„… In der Antike schauten die Menschen in den Himmel, um die Bilder ihrer Helden zwischen den Sternbildern zu sehen. Seitdem hat sich viel verändert: Menschen aus Fleisch und Blut sind zu unseren Helden geworden. Andere werden folgen und mit Sicherheit den Weg nach Hause finden. Ihre Suche wird nicht umsonst sein. Diese Menschen waren jedoch die ersten, und sie werden die ersten in unseren Herzen bleiben. Von nun an wird sich jeder, der seinen Blick nicht auf die Venus richten würde, daran erinnern, dass eine winzige Ecke dieser fremden Welt für immer der Menschheit gehört."
- Rede von Präsident Barack Obama zum 40. Jahrestag der Entsendung einer bemannten Mission zur Venus, M. Canaveral, 31. Oktober 2013
An dieser Stelle kann man nur mit den Schultern zucken und ehrlich zugeben, dass es noch nie einen bemannten Flug zur Venus gegeben hat. Und die "Rede von Präsident Obama" selbst ist nur ein Auszug aus der vorbereiteten Rede von R. Nixon im Falle des Todes von Astronauten zur Eroberung des Mondes (1969). Die plumpe Inszenierung hat jedoch ganz spezifische Rechtfertigungen. So sah die NASA in den 1960er Jahren ihre weiteren Pläne zur Weltraumforschung:
- 31. Oktober 1973 - Start der Trägerrakete Saturn-V mit einer bemannten Mission zur Venus;
- 3. März 1974 - die Passage des Schiffes in der Nähe des Morgensterns;
- 1974, 1. Dezember - Rückkehr des Abstiegsmoduls mit der Besatzung zur Erde.
Jetzt scheint es wie Science-Fiction, aber damals, vor einem halben Jahrhundert, waren Wissenschaftler und Ingenieure mit den kühnsten Plänen und Erwartungen gefüllt. Sie haben die leistungsstärkste und perfekteste Technologie zur Eroberung des Weltraums in ihren Händen, die im Rahmen des Mondprogramms "Apollo" und automatischer Missionen zur Erforschung des Sonnensystems entwickelt wurde.
Die Trägerrakete Saturn V ist mit einer Startmasse von über 2900 Tonnen die leistungsstärkste von Menschenhand gebaute Trägerrakete aller Zeiten. Und die Masse der Nutzlast, die in eine erdnahe Umlaufbahn geschossen wird, könnte 141 Tonnen erreichen!
Schätze die Höhe der Rakete ab. 110 Meter - von einem 35-stöckigen Gebäude!
Schweres 3-Sitzer-Raumschiff "Apollo" (Kommandoraumgewicht - 5500 … 5800 kg; Gewicht des Servicemoduls - bis zu 25 Tonnen, davon 17 Tonnen Treibstoff). Es war dieses Schiff, das verwendet werden sollte, um die erdnahe Umlaufbahn zu verlassen und zum nächsten Himmelskörper zu fliegen - dem Mond.
Oberstufe S-IVB (dritte Stufe des Saturn-V LV) mit einem wiederverwendbaren Triebwerk, mit dem die Apollo-Raumsonde in eine Referenzbahn um die Erde und dann in eine Flugbahn zum Mond gebracht wird. Die 119,9 Tonnen schwere Oberstufe enthielt 83 Tonnen flüssigen Sauerstoff und 229.000 Liter (16 Tonnen) flüssigen Wasserstoff - 475 Sekunden festes Feuer. Der Schub beträgt eine Million Newton!
Weltraumkommunikationssysteme mit großer Reichweite, die den zuverlässigen Empfang und die Übertragung von Daten von Raumfahrzeugen über Entfernungen von Hunderten von Millionen Kilometern gewährleisten. Die Entwicklung der Docking-Technologie im Weltraum ist der Schlüssel zur Schaffung von Orbitalstationen und zur Montage schwerer bemannter Raumschiffe für Flüge zu den inneren und äußeren Planeten des Sonnensystems. Das Aufkommen neuer Technologien in der Mikroelektronik, Materialwissenschaft, Chemie, Medizin, Robotik, Instrumentierung und anderen verwandten Bereichen bedeutete einen unvermeidlichen unmittelbar bevorstehenden Durchbruch in der Weltraumforschung.
Die Landung eines Mannes auf dem Mond war nicht mehr weit, aber warum nicht die verfügbare Technik nutzen, um waghalsigere Expeditionen durchzuführen? Zum Beispiel - ein bemannter Vorbeiflug der Venus!
