A Szovjet / Orosz emberes űrprogram története X.

Az N1 felemelkedése...

Az N1 programot ott hagytuk félbe, hogy végül Szergej Koroljovnak sikerült beindítani a programot, ám 1962-től 1964-ig gyakorlatilag alig történtek események vele kapcsolatban, de 1965-től végre elkezdődhetett a valódi munka. A kései indulás nem segített Nyikolaj Kuznyecovnak sem, hogy a számára még újdonságot jelentő rakétahajtóművek kifejlesztésével megfelelő ütemben haladhasson, miközben az OKB-1 tervezőinek azzal kellett szembesülniük, hogy a 75 tonnás teherbírásra tervezett N1 alulméretezett a holdutazáshoz.

A Saturn V 120 tonnát tudott alacsony Föld körüli pályára állítani, de a szovjet mérnökök úgy vélték, hogy a kisebb személyzettel és az ezáltal könnyebb űrhajóval és leszállómodullal 95 tonnából meg tudják valósítani ugyan azt a célt, amihez a konkurenciának 120 kellett. Csakhogy a 75 tonnáról 95-re való emeléshez is minden létező ismert és néhány új megoldást be kellett vetni. A hajtóművektől elvárt teljesítményt mintegy 2%-kal megemelték, a hajtóművek számát az első fokozatban 24-ről 30-ra emelték, az űrhajó szerkezetét ahol csak lehet lekönnyítették, és a hajtóanyagot mélyhűtve töltötték a tartályokba, amely azonos térfogatban nagyobb tömegű hajtóanyagot jelenthet.

Az N1 második fokozata, 8 db NK-15(V) hajtóművel

A rakéta első fokozatában lévő nagy mennyiségű hajtómű potenciális problémát hordozott magában – a több alkatrész több hibaforrást jelenthet, vagyis nagyobb az esély, hogy valamelyik hajtómű (bármilyen okból) meghibásodik és leáll. Ez még nem feltétlenül jelent problémát, hiszen azt megfelelő mértékű biztonsági ráhagyással tervezték meg, úgy számoltak, hogy a fokozat akár négy hajtómű kiesése esetén is sikeresen befejezheti a feladatát. Mivel azonban kezelni kell a leálló hajtómű miatti aszimmetrikus terhelésváltozást, az N1 irányító számítógépét erre fel kell készíteni.

A rakéták korábban is rendelkeztek irányítórendszerrel, amely az esetleges fellépő problémákat megpróbálja orvosolni, például ahogy korábban említettem egy R-7 alapú rakéta esetében, az egyik gyorsító fokozatban a lassú tolóerő-felépülés miatti eltérést igyekeztek kormányfúvókákkal kompenzálni. Az N1 esetében viszont egy komplex számítógépet terveztek erre a célra, a KORD-ot (az orosz "Rakéta Hajtómű Irányítás" szavak kezdőbetűiből). A KORD, ha az egyik hajtómű leáll, automatikusan leállítaná a vele átellenben található hajtóművet, kiegyenlítve a hajtómű elvesztéséből fakadó aszimmetrikus erőket.

A 3L harmadik fokozata négy NK-21 hajtóművel

A fejlesztés lassú haladása ellenére 1967 elején az volt a terv, hogy az első N1 indításra 1967 harmadik negyedévében sor kerül. A tyuratami indítóállás katonai vezetése kétségbeesetten követelt mérnököket a közeljövőben várható N1 rakéták összeszereléséhez és indításhoz való felkészítéséhez, ezért a rosztovi katona-mérnöki kar végzőseit rohamtempóban, két hónappal a szokásos határidő előtt vizsgáztatták le, majd kapták meg a diplomájukat, hogy 1967 áprilisában egyből elindulhassanak a mai Kazahsztán területén lévő indítókomplexumokhoz. Csakhogy a rakéták részelemei még messze voltak a késztől, így végül 1967 második felében csak az N1-1M1 jelű életnagyságú makett készült el, amelynek a valódi N1-nek megfelelő kinézete, tömege és csatlakozópanelei voltak, így az indítóállásokat kiszolgáló infrastruktúra tesztelésére nagyszerűen megfelelt (ide értve a rakétákat az összeszerelő csarnokból az indítóállásra szállító vasúti szerelvényt és magát az indítóállást is), vagyis legalább ilyen formán az N1 indítóállásra kerülhetett 1968 elején.

  

Az 3L rakéta első három fokozata a tyuratami szerelőcsarnokban, a hasznos teher nélkül

A valódi rakéták jelölése a sorszám és L betű volt, az 1L és 2L jelölésűek alapvetően földi tesztelés céljára készültek, a 3L jelölésűt szánták az első rakétaindításhoz, ám 1967-ben az első fokozat elemein repedéseket találtak, és csaknem egy évig tartott, amíg ezeket sikerült kijavítani, ráadásul menet közben kiderült, hogy egyéb tervezési hibák miatt a rakéta szerkezete nem lett elég masszív, így a teherbírása nem éri el a megkívánt szintet – emiatt a két első rakéta, a 3L és a 4L nem is volt alkalmas arra, hogy az orrukon egy valódi L3 komplexummal induljanak el.

