây giờ, khi họ ngày càng nói nhiều về các chuyến bay lên Mặt trăng trong tương lai.

Tàu trong quỹ đạo

Theo quan điểm chính thức, cả chương trình Mặt trăng của Mỹ và Liên Xô đều bao gồm hai giai đoạn: đầu tiên là chuyến bay có người lái quanh mặt trăng, sau đó là hạ cánh. Nhưng nếu đối với NASA, giai đoạn đầu tiên là tiền thân của giai đoạn thứ hai và có cùng cơ sở vật chất kỹ thuật - tổ hợp Saturn V - Apollo, thì cách tiếp cận của Liên Xô có phần khác biệt. Cưỡng bức người khác.

Tàu vũ trụ mặt trăng bay quanh mặt trăng

Bức ảnh cho thấy một sơ đồ của tàu vũ trụ dành cho người lái bay ngang qua Mặt Trăng từ một bản thiết kế dự thảo do V. N. Chelomey.

1) Xây dựng. Bản phác thảo thiết kế của tàu mặt trăng (LK) được chuẩn bị tại OKB-52 vào ngày 30 tháng 6 năm 1965. Con tàu bao gồm khối "G" - động cơ của hệ thống cứu hộ khẩn cấp, khối "B" - phương tiện chạy lại, khối "B" - khoang thiết bị và khoang sửa chữa động cơ, khối "A" - gia tốc trước giai đoạn để báo cáo tốc độ gần với không gian thứ hai, để bay qua mặt trăng.

2) Chuyến bay. Con tàu sẽ được phóng lên quỹ đạo tham chiếu với độ cao 186-260 km bằng tên lửa ba tầng UR-500K. Việc tách tàu sân bay diễn ra vào giây thứ 585 của chuyến bay. Sau một vòng quay quanh Trái đất, các động cơ của khối tiền tăng tốc được bật trong khoảng 5 phút, truyền cho xe một tốc độ gần bằng tốc độ vũ trụ thứ hai. Sau đó khối được tách ra. Trên đường đi, ba lần hiệu chỉnh quỹ đạo đã được thực hiện bằng cách sử dụng các động cơ của khối "B". Nó được lên kế hoạch thực hiện 12 lần phóng mà không có phi hành đoàn và tối đa 10 lần phóng với một phi hành gia trên tàu.

Các tính toán đầu tiên được thực hiện trên tàu OKB-1 của hoàng gia vào đầu những năm 1960 cho thấy rằng để đưa phi hành đoàn lên mặt trăng, trước tiên cần đưa khoảng 40 tấn trọng tải vào quỹ đạo trái đất thấp. Thực tiễn đã không xác nhận con số này - trong các chuyến thám hiểm mặt trăng, người Mỹ đã phải đưa vào quỹ đạo một lượng lớn gấp ba lần - 118 tấn.

Mô hình LK với kích thước đầy đủ Khối tăng tốc "A" được ngăn cách với khoang "B" (động cơ hiệu chỉnh) bằng một giàn kim loại. Đặc điểm của LC. Thủy thủ đoàn: 1 người // Trọng lượng của tàu khi hạ thủy: 19.072 kg // Trọng lượng của tàu khi bay lên Mặt trăng: 5187 kg // Trọng lượng của phương tiện bay lại: 2457 kg // Thời gian bay: 6-7 ngày.

Nhưng ngay cả khi chúng ta lấy con số 40 tấn làm điểm xuất phát, thì rõ ràng Korolev vẫn không có gì để nâng một tải trọng như vậy lên quỹ đạo. “Bảy” R-7 huyền thoại có thể “kéo” tối đa 8 tấn, đồng nghĩa với việc phải chế tạo lại tên lửa siêu trường đặc biệt. Việc phát triển tên lửa N-1 được bắt đầu vào năm 1960, nhưng S. P. Korolyov sẽ không chờ đợi sự xuất hiện của một tàu sân bay mới. Anh tin rằng một chiếc máy bay có người lái lên mặt trăng có thể được thực hiện bằng tiền mặt.

Ý tưởng của ông là phóng một số khối tương đối nhẹ lên quỹ đạo với sự trợ giúp của "Sevens", từ đó, bằng cách gắn vào, có thể lắp ráp một tàu vũ trụ để bay quanh Mặt Trăng (L-1). Ngẫu nhiên, tên của tàu vũ trụ Soyuz bắt nguồn từ khái niệm kết nối các khối trong quỹ đạo và mô-đun 7K là tổ tiên trực tiếp của toàn bộ dòng ngựa máy của ngành vũ trụ Nga. Các mô-đun khác của "đoàn tàu" hoàng gia được lập chỉ mục 9K và 11K.