Im Erfolgsfall würden wir - zum ersten Mal in der gesamten Ära unserer Zivilisation - glücklich sein, diese ferne, mysteriöse Welt in der Nähe des Morgensterns zu sehen. Gehen Sie 4000 km über die Wolkendecke der Venus und lösen Sie sich im blendenden Sonnenlicht auf der anderen Seite des Planeten auf.
Apollo - S-IVB-Raumsonde in der Nähe der Venus
Bereits auf dem Rückweg lernen Astronauten Merkur kennen - sie werden den Planeten aus einer Entfernung von 0,3 Astronomischen Einheiten sehen: 2-mal näher als Beobachter von der Erde.
1 Jahr und 1 Monat im Open Space. Der Weg ist eine halbe Milliarde Kilometer lang.
Die Durchführung der ersten interplanetaren Expedition der Geschichte wurde ausschließlich unter Verwendung vorhandener Technologien und Muster der Raketen- und Weltraumtechnologie aus dem Apollo-Programm geplant. Natürlich würde eine so komplexe und langwierige Mission eine Reihe von nicht standardmäßigen Entscheidungen bei der Wahl des Schiffslayouts erfordern.
So musste beispielsweise die S-IVB-Stufe nach dem Kraftstoffausbrand belüftet und dann als bewohnter Abteil (Nasswerkstatt) genutzt werden. Die Idee, Treibstofftanks in Wohnräume für Astronauten umzuwandeln, sah sehr attraktiv aus, insbesondere wenn man bedenkt, dass "Treibstoff" Wasserstoff, Sauerstoff und deren "giftiges" Gemisch aus H2O bedeutete.
Das Haupttriebwerk der Apollo-Sonde sollte durch zwei Flüssigtreibstoff-Raketentriebwerke von der Landestelle der Mondlandefähre ersetzt werden. Bei gleicher Schubkraft hatte dies zwei wichtige Vorteile. Erstens erhöhte die Duplizierung von Motoren die Zuverlässigkeit des gesamten Systems. Zweitens erleichterten die kürzeren Düsen die Konstruktion eines Adaptertunnels, der später von Astronauten verwendet werden sollte, um zwischen dem Apollo-Befehlsmodul und den Wohnräumen im S-IVB zu navigieren.
Der dritte wichtige Unterschied zwischen dem "venusianischen Raumschiff" und dem üblichen S-IVB - Apollo-Bundle ist mit einem kleinen "Fenster" verbunden, um den Start abzubrechen und das Kommando-Service-Modul zur Erde zurückzubringen. Bei Störungen in der Oberstufe hatte die Schiffsbesatzung einige Minuten Zeit, um den Bremsmotor (Antriebsraketentriebwerk der Apollo-Sonde) einzuschalten und auf Rückkurs zu gehen.
Layouts des Apollo-Raumschiffs in Verbindung mit der S-IVB-Oberstufe. Auf der linken Seite befindet sich die grundlegende Startetappe mit einer vollgepackten "Mondlandefähre". Rechts - ein Blick auf das "Venusische Schiff" in verschiedenen Flugphasen
Infolgedessen musste noch VOR dem Start der Beschleunigung zur Venus die Trennung und das erneute Andocken des Systems durchgeführt werden: Die Apollo trennte sich von der S-IVB, „stolperte“über ihren Kopf, und danach war sie an der oberen Bühne von der Seite des Kommandomoduls angedockt. Gleichzeitig war die Hauptmaschine der Apollo nach außen in Flugrichtung ausgerichtet. Ein unangenehmes Merkmal dieses Schemas war die nicht standardmäßige Wirkung der Überlastung auf den Körper der Astronauten. Als der Motor der S-IVB-Oberstufe eingeschaltet wurde, flogen die Astronauten buchstäblich mit "Blick auf die Stirn" - die Überlastung, statt zu drücken, "zog" sie aus ihren Sitzen.
Da man sich bewusst war, wie schwierig und gefährlich eine solche Expedition ist, wurde vorgeschlagen, den Flug zur Venus in mehreren Etappen vorzubereiten:
- Testflug um die Erde des Apollo-Raumschiffs mit einem angedockten Masse- und Größenmodell S-IVB;
- ein einjähriger bemannter Flug des Apollo-S-IVB-Clusters in einer geostationären Umlaufbahn (in einer Höhe von 35 786 km über der Erdoberfläche).
Und erst dann - der Start zur Venus.
Orbitalstation "Skylab"
Die Zeit verging, die Zahl der technischen Probleme wuchs und die Zeit, die für deren Lösung benötigt wurde. Das "Mondprogramm" hat das Budget der NASA drastisch verwüstet. Sechs Landungen auf der Oberfläche des nächstgelegenen Himmelskörpers: Priorität erreicht - mehr konnte die US-Wirtschaft nicht ziehen. Die kosmische Euphorie der 1960er Jahre hat ihren logischen Abschluss gefunden. Der Kongress kürzte zunehmend das Budget für die Studie der National Aerospace Agency, und von grandiosen bemannten Flügen zur Venus und zum Mars wollte niemand etwas hören: Automatische interplanetare Stationen leisteten hervorragende Arbeit bei der Erforschung des Weltraums.