Ennek ellenére 1968 elején a 3L összes alkatrésze megérkezett az indítóállástól pár kilométerre lévő összeszerelő csarnokba (ehhez egyébként 165 tehervagonra volt szükség), és május 7-én immár a 3L állhatott függőlegesbe az indítóálláson. Csaknem két hónapig állt ott, amíg a különféle teszteket végrehajtották vele, majd visszaszállították a csarnokba az elektromos rendszerek végső tesztelésre. Az indításhoz a rakéta orrára építendő teherre is szükség lett volna, végül ez egy félig-meddig kész verziója lett a L3-nak, mintegy 30%-al kisebb tömeg mellett, de teljes értékű Blokk-D fokozattal, amely egy Szojuz 7K-LOK makettel együtt Hold körüli pályára kellett volna álljon. Az optimizmust jól mutatja, hogy az eredeti repülési terv szerint 3,5 napnyi Hold körüli keringés után az űrhajó kapszulája még vissza is tért volna a Hold körül a Földre.

 

Az N1-3L az indítóálláson, ott alul az emberek jó viszonyítási pontok a méretek terén....

Az optimizmust nem nagyon támasztották alá a tények, az első NK-15 hajtóművek annyira a félkészek voltak, hogy csak egyszer lehetett beindítani őket, így valójában tesztelés nélkül kerültek beépítésre – a tesztelési metódus az volt, hogy az adott gyártási sorozatból kiválasztottak pár hajtóművet, azokat egyszer beindítva letesztelték, majd az eredmények alapján kapta meg a sorozat többi hajtóműve a tanúsítványt, hogy megfelelnek az elvártaknak. A második fokozathoz szánt NK-15V hajtóműveknek nagyobb méretű fúvócsöve volt a ritkább légrétegekben / vákuumban való működésnek megfelelően, csakhogy ezek nem készültek el a 3L összeépítéséig, így az első fokozatban is alkalmazott NK-15-ösök lettek beépítve – amelyek a sűrűbb légrétegekhez optimalizált kisebb fúvócső miatt persze sokkal kevésbé voltak hatékonyak.

Az első N1-L3 indítást felügyelő bizottság számára a CNIIMas (Központi Gépgyártási Tudományos Kutatóintézet, korábban NII-88) készített egy elemző becslést a korábbi szovjet rakétaindítások alapján arról, hogy az N1 indításának mekkora az esélye a sikerre – alig 1%-os értéket hoztak ki. Jurij Mozorin, a CNIIMas vezetője tisztában volt vele, hogy politikai és szakmai öngyilkosság lenne ilyen rossz eredményt a bizottság elé tárni, ezért utasította beosztottait, hogy számolják újra, mégpedig a minőségbiztosítási és üzemeltetési hibákat kihagyva. A kozmetikázott eredmény 67% volt, ám amikor ezt a bizottság elé tárta, a résztvevőket sokkolta, hogy milyen nagy a kudarc esélye. Komoly ellentámadást tapasztalt a mérnökök részéről is, akik úgy vélték, hogy az érintett főmérnökök véleménye lehet a döntés egyetlen alátámasztott forrása, és nem lehet a korábbi indításokra építkező statisztikai számokra hagyatkozni. Mozorin megkönnyebbülve helyeselt, hiszen így neki a továbbiakban semmi felelőssége nem volt...

 

Az 3L rakétát felállítják az indítóállásra

Talán nem meglepő, hogy a 3L még hosszú ideig az összeszerelő csarnokban tartózkodott, a különféle hibák feltárása és kijavítása elhúzódott, egészen 1969. február 9-éig tartott, amíg az indításról döntést hoztak. Ez viszont korántsem volt egyszerű, mert miközben a bizottság tagjai lelkesen az indítás mellett voltak, Alexander Kurusin tábornok, az indítóállás parancsnoka az indításhoz szükséges rendszerek és a rakéta állapotára hivatkozva ellenvéleményt formált – a jelenlévők megpróbálták nyomás alá helyezni Kurusint, hogy másítsa meg véleményét, és végül Kirilov marsallnak kellett utasítást adnia neki, hogy amennyiben a felmerülő hibákat orvosolják, engedélyezze az indítást.

A rakétát tehát az indítóállásra állították, ám rákapcsolva a csatlakozókat (nem meglepő módon) különféle hibajelek garmadájával szembesültek a kezelőpultok előtt ülők. Az elkövetkező hetekben az indítóálláson álló rakétán dolgozó technikusoknak kellett ezeket megoldani, az olykor -30°C-os hideg és a 10-12 m/s (36-43 km/h) sebességű szél ellenére. Február 21-én a 3L indításra készen állt, és moszkvai idő szerint 12 óra 17 perckor megnyomták az indítógombot. 12 másodpercbe telt, amíg a hajtóművek elérték a csúcs-tolóerejüket, és a rakéta lassan emelkedni kezdett. A telemetrika szerint két hajtómű leállt, de a rakéta folytatta az útját, noha kicsivel később fekete füst szállt a végéből. Majd 68,7 másodperccel az indítás után a rakéta összes hajtóműve leállt, a tehetetlenségtől még egy ideig emelkedett tovább, végül pedig a gravitációnak engedelmeskedve egy darabban aláhullott.