Vì vậy, một khoang chứa cho phi hành đoàn, một bình chứa nhiên liệu, các khối tăng áp đáng lẽ phải được đưa vào quỹ đạo … Từ ý tưởng ban đầu là lắp ráp một con tàu vũ trụ chỉ từ hai bộ phận, các nhà thiết kế của OKB-1 đã dần đi đến một cách tổng thể. tàu không gian của năm phương tiện. Xét rằng lần cập bến thành công đầu tiên chỉ diễn ra vào năm 1966, trong chuyến bay của tàu vũ trụ Gemini-8 của Mỹ, rõ ràng hy vọng cập bến vào nửa đầu những năm 1960 đã trở thành một canh bạc.

Đặc điểm của tổ máy bay: 2 người // Trọng lượng của tàu khi hạ thủy: 154 t // Trọng lượng của tàu khi bay lên Mặt trăng: 50, 5 t // Trọng lượng của phương tiện bay lại: 3, 13 t // Thời gian của chuyến bay đến Mặt trăng: 3, 32 ngày // Thời gian bay: 8, 5 ngày.

Phương tiện cho megaton

Đồng thời, V. N. Chelomey, đối thủ cạnh tranh chính của Korolev, người đứng đầu OKB-52, có tham vọng không gian của riêng mình và lập luận có trọng lượng của riêng mình. Từ năm 1962, việc thiết kế tên lửa hạng nặng UR-500 đã được bắt đầu tại chi nhánh số 1 của OKB-52 (nay là Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nhà nước Khrunichev). Chỉ số UR (tên lửa phổ thông), mà tất cả các tên lửa đạn đạo của "hãng" Chelomeev đều có, ngụ ý nhiều lựa chọn khác nhau để sử dụng các sản phẩm này.

Đặc biệt, động lực để bắt đầu làm việc trên UR-500 là nhu cầu về một tên lửa đạn đạo mạnh mẽ để cung cấp những quả bom khinh khí siêu mạnh tới lãnh thổ của kẻ thù tiềm tàng - chính là "mẹ Kuz'ka" mà NS đã hứa sẽ giới thiệu. Hướng Tây. Khrushchev.

Theo hồi ức của Sergei, con trai của Khrushchev, người vừa làm việc cho Chelomey trong những năm đó, UR-500 được đề xuất như một vật mang điện tích nhiệt hạch có công suất 30 megaton. Tuy nhiên, đồng thời, nó có nghĩa là tên lửa mới có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc khám phá không gian có người lái.

Lúc đầu, một phiên bản hai giai đoạn của tên lửa được tạo ra. Khi giai đoạn thứ ba vẫn đang được thiết kế, Chelomey đã đưa ra đề xuất bay quanh mặt trăng bằng cách sử dụng UR-500K ba giai đoạn - nó có thể đưa lên quỹ đạo 19 tấn - và một tàu vũ trụ có người lái một mô-đun (LK), sẽ được lắp ráp hoàn toàn trên Trái đất và sẽ không yêu cầu bất kỳ sự gắn kết nào trên quỹ đạo.

Ý tưởng này là cơ sở cho một báo cáo do Chelomey thực hiện vào năm 1964 tại OKB-52 với sự có mặt của Korolev, Keldysh và các nhà thiết kế lỗi lạc khác. Dự án đã gây ra sự phản đối gay gắt từ Korolyov.

Tất nhiên, không phải không có lý do anh ta tin rằng phòng thiết kế của anh ta (không giống như phòng thiết kế của Chelomeev) có kinh nghiệm thực sự trong việc tạo ra tàu vũ trụ có người lái, và nhà thiết kế không hài lòng với viễn cảnh chia sẻ du hành vũ trụ với những người bạn đối thủ của anh ta.

Tuy nhiên, sự tức giận của Nữ hoàng không hướng đến LK nhiều như chống lại UR-500. Rốt cuộc, tên lửa này rõ ràng thua kém về độ tin cậy và độ tinh vi so với "số bảy" rất xứng đáng, và mặt khác, nó có trọng tải thấp hơn 3-4 lần so với N-1 trong tương lai. Nhưng cô ấy ở đâu, N-1?

Bệ hạ cánh LK700 (bố trí). Cô ấy đã ở trên mặt trăng.

