“… En la antigüedad, la gente miraba hacia el cielo para ver las imágenes de sus héroes entre las constelaciones. Mucho ha cambiado desde entonces: las personas de carne y hueso se han convertido en nuestros héroes. Otros los seguirán y seguramente encontrarán el camino a casa. Sus búsquedas no serán en vano. Sin embargo, estas personas fueron las primeras y seguirán siendo las primeras en nuestros corazones. A partir de ahora, todos los que no fijarían sus ojos en Venus recordarán que un pequeño rincón de este mundo alienígena pertenece para siempre a la humanidad.
- Discurso del presidente Barack Obama dedicado al 40 aniversario del envío de una misión tripulada a Venus, M. Cañaveral, 31 de octubre de 2013
En este punto, solo puede encogerse de hombros y admitir honestamente que nunca ha habido ningún vuelo tripulado a Venus. Y el "discurso del presidente Obama" en sí mismo es sólo un extracto del discurso preparado de R. Nixon en el caso de la muerte de los astronautas enviados a conquistar la luna (1969). Sin embargo, la torpe puesta en escena tiene justificaciones muy concretas. Así es como la NASA vio sus planes futuros para la exploración espacial en la década de 1960:
- 1973, 31 de octubre: lanzamiento del vehículo de lanzamiento Saturn-V con una misión tripulada a Venus;
- 1974, 3 de marzo - el paso del barco cerca del Morning Star;
- 1974, 1 de diciembre - el regreso del módulo de descenso con la tripulación a la Tierra.
Ahora parece ciencia ficción, pero entonces, hace medio siglo, los científicos e ingenieros se llenaron de los planes y expectativas más atrevidos. Tienen en sus manos la tecnología más poderosa y perfecta para conquistar el espacio, creada en el marco del programa lunar "Apolo" y misiones automáticas para estudiar el sistema solar.
El vehículo de lanzamiento Saturn V es el vehículo de lanzamiento fabricado por humanos más poderoso de todos los tiempos, con una masa de lanzamiento superior a las 2900 toneladas. ¡Y la masa de la carga útil lanzada a la órbita terrestre baja podría alcanzar las 141 toneladas!
Estima la altura del cohete. 110 metros - ¡desde un edificio de 35 pisos!
Nave espacial pesada de 3 plazas "Apollo" (peso del compartimento de mando - 5500 … 5800 kg; peso del módulo de servicio - hasta 25 toneladas, de las cuales 17 toneladas eran de combustible). Era esta nave la que se suponía que debía usarse para ir más allá de la órbita terrestre baja y volar al cuerpo celeste más cercano: la Luna.
Etapa superior S-IVB (tercera etapa del Saturn-V LV) con un motor reutilizable, utilizado para lanzar la nave espacial Apolo a una órbita de referencia alrededor de la Tierra, y luego a una trayectoria de vuelo a la Luna. La etapa superior, que pesaba 119,9 toneladas, contenía 83 toneladas de oxígeno líquido y 229.000 litros (16 toneladas) de hidrógeno líquido, 475 segundos de fuego sólido. ¡El empuje es de un millón de newtons!
Sistemas de comunicación espacial de largo alcance que garantizan una recepción y transmisión fiables de datos desde naves espaciales a distancias de cientos de millones de kilómetros. El desarrollo de la tecnología de acoplamiento en el espacio es la clave para la creación de estaciones orbitales y el montaje de naves espaciales tripuladas pesadas para vuelos a los planetas interiores y exteriores del sistema solar. La aparición de nuevas tecnologías en microelectrónica, ciencia de materiales, química, medicina, robótica, instrumentación y otros campos relacionados significó un avance inminente inevitable en la exploración espacial.
El aterrizaje de un hombre en la luna no estaba lejos, pero ¿por qué no utilizar la tecnología disponible para realizar expediciones más atrevidas? Por ejemplo, ¡un sobrevuelo tripulado de Venus!