 

Az első fokozat metszetrajza, így talán érthetőbb, hogy a rakéta alsó részén hol is alakult ki a tűz
(a 2-es hajtómű a szélső körben található)

Vaszilij Misin, a CKBEM vezetője még az indítóállás bunkerében rögtön talált bűnbakot a sikertelen indításra Andronik Joszifjan, a rakéta elektromos rendszerének tervezője képében – mert hát mi más lehet az oka annak, hogy az összes hajtómű egyszerre állt le, mint az, hogy megszűnt az energiaellátás. Később kiderült, hogy tévedett, az energiarendszerrel semmi probléma nem volt (ehhez Joszifjan emberei villámgyorsan kiguberálták a roncsok közül a generátorokat, hogy bizonyítsák ártatlanságukat). Borisz Csertok, Misin helyettese felelt a KORD fejlesztéséért, az adatok elemzése után hamar megtalálta az adatokban, hogy mi lehet a valódi oka a kudarcnak. Fél másodperccel az indítóállástól való elrugaszkodás után a 12-es hajtómű kábelezése elektromos interferencia miatt olyan jelet adott a KORD-nak, mintha az üzemanyag ellátásáért felelős turbópumpa tengelye a megengedettnél sokkal gyorsabban pörögne, és mindjárt felrobban.

A KORD válaszul leállította a 12-es hajtóművet, és a vele átellenben lévő 24-est, hogy a tolóerő szimmetrikus maradjon. Ez még nem volt vészes probléma, de rámutatott arra, hogy a kábelezést át kell tervezni. További öt és fél másodperc után a 2-es hajtómű égőtér-gáznyomásmérő csővezetéke a vibrációtól letört, majd ezt nem egész 20 másodperccel később az üzemanyag-nyomást mérő csővezeték is követte – utóbbi üzemanyaggal terítette be a rakétafokozat alsó részét, előbbi pedig forró gázzal árasztotta el azt, a kettő együtt pedig tomboló tűzvihart generált. A tűz elégette az elektromos vezetékek szigetelését, így a tápkábelek a mellettük futó, a KORD érzékelői és a számítógép közötti hálózatban interferenciát okoztak, ami többek között egy 25 voltos jelet generált az amúgy 10 volttal dolgozó irányítórendszerben. A KORD erre az összes hajtómű felé leállítási paranccsal reagált....

Bármilyen meglepő, a kudarc nem törte le a programban résztvevőket. A rakéta sikeresen elemelkedett fel az indítóállásról, és több mint egy percig tartotta az eltervezett gyorsítási fázist. Miután március 7-én Csertokék bemutatták, hogy mi a legvalószínűbb forgatókönyve a 3L végzetének, mihamarabb újabb indítást szerettek volna végrehajtani. Eközben a NASA sikeresen tesztelte az LM holdkompot a Föld körül – miközben a szovjet LK holdkomp még legalább egy évre volt attól, hogy elkészüljön, tehát a Holdért folytatott verseny eldőlni látszott...

 

Az N1-5L rakétát az indítóálláshoz szállítják

A 3L tapasztalati alapján a 4L rakétát félrerakták – túl sok változtatást kellett volna eszközölni rajta, ráadásul az első fokozat folyékony oxigén tartályán repedéseket találtak. Inkább a már lassan elkészülő 5L-t vették előre, amelyen a korábban talált strukturális hibákat már kijavították, és többek között a KORD számítógépet az első fokozat aljáról a tartályok közötti szekcióba helyezték át, ahol nagyobb biztonságban volt. Csertok úgy döntött, hogy kiiktatja azt a lehetőséget a KORD-ból, hogy az összes hajtóművet leállíthassa (megelőzendő a 3L-nél tapasztalt helyzetet), a tápkábeleket és a KORD kábeleit jobban elszeparálták egymástól, és azbeszt takarókat helyeztek el a hajtóműfokozat alján, hogy egy esetleges tűz ne okozzon ismét problémát.