Một năm đã trôi qua, người ta có thể nói, đã bị mất vì chương trình mặt trăng của Liên Xô. Tiếp tục làm việc trên con tàu nhà lắp ghép của mình, Korolyov thực sự đi đến kết luận rằng dự án này là không thể thực hiện được.

Đồng thời, vào năm 1965, với sự trợ giúp của UR-500, vệ tinh đầu tiên trong bốn vệ tinh "Proton", nặng từ 12 đến 17 tấn, được phóng lên quỹ đạo mà R-7 sẽ không thể làm được. điều đó. Cuối cùng, Korolyov, như người ta vẫn nói, phải nhảy vào cổ họng bài hát của chính mình và thỏa hiệp với Chelomey.

1) Phù hợp trực tiếp. “Việc sử dụng phương án bay thẳng mà không cần gắn vào quỹ đạo của vệ tinh nhân tạo hoặc ISL, một mặt, đơn giản hóa rất nhiều nhiệm vụ, giảm chi phí và thời gian phát triển và tăng độ tin cậy của nhiệm vụ, mặt khác, nó cho phép con tàu được sử dụng như một phương tiện vận tải.

Với sự gia tăng lưu lượng hàng hóa lên Mặt trăng, phương án bay khả thi duy nhất sẽ là phương án bay trực tiếp, trong đó toàn bộ con tàu (hoặc toàn bộ trọng tải) được đưa lên bề mặt Mặt trăng, trái ngược với phương án bay không thỏa thuận với việc cập bến ISL quỹ đạo, nơi hầu hết hàng hóa vẫn ở trong quỹ đạo của Mặt trăng (từ dự án văn bản nháp).

2) Căn cứ mặt trăng. Tổ hợp UR-700-LK700 không chỉ được thiết kế để đổ bộ một lần lên Mặt trăng mà còn để tạo các căn cứ trên Mặt trăng trên vệ tinh của Trái đất. Việc trang bị căn cứ đã được lên kế hoạch trong ba giai đoạn. Lần phóng đầu tiên trên bề mặt mặt trăng mang đến một căn cứ mặt trăng tĩnh không người lái hạng nặng.

Lần phóng thứ hai lên mặt trăng đưa phi hành đoàn lên tàu vũ trụ LK700, trong khi phần đế được sử dụng như một ngọn hải đăng. Sau khi tàu hạ cánh, thủy thủ đoàn của nó di chuyển đến căn cứ cố định, và con tàu được bảo quản cho đến khi chuyến bay trở về. Lần phóng thứ ba mang đến một máy bay thám hiểm mặt trăng hạng nặng, trên đó phi hành đoàn thực hiện các chuyến thám hiểm trên mặt trăng.

Cách chia sẻ thất bại

Vào ngày 8 tháng 9 năm 1965, một cuộc họp kỹ thuật đã được triệu tập tại OKB-1, mời các nhà thiết kế hàng đầu của phòng thiết kế Chelomeev, đứng đầu là General Designer.

Korolev chủ trì cuộc họp, người đã có bài phát biểu quan trọng. Sergei Pavlovich đồng ý rằng UR-500 hứa hẹn hơn cho dự án bay quanh mặt trăng, và đề nghị Chelomey tập trung vào việc cải tiến phương tiện phóng này. Đồng thời, ông có ý định bỏ dở việc phát triển tàu vũ trụ để bay quanh mặt trăng.

Quyền hạn to lớn của Nữ hoàng cho phép anh ta áp dụng những ý tưởng của mình vào thực tế. Để "tập trung lực lượng của các tổ chức thiết kế", lãnh đạo đất nước đã quyết định dừng công việc của dự án LK. Phi thuyền 7K-L1 phải bay quanh mặt trăng, sẽ nâng UR-500K lên khỏi Trái đất.

Các bức ảnh cho thấy các bức ảnh lưu trữ về mô hình kích thước đầy đủ của con tàu trong cấu hình phóng và tùy chọn hạ cánh lên mặt trăng.

Vào ngày 10 tháng 3 năm 1967, chuyến đi song song của hoàng gia-Chelomeev bắt đầu từ Baikonur. Tổng cộng, từ năm 1967 đến năm 1970, 12 chiếc 7K-L1 đã được phóng, có trạng thái thăm dò Mặt Trăng. Hai trong số chúng đã đi đến quỹ đạo trái đất thấp, số còn lại lên Mặt trăng.

Các nhà du hành vũ trụ Liên Xô đã rất mong đợi - chà, khi nào thì một trong số họ có đủ may mắn để đi đến ngôi sao đêm trên con tàu mới! Hóa ra là không bao giờ. Chỉ có hai chuyến bay của hệ thống được thông qua mà không có bình luận, và trong mười trục trặc nghiêm trọng còn lại đã được ghi nhận. Và chỉ có hai lần nguyên nhân thất bại là tên lửa UR-500K.