Si tenemos éxito, nosotros, por primera vez en toda la era de nuestra civilización, tendríamos la suerte de ver ese mundo distante y misterioso en las cercanías de la Estrella de la Mañana. Camine 4000 km por encima de la capa de nubes de Venus y disuélvase en la cegadora luz del sol en el otro lado del planeta.
Apollo - nave espacial S-IVB en las cercanías de Venus
Ya en el camino de regreso, los astronautas se familiarizarán con Mercurio: verán el planeta desde una distancia de 0,3 unidades astronómicas: 2 veces más cerca que los observadores de la Tierra.
1 año y 1 mes en espacio abierto. El camino tiene 500 millones de kilómetros de largo.
La implementación de la primera expedición interplanetaria de la historia se planeó utilizando exclusivamente tecnologías existentes y muestras de tecnología espacial y de cohetes creadas bajo el programa Apollo. Por supuesto, una misión tan compleja y prolongada requeriría una serie de decisiones no estándar al elegir el diseño de un barco.
Por ejemplo, la etapa S-IVB, después del agotamiento del combustible, tuvo que ventilarse y luego usarse como un compartimiento habitado (taller húmedo). La idea de convertir los tanques de combustible en espacios habitables para los astronautas parecía muy atractiva, especialmente considerando que "combustible" significaba hidrógeno, oxígeno y su mezcla "tóxica" de H2O.
Se suponía que el motor principal de la nave espacial Apollo sería reemplazado por dos motores de cohetes de propulsión líquida desde la etapa de aterrizaje del módulo lunar. Con el mismo empuje, esto tenía dos ventajas importantes. Primero, la duplicación de motores aumentó la confiabilidad de todo el sistema. En segundo lugar, las boquillas más cortas facilitaron el diseño de un túnel adaptador que luego sería utilizado por los astronautas para navegar entre el módulo de comando del Apolo y las viviendas dentro del S-IVB.
La tercera diferencia importante entre la "nave espacial venusiana" y el paquete habitual S-IVB - Apollo está asociada con una pequeña "ventana" para cancelar el lanzamiento y devolver el módulo de servicio de comando a la Tierra. En caso de averías en la etapa superior, la tripulación de la nave disponía de unos minutos para encender el motor de frenado (motor del cohete de propulsión de la nave espacial Apollo) y emprender el rumbo de regreso.
Diseños de la nave espacial Apollo junto con la etapa superior S-IVB. A la izquierda está la etapa de salida básica con un "módulo lunar" repleto. Derecha: una vista del "barco de Venus" en varias etapas de vuelo
Como resultado, incluso ANTES del inicio de la aceleración a Venus, se tuvo que realizar la separación y re-atraque del sistema: el Apolo se separó del S-IVB, “cayó” sobre su cabeza, y luego fue acoplado con la etapa superior desde el lado del módulo de comando. Al mismo tiempo, el motor principal del Apollo estaba orientado hacia afuera, en la dirección de vuelo. Una característica desagradable de este esquema fue el efecto no estándar de la sobrecarga en los cuerpos de los astronautas. Cuando se encendió el motor de la etapa superior del S-IVB, los astronautas volaron literalmente con "los ojos en la frente"; la sobrecarga, en lugar de presionarlos, por el contrario, los "sacó" de sus asientos.
Al darse cuenta de lo difícil y peligrosa que es una expedición de este tipo, se propuso prepararse para el vuelo a Venus en varias etapas:
- vuelo de prueba alrededor de la Tierra de la nave espacial Apollo con un modelo de masa y tamaño acoplado S-IVB;
- un vuelo tripulado de un año del grupo Apolo - S-IVB en órbita geoestacionaria (a una altitud de 35 786 km sobre la superficie de la Tierra).
Y solo entonces, el comienzo de Venus.