A minél több kinyerhető információ több tapasztalatot jelent, így a korábbi 4 helyett 16 érzékelőt helyeztek el a hajtóműveken, illetve további érzékelőket a rakéta különböző pontjain, ami miatt a telemetrikai szakemberek túlfeszített munkatempóban kellett dolgozzanak. 1969. május 30-án egy bizottsági gyűlésen Misin július 3-ára tűzte ki az 5L indítását, és egyben azt, hogy a következő, 6L indítást immár a teljes értékű L3 komplexummal szeretné végrehajtani, mire kiderült, hogy nincs még kidolgozva az eljárás arra, hogy a 7K-LOK űrhajóban lévő üzemanyag-cellákban használt folyékony hidrogént hogyan kezeljék az indítóálláson. Pár nappal később Misin ismét megerősítette szándékát, hogy a 6L indításkor egy teljes értékű (és kész) Szojuz 7K-LOK a Hold körül keringési pályára állhat, az azt követő 7L indításkor pedig egy személyzet nélkül LK holdkomp leszállást is hajthat végre a Holdon. Szavait nem fogadta kitörő öröm, Msztyiszlav Keldis, a Szovjet Tudományos Akadémia elnöke kifejtette, hogy addig csak súlymakettel indítaná az N1 rakétákat, amíg a megfelelő működésük nem bizonyított, a Hold-megkerülésre pedig szerinte inkább a Szojuz 7K-L1 / Zond repülések valók, felesleges erre erőforrást pazarolni.

 

Hátul az N1-1M1 makett, elől az N1-5L rakéta 

Jelenleg viszont az 5L rakétát kellett indításra kész állapotba helyezni, és végül a rakéta orrán egy hibrid makett foglalt helyet, a Blokk-D fokozat tetején egy Szojuz 7K-L1Sz űrhajóval (ami a Holdmegkerülő 7K-L1 mostohatestvére volt) és egy LK holdkomp súlymakettel. Amíg korábban a 3L felkészítésén dolgozó embereknek a dermesztő hideggel kellett dacolniuk, az 5L esetén a száraz és forró nyárral, amelynél a szürkére festett rakétaelemek akár 60°C-osra is felhevülhettek. A június 20-án a 110 "jobb oldali" indítóállásra helyezett 5L mellé a 110 "bal oldali" indítóállásra felállították az 1M1 rakétamakettet – a két, indítóállásra helyezett gigászról készült képekre évtizedekkel később úgy mutogattak, mint a szovjet Hold-program előrehaladottságának bizonyítékára, ám valójában sosem állt két valódi N1-es rakéta a két indítóálláson...

Az N1-5L indításának végzetes pillanata, a felső lángcsóva az SzASz mentőtorony aktiválásának következménye

Az 5L abból a szempontból rendkívüli volt, hogy az ekkor még nem túl gyakori éjszakai indítás mellett döntöttek, moszkvai idő szerint nem sokkal éjfél előtt. Az indítási parancs kiadása után az első jelek biztatóak voltak, a tolóerő szépen felépült, és a rakéta lassan emelkedni kezdett, majd a kijelzők előtt ülők rémülten szembesültek vele, hogy egymás után leállnak a hajtóművek, és a hatalmas rakéta alig 200 méter megtétele után elkezd oldalra dőlve visszahullni a földre. Az SzASz mentőtorony működésbe lépett, és letépte a Szojuz kapszulát a rakéta orráról, amely mintegy két kilométerrel arrébb biztonságosan földet ért.

 

Az N1-5L első fokozatának hajtóműveiről készült rajz Misin naplójában, a teljesen kisatírozottak 0,6 másodpercnél álltak le, az X alakban kisatírozottak cirka 10 másodperc után, a 18-as 21 másodpercnél

Az elkövetkező napokban a vizsgálat kiderítette, hogy a 8-as hajtómű oxigénpumpája felrobbant tizedmásodpercekkel azelőtt, hogy a rakéta elemelkedett az indítóállásról, és a többi hajtómű működése mellett a repülés 10. másodpercétől a 12. másodpercig a 18-as hajtóművet leszámítva az összes hajtóművet leállította a KORD, a még működő hajtómű miatt pedig a rakéta elkezdett dőlni, ami aktiválta az SzASz-t. A felszállás után 23 másodperccel a rakéta az oldalára dőlve az indítóállásnak ütközött, és hatalmas robbanás emésztette el. Csertok az adatokból csak azt tudta megállapítani, hogy a 7-es, 19-es, 20-as és 21-es hajtómű turbópumpáinál túl magas fordulatszámot regisztráltak, arra viszont nem talált választ, hogy a többi hajtóművet miért állította le a KORD, és pláne arra, hogy mindezek ellenére a 18-as hajtómű miért működött mégis tovább. Sem Misin, sem Kuznyecov nem feszegette a hajtóművek hibájára vonatkozó kérdést, a hivatalos verzió szerint valamiféle idegen fémdarab juthatott a turbópumpába, és ez váltotta ki a 8-as hajtómű vesztét, a többi pedig ennek következménye volt. Arról pedig szó sem esett, hogy miért viselkedett a KORD úgy, ahogy.

És az N1-L3 program bukása....