Infolgedessen wurde 1973 die Skylab-Station anstelle des Apollo-S-IVB-Clusters in eine erdnahe Umlaufbahn gebracht. Ein fantastisches Design, viele Jahre seiner Zeit voraus - es genügt zu sagen, dass seine Masse (77 Tonnen) und das Volumen der bewohnbaren Abteile (352 Kubikmeter) viermal höher waren als die seiner Kollegen - sowjetische Orbitalstationen der Saljut / Almaz-Reihe …
Das Hauptgeheimnis des SkyLab: Es wurde auf Basis der allerletzten Stufe des S-IVB der Saturn-V-Trägerrakete erstellt. Im Gegensatz zum Venus-Schiff wurde das Innere von Skylab jedoch nie als Treibstofftank verwendet. Skylab wurde sofort mit einer vollständigen wissenschaftlichen Ausrüstung und lebenserhaltenden Systemen in die Umlaufbahn gebracht. An Bord befanden sich 2.000 Pfund Nahrung und 6.000 Pfund Wasser. Der Tisch ist gedeckt, es ist Zeit, Gäste zu empfangen!
Und dann ging es los … Die Amerikaner sahen sich mit einer solchen Flut technischer Probleme konfrontiert, dass sich der Betrieb der Station als praktisch unmöglich herausstellte. Das Stromversorgungssystem war ausgefallen, der Wärmehaushalt war gestört: Die Temperatur im Inneren der Station stieg auf + 50 ° Celsius. Um Abhilfe zu schaffen, wurde dringend eine Expedition von drei Astronauten nach Skylab geschickt. Während der 28 Tage, die sie an Bord der Notrufstation verbrachten, öffneten sie das blockierte Solarpanel, montierten einen hitzeabschirmenden "Schild" auf der Außenfläche und richteten das Skylab dann mit den Apollo-Raumschifftriebwerken in einem solchen Winkel aus, dass die Die von der Sonne beleuchtete Oberfläche des Rumpfes hatte die minimale Fläche.
Skylab. Der an den Streben angebrachte Hitzeschild ist gut sichtbar
Die Station wurde irgendwie in Betrieb genommen, das Bordobservatorium im Röntgen- und Ultraviolettbereich nahm seine Arbeit auf. Mit Hilfe der Skylb-Ausrüstung wurden „Löcher“in der Sonnenkorona entdeckt und dutzende biologische, technische und astrophysikalische Experimente durchgeführt. Neben der "Reparatur- und Restaurierungsbrigade" wurde die Station von zwei weiteren Expeditionen besucht - 59 und 84 Tage dauernd. Später wurde die kapriziöse Station eingemottet.
Im Juli 1979, 5 Jahre nach dem letzten menschlichen Besuch, drang Skylab in die dichte Atmosphäre ein und brach über dem Indischen Ozean zusammen. Ein Teil der Trümmer fiel auf das Territorium Australiens. Damit endete die Geschichte des letzten Vertreters der "Saturn-V"-Ära.
Sowjetische TMK
Es ist merkwürdig, dass in unserem Land an einem ähnlichen Projekt gearbeitet wurde: Seit Anfang der 1960er Jahre hat OKB-1 zwei Arbeitsgruppen unter der Leitung von G. Yu. Maximov und K. P. Feoktistov entwickelte ein Projekt für eine schwere interplanetare Raumsonde (TMK), um eine bemannte Expedition zur Venus und zum Mars zu schicken (Untersuchung von Himmelskörpern von einer Flugbahn ohne Landung auf ihrer Oberfläche). Im Gegensatz zu den Yankees, die ursprünglich versuchten, die Systeme des Appolo-Anwendungsprogramms vollständig zu vereinheitlichen, entwickelte die Sowjetunion ein völlig neues Schiff mit einer komplexen Struktur, einem Atomkraftwerk und elektrischen Jet-(Plasma-)Triebwerken. Die geschätzte Masse der Startstufe des Raumfahrzeugs in der Erdumlaufbahn sollte 75 Tonnen betragen. Das einzige, was das TMK-Projekt mit dem heimischen "Mondprogramm" verband, war die superschwere Trägerrakete N-1. Ein Schlüsselelement aller Programme, von denen unsere weiteren Erfolge in der Raumfahrt abhingen.