Trong tình huống như vậy, không ai dám mạo hiểm tính mạng con người, và bên cạnh đó, các cuộc thử nghiệm không người lái kéo dài đến nỗi trong thời gian này người Mỹ đã có thể bay quanh mặt trăng và thậm chí hạ cánh trên đó. Công việc trên 7K-L1 đã bị ngừng.

Hy vọng vào một điều kỳ diệu

Dường như ít ai trong chúng ta chưa đặt ra câu hỏi nhức nhối cho ý thức dân tộc: rốt cuộc tại sao quốc gia phóng vệ tinh đầu tiên vào vũ trụ và đưa Gagarin lên quỹ đạo lại thua cuộc đua Mặt Trăng với điểm số khô khan? Tại sao, độc nhất vô nhị như N-1, tên lửa siêu nặng Saturn V đã hoạt động như một chiếc đồng hồ trên tất cả các chuyến bay đến Mặt trăng, và “hy vọng” của chúng ta không đặt một kg nào ngay cả vào quỹ đạo Trái đất thấp?

Một trong những lý do chính đã được người kế nhiệm của V. P. Korolev đặt tên là perestroika. Mishin. “Việc xây dựng cơ sở sản xuất và chân đế,” ông nói trong một cuộc phỏng vấn với tờ báo Pravda, “đã được thực hiện với thời gian trì hoãn hai năm.

Và thậm chí sau đó bị tước bỏ. Người Mỹ có thể thử nghiệm toàn bộ một khối động cơ trên giá đỡ của họ và đưa nó lên một tên lửa không có vách ngăn, đưa nó vào chuyến bay. Chúng tôi đã thử nghiệm từng chiếc một và không dám khởi động 30 động cơ giai đoạn đầu ở chế độ lắp ráp hoàn chỉnh. Sau đó, việc lắp ráp các mảnh này, tất nhiên, không có sự đảm bảo của một lớp phủ sạch sẽ."

Được biết, cả một nhà máy đã được xây dựng tại sân bay vũ trụ để phục vụ các chuyến bay thử nghiệm tên lửa N-1. Kích thước khổng lồ của tên lửa không cho phép nó được vận chuyển theo các bước chuẩn bị sẵn. Tên lửa được hoàn thành theo đúng nghĩa đen trước khi phóng, bao gồm cả việc hàn.

Nói cách khác, người Mỹ có cơ hội phát triển hệ thống của họ và khắc phục sự cố trong quá trình thử nghiệm trên băng ghế dự bị và gửi thành phẩm lên bầu trời, và các nhà thiết kế hoàng gia chỉ hy vọng rằng tên lửa "thô", phức tạp và đắt tiền sẽ đột ngột đưa và bay. Và cô ấy đã không bay.

Tên lửa đẩy tên lửa N-1 (OKB-1, trái). Từ tháng 2 năm 1969 đến tháng 11 năm 1972, bốn lần phóng tên lửa này đã được thực hiện, và tất cả đều thất bại. Điểm khác biệt cơ bản giữa tên lửa N-1 và các dự án OKB-52 là việc sử dụng động cơ ôxy-dầu hỏa do Phòng thiết kế Kuznetsov thiết kế.

Các động cơ NK-33, được tạo ra ở giai đoạn đầu (có 30 chiếc và chúng được đặt trong một vòng tròn), đã tồn tại sau dự án mặt trăng của Liên Xô và vẫn được sử dụng ở cả Nga, Mỹ và Nhật Bản. Tên lửa VP-700 S YARD RO-31 (giữa). Có lẽ là một trong những dự án kỳ lạ nhất của chương trình mặt trăng của Liên Xô.

Theo tính toán của các tác giả của bản thiết kế, việc sử dụng động cơ phản lực hạt nhân trong giai đoạn thứ ba sẽ làm tăng đáng kể khối lượng của trọng tải phóng lên quỹ đạo. Với tải trọng lên tới 250 tấn, một tên lửa như vậy có thể được sử dụng trong chương trình xây dựng các căn cứ trên Mặt Trăng. Và đồng thời - đe dọa Trái đất bằng việc rơi lò phản ứng đã qua sử dụng từ trên trời xuống. Tên lửa UR-700K (OKB-52, bên phải).