Az Apollo-10 LM holdkompja 1969 májusában 15 km-re megközelítette a Hold felszínét, majd július 16-án az Apollo-11 sikeresen leszállt a Holdra emberrel a fedélzetén. Ez a verseny véget ért, és az Egyesült Államok nyerte. Az N1-L3 program azonban haladt tovább. Az 5L jármű balesetének vizsgálata után néhány fő változtatást is szándékoztak eszközölni:

 

Az 5L rakéta az indítóállásra állítás előtt, láthatóak az első fokozat hajtóművei

1.  A hajtóművek hajtóanyag-vezetékeibe szűrőket kell beépíteni, hogy semmiképpen ne juthasson fém (vagy más) tárgy a turbópumpába. Hovatovább, továbbfejlesztett hajtóművekre lesz szükség, amelyek működése kevesebb vibrációt generál a rakétán, illetve lehetséges az újraindításuk.
    
2. A KORD fejlesztésénél el kell érni, hogy ne állítsa le szükségtelenül a hajtóműveket.
    
3. A rakéta pályáját úgy kell beprogramozni, hogy a lehető leghamarabb hagyja el az indítóállás körzetét, hogy egy esetleges balesetben ne vigye a roncstemetőbe azt is magával.
    
4. A korábbi szürke ill. szürke / fehér festés helyett fehér festést kell használni, hogy ne hevülhessen fel annyira a rakéta nyáron.

 

A fehér festésű 6L az indítóálláson

Menet közben Misin új tervekkel állt elő – ne csak a Holdra szálljunk (hiszen azt már az amerikaiak elérték), hanem építsük meg az első holdbázist, huzamosabb missziókat lehetővé téve a Hold felszínén. Az N1 rakéta korábban is megszámlálhatatlan verzióban került a tervezőasztalra, menet közben ezek tovább szaporodtak, folyékony hidrogén üzemanyagú rakétahajtóművekre építkező második és / vagy harmadik fokozatokkal. 1973 júliusában a továbbfejlesztett Kuznyecov hajtóműveket (NK-33, NK-39 és NK-43) megrendelték, a KORD-ot teljesen áttervezték, tűzoltó-berendezést és hűtést építettek a rakéta első fokozatának alsó részébe, ahol a hajtóművek foglaltak helyet.

A változtatások nagy részét a 6L-be beépítették (az új hajtóművek nélkül), és az csaknem egy évvel az előző rakéta után június 27-én (a súlyos esőzések miatt többször elhalasztva) csak egy súlymakett L3 komplexummal az orrán elindult a világűr felé. A rakéta emelkedése közben végrehajtotta az indítóállástól való eltávolodásra szolgáló manővert, ám a szélső hajtóművek és manőver miatti légáramlás hatására a rakéta elkezdett forogni, olyan gyorsan, hogy az irányítórendszer nem tudta kordában tartani, majd a maximális aerodinamikai nyomást, a max Q-t elérve az indítás után 50 másodperccel a rakéta irányíthatatlanná vált, és emiatt egy másodperccel később a földről továbbított paranccsal felrobbantották.

 

A 7L a földről nézve, megfigyelhető a hajtóművek beépítése az első fokozatban, valamint a hajtómű fúvócsöve körül rugalmas hővédő és tűzálló borítás látható

A forgás okára gyorsan rájöttek, és megoldásként négy, forgásirányú erőt kifejteni képes kormányhajtóművet építettek be az utolsó "régi" N1 változatnak szánt 7L-be, amit ezután elkezdtek felkészíteni az indításra. Ez a rakéta még mindig az NK-15, NK-15V és NK-21 hajtóművekkel épült meg, de közben már folytak az első új hajtóművekkel készülő, nagyobb teljesítményű (105 tonnás LEO teherbírással rendelkező) N1F munkálatai, azok lettek volna a 8L és 9L, illetve a 10L sorozatszámúak – ezek alkatrészeit is elkezdték legyártani.

 

A 7L az indítóálláson

A 7L esetében a rakéta orrára már egy teljesen működőképes Szojuz 7K-LOK került, amely ebben az időben már "túlhaladott" volt, a későbbi emberes utaknál valószínűleg nem ezzel repültek volna (Misin erre az L3M-et szánta már), viszont a Hold körüli repülés tesztelésére a LK holdkomppal együtt (amit 1970 novemberében és 1971 februárjában Szojuz hordozórakéták orrán sikeresen világűrbe küldtek és leteszteltek két alkalommal (Kozmosz-379 és 398 jelöléssel), minden probléma nélkül) pont megfelelő volt.

 

A 7L indítása

1972. november 23-án került sor a 7L indítására, nem egészen 107 másodpercig minden tökéletesen zajlott, ekkor programjának megfelelően a KORD leállította a belső 6 hajtóművet, hogy az első fokozat 7 másodperc múlva bekövetkező leállása előtt csökkentse a gyorsulást. Ebben a pillanatban a 4-es hajtómű oxigénpumpája felrobbant, amitől több hajtómű is kiesett, ezt pedig a földi irányítóközpontból észlelve azonnal utasítást adtak a rakéta távirányítású felrobbantására. A műszaki hiba valódi okára sose derítettek fényt, Misin a Kuznyecov-irodát okolta az újabb oxigénpumpa-balesetért, míg Kuznyecov úgy vélte, hogy a valódi ok az lehetett, hogy a középső hajtóművek leállításától és az ezzel kapcsolatos oxidálószer-csőhálózat lezárásakor a nagy túlnyomás miatt az szétszakadt, és ez vezetett a robbanáshoz – ami persze Misin irodájára hárította volna a felelősséget. Abban egyetértettek, hogy ha az első fokozatot leállították majd leválasztották volna, a második fokozatot beindítva a rakéta sikerrel teljesíthette volna az útját (a második és harmadik fokozatot a földön tesztelték már, csak az első fokozathoz nem épült tesztállás, ez 1964 végétől kísértette az N1 sorsát).