Der Start von TMK-1 zum Mars war für den 8. Juli 1971 geplant - in den Tagen der Großen Konfrontation, wenn sich der Rote Planet der Erde so nah wie möglich nähert. Die Rückkehr der Expedition war für den 10. Juli 1974 geplant.
Beide Versionen des sowjetischen TMK hatten einen komplexen Injektionsalgorithmus in die Umlaufbahn - die "leichtere" Version des Raumfahrzeugs, die von Maximovs Arbeitsgruppe vorgeschlagen wurde, sah den Start des unbemannten TMK-Moduls in die erdnahe Umlaufbahn gefolgt von der Landung einer dreiköpfigen Besatzung vor Kosmonauten in einer einfachen und zuverlässigen „Union“ins All befördert. Feokistovs Version sah ein noch ausgeklügelteres Schema mit mehreren N-1-Starts mit anschließender Montage des Raumfahrzeugs im Weltraum vor.
Im Zuge der Arbeiten am TMK wurde ein kolossaler Studienkomplex zur Schaffung von Lebenserhaltungssystemen für einen geschlossenen Kreislauf und Sauerstoffregeneration durchgeführt, Fragen des Strahlenschutzes der Besatzung vor Sonneneruptionen und galaktischer Strahlung diskutiert. Viel Aufmerksamkeit wurde den psychologischen Problemen des Aufenthalts einer Person auf engstem Raum geschenkt. Superschwere Trägerrakete, der Einsatz von Atomkraftwerken im Weltraum, die neuesten (damals) Plasmamotoren, interplanetare Kommunikation, Algorithmen zum Andocken und Abdocken von tonnenschweren Schiffsteilen im erdnahen Orbit - TMK erschien vor seinen Schöpfern in Form eines äußerst komplexen technischen Systems, das mit Hilfe der Technik der 1960er Jahre praktisch nicht umsetzbar ist.
Das Konzeptdesign des schweren interplanetaren Raumfahrzeugs wurde nach einer Reihe erfolgloser Starts der "Mond" N-1 eingefroren. In Zukunft wurde beschlossen, die Entwicklung von TMK zugunsten von Orbitalstationen und anderen realistischeren Projekten aufzugeben.
Und das Glück war so nah …
Trotz des Vorhandenseins aller notwendigen Technologien und aller scheinbaren Einfachheit von Flügen zu den nächsten Himmelskörpern war ein bemannter Vorbeiflug von Venus und Mars in den 1960er Jahren jenseits der Macht der glorreichen Eroberer des Weltraums.
Theoretisch war alles relativ gut: Unsere Wissenschaft und Industrie konnten fast jedes Element eines schweren interplanetaren Schiffes nachbauen und sogar separat ins All bringen. In der Praxis sahen sich die sowjetischen Spezialisten der Raketen- und Raumfahrtindustrie jedoch wie ihre amerikanischen Kollegen mit einer so monströsen Anzahl unlösbarer Probleme konfrontiert, dass das TMK-Projekt viele Jahre lang "unter der Überschrift" begraben wurde.
Das Hauptproblem bei der Entwicklung interplanetarer Raumfahrzeuge war wie jetzt die ZUVERLÄSSIGKEIT eines solchen Systems. Und damit gab es Probleme…
Selbst heute, mit dem aktuellen Entwicklungsstand von Mikroelektronik, elektrischen Düsentriebwerken und anderer High-Tech, scheint die Entsendung einer bemannten Expedition zum Roten Planeten mindestens eine riskante, schwer zu erfüllende und vor allem übermäßig teure Mission für ein solches Projekt zu sein in der Realität durchgeführt werden. Selbst wenn der Versuch, auf der Oberfläche des Roten Planeten zu landen, aufgegeben wird, zwingt der langfristige Aufenthalt einer Person in den beengten Räumen des Raumfahrzeugs, gepaart mit der Notwendigkeit, superschwere Trägerraketen wiederzubeleben, moderne Spezialisten dazu, eine eindeutige Schlussfolgerung: bemannte Missionen zu den nächsten Planeten der „terrestrischen Gruppe“sind mit dem bestehenden Stand der Technik praktisch unmöglich.
Distanz! Es geht um die kolossalen Distanzen und die Zeit, die man braucht, um sie zu überwinden.
Ein echter Durchbruch wird es erst geben, wenn Motoren mit hohem Schub und nicht minder hohem spezifischem Impuls erfunden werden, die die Beschleunigung des Schiffes auf eine Geschwindigkeit von Hunderten von km / s in kurzer Zeit gewährleisten. Die hohe Fluggeschwindigkeit beseitigt automatisch alle Probleme mit komplexen Lebenserhaltungssystemen und den langfristigen Aufenthalt der Expedition in den Weiten des Weltraums.
Apollo Kommando- und Servicemodul