Estación orbital "Skylab"
Pasó el tiempo, creció el número de problemas técnicos y el tiempo necesario para resolverlos. El "programa lunar" devastó drásticamente el presupuesto de la NASA. Seis aterrizajes en la superficie del cuerpo celeste más cercano: prioridad lograda: la economía estadounidense no podía tirar más. La euforia cósmica de la década de 1960 ha llegado a su conclusión lógica. El Congreso recortó cada vez más el presupuesto para el estudio de la Agencia Aeroespacial Nacional, y nadie quería ni siquiera oír hablar de grandiosos vuelos tripulados a Venus y Marte: las estaciones interplanetarias automáticas hicieron un excelente trabajo en el estudio del espacio.
Como resultado, en 1973, la estación Skylab se lanzó a una órbita cercana a la tierra en lugar del cúmulo Apollo - S-IVB. Un diseño fantástico, muchos años adelantado a su tiempo, basta decir que su masa (77 toneladas) y el volumen de compartimentos habitables (352 metros cúbicos) eran 4 veces superiores a los de sus pares: las estaciones orbitales soviéticas del Salyut / Serie Almaz …
El principal secreto del SkyLab: fue creado sobre la base de la tercera etapa del S-IVB del vehículo de lanzamiento Saturn-V. Sin embargo, a diferencia de la nave Venus, el interior de Skylab nunca se utilizó como tanque de combustible. Skylab se puso inmediatamente en órbita con un conjunto completo de equipos científicos y sistemas de soporte vital. A bordo había 2,000 libras de comida y 6,000 libras de agua. La mesa está puesta, ¡es hora de recibir invitados!
Y entonces comenzó … Los estadounidenses enfrentaron tal serie de problemas técnicos que el funcionamiento de la estación resultó prácticamente imposible. El sistema de suministro de energía no funcionaba, el equilibrio de calor estaba alterado: la temperatura dentro de la estación subió a + 50 ° Celsius. Para remediar la situación, se envió urgentemente una expedición de tres astronautas a Skylab. Durante los 28 días que pasaron a bordo de la estación de emergencia, abrieron el panel del panel solar atascado, montaron un "escudo" de protección contra el calor en la superficie exterior y luego, utilizando los motores de la nave espacial Apollo, orientaron el Skylab en un ángulo tal que el La superficie del casco iluminada por el sol tenía el área mínima.
Skylab. El escudo térmico instalado en los tirantes es claramente visible
De alguna manera, la estación se puso en funcionamiento, el observatorio de a bordo en los rangos de rayos X y ultravioleta comenzó a funcionar. Con la ayuda del equipo Skylb, se descubrieron “agujeros” en la corona solar y se llevaron a cabo decenas de experimentos biológicos, técnicos y astrofísicos. Además de la "brigada de reparación y restauración", la estación fue visitada por dos expediciones más, que duraron 59 y 84 días. Más tarde, la caprichosa estación fue suspendida.
En julio de 1979, 5 años después de la última visita humana, Skylab entró en la densa atmósfera y se derrumbó sobre el Océano Índico. Parte de los escombros cayó sobre el territorio de Australia. Así terminó la historia del último representante de la era "Saturno-V".
TMK soviético
Es curioso que en nuestro país se haya trabajado un proyecto similar: desde principios de la década de 1960, OKB-1 cuenta con dos grupos de trabajo bajo la dirección de G. Yu. Maximov y K. P. Feoktistov desarrolló un proyecto para una nave espacial interplanetaria pesada (TMK) para enviar una expedición tripulada a Venus y Marte (estudio de los cuerpos celestes desde una trayectoria de vuelo sin aterrizar en su superficie). A diferencia de los Yankees, que inicialmente buscaron unificar completamente los sistemas del Programa de Aplicación de Appolo, la Unión Soviética desarrolló una nave completamente nueva con una estructura compleja, una planta de energía nuclear y motores de chorro eléctrico (plasma). Se suponía que la masa estimada de la etapa de salida de la nave espacial en órbita terrestre era de 75 toneladas. Lo único que conectó el proyecto TMK con el "programa lunar" doméstico fue el vehículo de lanzamiento superpesado N-1. Un elemento clave de todos los programas del que dependían nuestros futuros éxitos en el espacio.