 Az N1 előkészületeiről és az indításokról készült felvételek

Menet közben, még 1972 júniusában az L3 holdraszálló programot leállították. A folyamatban lévő (hamarosan bemutatásra kerülő) Almaz / Szaljut űrállomások több haszonnal kecsegtettek, noha Misin tovább dolgozott a Zvezda holdbázis megvalósításáért, amit még az 1960-as évek második felében a Vlagyimir Barmin által irányított Szpektmas tervező irodának adott ki feladatnak. A holdbázis DLB (a Hosszútávú Holdbázis betűiből) és "Barmingrad" ("Barmin városa") néven is ismert volt. 1971-re (a sikeres Luna és Lunohod űrszondák és roverek tapasztalatait felhasználva) egy komplett tervet tett Barmin a védelmi ipart (és általa nem kis részben a rakéta- és űrprogramot is) felügyelő Dimitrij Usztyinov miniszter asztalára.

 

Egy DLB / Zvezda holdbázis makett, a napkitörések és a sugárzás elleni védelem miatt a modulokat a Hold felszínébe temették volna

A 9 felfújható, egyenként 22,5 négyzetméteres alapterületű modulból álló, nukleáris energiával táplált bázis 9-12 űrhajós számára biztosított életteret, és a terv része volt egy 4 űrhajóst szállítani képes, hetekig tartó utakra alkalmas holdjáró is. A tervhez Misin a nagyobb teljesítményű N1F rakéta mellé az L3 továbbfejlesztett változatát, az L3M-et mellékelte, amely a Szojuz visszatérő moduljára épült, és először egy leszállásra- és felszállásra szolgáló hajtómű-modullal, illetve egy, a kettő közötti lakórésszel rendelkezett. 1972-ben a tervet tovább finomították, és a visszatérő modult egy túlnyomásos "hangárban" helyezték el, és ebben a hangárban dolgoztak és éltek volna az űrhajósok, akár 90 napig (vagyis maximum ennyi időt tölthettek volna a Hold felszínén a Zvezda építésével, amelynek a moduljait szintén N1F rakéták indították volna). A terv ekkor már arról szólt, hogy az 1970-es évek végén kezdődhet meg a Zvezda építése.

 

Balra az 1970-es, jobbra az 1972-es L3M féle holdkomp, a zöld színnel jelölt Szojuz visszatérő modul jól látható, ahogy a holdkomp felépítése is (forrás: Astronautix.com / Mark Wade)

Usztyinov támogatásáról biztosította a Zvezdát, és az L3M-en is elkezdődtek a munkálatok, ám az igényelttől messze elmaradt a biztosított pénzmennyiség. Menet közben Valentyin Glusko folyamatosan fúrta Usztyinovnál Misint, felróva neki a Szojuz-1 és a (még nem említett) Szojuz-11 balesetét, a gigászi összegekbe kerülő, de csak négy sikertelen indítást felmutatni képes N1 óriásrakétát, amely szerinte eleve hibás döntés volt. Glusko eközben büszkén mutogathatta az immár Proton néven ismert UR-500K rakétát, amely az ő hajtóműveivel immár évek óta megbízhatóan teljesítettek (igaz, az első években sok sikertelen indítást szenvedett el).

 

Szergej Afanaszjev, a civil űrprogram felett bábáskodó miniszter

1974. május 18-án Szergej Alekszandrovics Afanaszjev, a civil űrprogramot felügyelő Általános Gépipari Minisztérium minisztere egy rutintalálkozón vett részt Misin CKBEM tervezőirodájában. Azt megnyitva röviden közölte, hogy a pártvezetés úgy döntött, Misint leváltja a CKBEM éléről, a CKBEM-et és Glusko Energomas tervezőirodáját összeolvasztják egy új Enyergia nevű tervezőirodába, melynek vezetője Glusko lesz. Afanaszjev további sikeres munkát kívánt a hallottaktól lebénult jelenlévőknek, és távozott...

 

Az N1 első fokozatának rácsos stabilizátoraiból épített kerti kiülő Bajkonur mellett...