Dự án chế tạo tàu sân bay siêu nặng này dựa trên các phần tử của tên lửa UR-500K, sau này được gọi là Proton. Trong lĩnh vực nhà máy điện, Chelomey đã làm việc với KB Glushko, công ty đã phát triển động cơ mạnh mẽ sử dụng nhiên liệu có độc tính cao: amyl (dinitrogen tetroxide) và heptyl (dimethylhydrazine không đối xứng).

Việc sử dụng nhiên liệu độc là một trong những lý do khiến Proton không phóng tàu có thủy thủ đoàn vào vũ trụ. Tất cả các khối làm sẵn, từ đó tên lửa UR-700 có thể được lắp ráp tại vũ trụ, vừa với kích thước 4100 mm, giúp có thể vận chuyển chúng trên các bệ đường sắt. Vì vậy có thể tránh được việc hoàn thành tên lửa tại bãi phóng.

Phù hợp trực tiếp

Chelomey, đối thủ truyền kiếp của Nữ hoàng, cũng có một sự thay thế ở đây. Ngay cả trước khi N-1 phóng không thành công, vào năm 1964, Vladimir Nikolaevich đã đề xuất cử một đoàn thám hiểm đổ bộ lên mặt trăng bằng phương tiện phóng UR-700. Tuy nhiên, theo Chelomey, một tên lửa như vậy không hề tồn tại, nó có thể được phát triển trong thời gian rất ngắn trên cơ sở các phần tử được sản xuất nối tiếp từ tên lửa UR-500.

Đồng thời, sức mạnh của UR-700 sẽ vượt trội hơn không chỉ so với N-1, mà ở phiên bản nặng nhất sẽ có khả năng (về mặt lý thuyết) đưa 85 tấn hàng hóa vào quỹ đạo trái đất thấp, mà còn cả Sao Thổ của Mỹ..

Ở phiên bản cơ bản, UR-700 có thể nâng khoảng 150 tấn lên quỹ đạo, và những sửa đổi "cao cấp" hơn, bao gồm cả loại có động cơ hạt nhân cho giai đoạn thứ ba, sẽ nâng con số này lên 250 tấn và UR-700 phù hợp với một kích thước 4100 mm, chúng có thể dễ dàng vận chuyển từ các xưởng của nhà máy đến sân bay vũ trụ, và chỉ cập cảng, tránh hàn và các quy trình sản xuất phức tạp khác.

Ngoài tên lửa, Phòng thiết kế Chelomey đề xuất ý tưởng ban đầu về tàu vũ trụ mặt trăng, được đặt tên là LK700. Độc đáo của nó là gì? Như bạn đã biết, tàu "Apollo" của Mỹ chưa bao giờ hạ cánh hoàn toàn trên mặt trăng.

Tàu vũ trụ với viên nang reentry vẫn ở trong quỹ đạo vòng tròn, trong khi tàu đổ bộ được đưa lên bề mặt của vệ tinh. Phòng thiết kế hoàng gia đã tuân theo nguyên tắc gần như tương tự khi phát triển tàu mặt trăng L-3 của mình. Nhưng LK 700 được thiết kế cho cái gọi là hạ cánh trực tiếp lên mặt trăng mà không cần đi vào quỹ đạo mặt trăng. Sau khi kết thúc chuyến thám hiểm, anh chỉ rời bệ hạ cánh trên mặt trăng và đến Trái đất.

Những ý tưởng của Chelomey có thực sự mở ra một con đường rẻ hơn và nhanh hơn để đáp xuống mặt trăng cho các nhà du hành vũ trụ của Liên Xô? Không thể xác minh điều này trong thực tế. Mặc dù thực tế là vào tháng 9 năm 1968, thiết kế sơ bộ của hệ thống UR-700-LK-700 đã được chuẩn bị đầy đủ, bao gồm nhiều tài liệu, Chelomey vẫn không được phép sản xuất dù chỉ là một mô hình cỡ lớn của phương tiện phóng.

Nhân tiện, thực tế này bác bỏ niềm tin phổ biến rằng, do sự xuất hiện của một dự án thay thế, các quỹ được phân bổ cho chương trình mặt trăng của Liên Xô đã bị phân tán, và điều này được cho là một trong những lý do khiến nó thất bại.

Chúng tôi chỉ cố gắng tạo ra một mô hình kích thước đầy đủ của LK-700. Nó đã không tồn tại cho đến ngày nay, nhưng các bức ảnh lưu trữ và tài liệu về bản thiết kế giúp chúng ta có thể hình dung một cách trực quan con tàu của Liên Xô trên mặt trăng trông như thế nào.