El lanzamiento de TMK-1 a Marte estaba programado para el 8 de julio de 1971, durante los días de la Gran Confrontación, cuando el Planeta Rojo se acerca a la Tierra lo más cerca posible. El regreso de la expedición estaba previsto para el 10 de julio de 1974.
Ambas versiones del TMK soviético tenían un complejo algoritmo de inyección en órbita: la versión "más ligera" de la nave espacial propuesta por el grupo de trabajo de Maximov preveía el lanzamiento del módulo no tripulado TMK en órbita terrestre baja seguido del aterrizaje de una tripulación de tres cosmonautas entregados al espacio en una "Unión" simple y confiable. La versión de Feokistov proporcionó un esquema aún más sofisticado con varios lanzamientos N-1 con el posterior montaje de la nave espacial en el espacio.
En el transcurso del trabajo en el TMK, se llevó a cabo un colosal complejo de estudios para crear sistemas de soporte vital para un ciclo cerrado y regeneración de oxígeno, se discutieron temas de protección radiológica de la tripulación de las erupciones solares y la radiación galáctica. Se prestó mucha atención a los problemas psicológicos de la estancia de una persona en un espacio confinado. Vehículo de lanzamiento súper pesado, el uso de plantas de energía nuclear en el espacio, los últimos (en ese momento) motores de plasma, comunicaciones interplanetarias, algoritmos para el acoplamiento y desacoplamiento de partes de barcos de varias toneladas en órbita cercana a la tierra: TMK apareció ante sus creadores en forma de un sistema técnico extremadamente complejo, prácticamente imposible de implementar con la ayuda de la tecnología de los años sesenta.
El diseño conceptual de la pesada nave espacial interplanetaria se congeló después de una serie de lanzamientos fallidos del N-1 "lunar". En el futuro, se decidió abandonar el desarrollo de TMK en favor de estaciones orbitales y otros proyectos más realistas.
Y la felicidad estaba tan cerca …
A pesar de la presencia de todas las tecnologías necesarias y toda la aparente simplicidad de los vuelos a los cuerpos celestes más cercanos, un sobrevuelo tripulado de Venus y Marte estaba más allá del poder de los gloriosos conquistadores del espacio durante la década de 1960.
En teoría, todo era relativamente bueno: nuestra ciencia e industria podían recrear casi cualquier elemento de una nave interplanetaria pesada e incluso lanzarlos por separado al espacio. Sin embargo, en la práctica, los especialistas soviéticos en la industria espacial y de cohetes, al igual que sus homólogos estadounidenses, se enfrentaron a una cantidad tan monstruosa de problemas insolubles que el proyecto TMK quedó enterrado "bajo el título" durante muchos años.
El problema principal en la creación de naves espaciales interplanetarias, como ahora, fue la FIABILIDAD de dicho sistema. Y hubo problemas con eso …
Incluso hoy en día, con el nivel actual de desarrollo de la microelectrónica, los motores a reacción eléctricos y otras tecnologías de punta, enviar una expedición tripulada al Planeta Rojo parece al menos arriesgado, difícil de cumplir y, lo que es más importante, una misión excesivamente costosa para un proyecto de este tipo. realizarse en la realidad. Incluso si se abandona el intento de aterrizar en la superficie del Planeta Rojo, la estadía prolongada de una persona en los compartimentos estrechos de la nave espacial, junto con la necesidad de revivir vehículos de lanzamiento superpesados, obliga a los especialistas modernos a dibujar un Conclusión inequívoca: con el nivel de tecnología existente, las misiones tripuladas a los planetas más cercanos del "grupo terrestre" son prácticamente imposibles.
¡Distancia! Se trata de las distancias colosales y del tiempo que lleva superarlas.
Un avance real ocurrirá solo cuando se inventen motores con alto empuje y un impulso específico no menos alto, lo que garantizará la aceleración del barco a una velocidad de cientos de km / s en un corto período de tiempo. La alta velocidad de vuelo eliminará automáticamente todos los problemas con los complejos sistemas de soporte vital y la estadía a largo plazo de la expedición en la inmensidad del espacio.
Módulo de comando y servicio Apollo