Glusko "hatalomra" kerülve rövid úton leállította az N1 és L3M programokat (igaz a végleges leállításra csak 1976-ban került sor!): az 1974 augusztusi indításra már felkészítés alatt álló, hosszas tesztelési időszakon átesett NK-33, NK-39 és NK-43 hajtóművekkel felszerelt 8L, és a szintén összeépített 9L a gyártás alatt álló négy további N1F-fel egyetemben szétbontásra került (a Bajkonur közeli városok környékén a mai napig látni az egykori N1 tartályokból épült víztornyokat, borítóelemekből készült garázsokat és hasonló "maradványokat").

 Két AJ-26-62 hajtómű egy Antares rakéta első fokozatában, a felsőn hanyagul lefestve cirill betűkkel még ott van az NK-33 típusjelzés is...

Glusko szintén utasította a Kuznyecov-irodát, hogy az összes NK-33, NK-39 és NK-43 hajtóművet bontsák szét és semmisítsék meg – gyakorlatilag kigolyózva őket a rakétahajtómű-fejlesztésből. Kuznyecovék ehelyett egy félreeső raktárba mentették azokat, és jelentették, hogy végrehajtották az utasítást. Glusko halála és a Szovjetunió felbomlása után ezeket a hajtóműveket elővették, az amerikai AeroJet 36 darab NK-33-ast és NK-43-ast vásárolt meg a '90-es években (akkor 1,1 millió dolláros darabáron), amelyeket újratesztelve AJ-26 családként például az Orbital cég Antares rakétájában használtak fel. Szintén vásárolt az immár orosz NK-33-asokból a Kistler Aerospace, amely a saját K1 hordozórakétája számára tervezte őket beépíteni. További NK-33-asok a Szojuz-2-1v hordozórakéta első fokozatában lettek / lesznek felhasználva, vagyis az N1F hagyatéka a mai napig kihatással az orosz és amerikai űrhajózásra...

 

Feltehetően a 7L első fokozata szereléskor

Természetesen utólagosan már nehéz eldönteni, sikerült volna-e a 8L és utána következő N1 rakéták startja, ám a 7L utáni két évet gyakorlatilag folyamatosan a rakéta és a KORD tökéletesítésével töltötték a CKBEM mérnökei, a Kuznyecov-iroda pedig az NK-33 / 39 / 43 hajtóművek tesztelésével. Utóbbi a jelek szerint jól sikerült, és legalábbis feltételezhetjük, hogy az előbbi is. A Szovjetuniónak mikor végre készen lett volna a megfelelő óriásrakétája, egyszerűen elkaszálta azt, és nem csak hogy minden részét darabjaira szedte, de még a létezésének bizonyítékait is igyekezett eltüntetni. Az N1 hivatalosan sose létezett a Szovjetunió idejében, a CIA (és más nyugati titkosszolgálatok, például a brit MI6) csak a műholdfelvételek és kémjelentések alapján tudott a létezéséről, ám nem verték nagy dobra azt. A hidegháború után a rajta dolgozó mérnökök és technikusok visszaemlékezései és elrejtett fotói, videofelvételei adnak csak tanúbizonyságot arról, hogy egyáltalán a világon volt...

Miért bukott el a szovjet holdprogram?

Ez a témakör roppant népszerű a szovjet űrprogrammal foglalkozó oldalakon, írásokban, és most a szokásostól kicsit eltérően, némileg személyesebb hangvételben szeretném kifejteni a saját nézeteimet, tudniillik ezt a kérdéskört eléggé egy kaptafára szokták megválaszolni.

Vegyük hát át, hogy mely okokra is vezethető vissza az, hogy az amerikaiak léptek elsőként a Holdra, és nem a szovjetek:

Három (plusz egy) elvesztegetett év

Kennedy 1961-es beszédének videófelvétele

J. F. Kennedy amerikai elnök 1961. május 25-én tartott beszédet a Kongresszusban, amelyben a holdprogram kvázi bejelentése megtörtént. Ehhez a pénzügyi támogatást is biztosították, és a politikai támogatás is megvolt kisebb-nagyobb megingásokkal (főleg az Apollo-1 katasztrófa méltó itt említésre) gyakorlatilag végig. A szovjet holdprogram viszont gyakorlatilag 1964 augusztusáig nem indult el, és akkor is Cselomej UR-700 / LK-700 programját támogatta Hruscsov. Noha az N1 hordozórakéta megépítéséről 1962-ben döntés született, 1964-ig valóban jelentős események nem történtek vele kapcsolatban. Hruscsov bukása után még csaknem egy évre volt szüksége Koroljovnak arra, hogy az N1-L3 program mögé megfelelő támogatást szerezzen, és Cselomej holdprogramját végleg beszántsa. Emiatt az L3 komplexumon a valódi munka csak 1965 októberében kezdődött el!

Ez pedig rengeteg elvesztegetett idő. Hozzá kell tenni, részben talán maguk a szovjetek becsülték alá az Apollo-programot, és ezért is "engedték maguk elé" őket. A legsűrűbben emlegetett példa a Saturn-V hatalmas F-1 hajtóműveinek esete, amelyről úgy gondolták, hogy nem lehet megvalósítani. De a Rocketdyne hatalmas pénzmennyiséget elégetve végül megoldotta, és nem árt hozzátenni, hogy az F-1 fejlesztését még 1955-ben (!) kezdték el, eredetileg az Amerikai Légierő megbízásából, és mintegy 10 év alatt készültek el vele. De szintén megépítették a J-2 folyékony oxigén - folyékony hidrogén hajtóanyagú rakétahajtóművet is, amelyhez hasonló szintén nem volt a szovjeteknél. Ha csak három évvel korábban kezdik el az N1 (vagy akár az UR-700) és a holdraszálló űrhajók valódi fejlesztését, és persze megkapják rá a megfelelő támogatást, akkor is csak talán lett volna esélyük befogni az Apollo holdprogramot. De 1965-ben, mikor az N1-L3 valóban komolyan elindult, már csak valami igen innovatív vészforgatókönyvvel előzhették volna be az Apollo-programot, csakhogy nem erre került sor.

A szovjetek sokkal kevesebb erőforrást áldoztak a holdprogramra 1969-ig

Ezt a képet nagyon szeretem mutogatni, amikor az amerikai űrprogramról beszélünk, ugyanis nagyon-nagyon sok mindent elárul, és tegyük hozzá, hogy e mellett még külön kasszából katonai rakéta- és űrprogramok is futottak:

 

A NASA költségvetése 1958-tól 2014-ig, a teljes költségvetés százalékában, a csúcs 1966-ban volt (mostanában kb. fél százalék egyébként...)

Kezdjük ott, hogy az Egyesült Államok gazdasága az 1960-as években önmagában is sokkal erősebb volt, mint a Szovjetunió gazdasága. Az Egyesült Államok esetében pedig 1966-ban a központi költségvetés cirka 4,3%-át áldozták az űrprogramra. Sajnos a szovjet űrprogram költségvetésére nincs megbízható forrás, noha titkosítás alól feloldott CIA dokumentumok, mint például ez az 1969-es próbálja megbecsülni, egy másik forrás szerint pedig az N1-L3 programra 1974-es leállításáig 3,6 milliárd rubelt költöttek, ami nagyságrendileg hasonló, mint az Saturn-Apollo program teljes költségvetése 1973-as leállításáig.

Viszont Misin egyes feljegyzései arról árulkodnak, hogy 1968-ban a CKBEM az személyzettel repülő űrhajózásra igényelt összegnek (359 millió rubel) cirka háromnegyedét (273,5 millió rubelt) kapta meg. A szovjet űrhajósok hiányzó szimulátorokat, a mérnökök hiányzó, késve elkészülő alkatrészeket, a program vezetői megígért támogatások elmaradását idézik fel. Borisz Csertok visszaemlékezéseiben irigykedve írt arról, amikor látta, hogy az amerikai Saturn rakétaindításoknál minden specialistának saját monitorja volt, amelyen megjelent minden számára szükséges adat – ők ekkor még jobbára telefonon lógva hallgatták azt, amit a telemetrikai szakértők felolvastak a beérkező adatokból. Ezek a problémák nagyjából megoldódtak az 1970-es évek közepére, és az N1-L3 program előrehaladása is jelzi, hogy aztán megkapták az erőforrásokat (nem győzőm hangsúlyozni, hogy legalább 8 (de más források 12-14-et említenek) darab méregdrága N1F rakéta volt legalább félig-meddig kész, mikor a programot leállították, ami alátámasztja ezt), ám utólag ez már nem segített abban, hogy megelőzzék az Apollo-11-et.

 

1968 decemberében az Apollo-8 startjakor az amerikai mérnökök Cape Canaverelben ilyen központból követhették az indítást...

 

Ezt a képet a neten való barangolás közben találtam, csak a helyszín biztos, ez Bajkonur, de időpont homályos, valamikor az 1970-es vagy 80-as évekből származhat – a szovjet rakéta indításokat felügyelő bunkerben uralkodó állapotokra viszont némi betekintést adhat....

Szervezeti fejetlenség, botrányosan rossz erőforrás-menedzsment

1961-ben James E. Webb lett a NASA kijelölt vezetője, és mint ilyen, gyakorlatilag az ő kezében összpontosult az egész amerikai (civil) űrprogram irányítása (1968-ig). Na efféle döntési jogkör koncentráció a szovjeteknél nem létezett.

James E. Webb egy Gemini-makettben, ő volt az amerikai űrprogram teljhatalmú ura 1968-ig

Noha Koroljovra többször is hivatkoztam a szovjet űrprogram vezetőjeként, valójában "csak" az OKB-1 vezetője volt. Az első időben ez nem volt probléma, mert csak ki kellett harcolnia a támogatást a pártvezetéstől, és jobbára a saját tervezőirodáján belül meg tudta oldani a teendőket. Csakhogy ahogy egyre nőtt az űrprogram, úgy jelent meg a többi nagyobb tervezőiroda vezetője, hogy a saját elképzeléseiknek támogatást szerezzenek, miközben Koroljov már-már betegesen nem engedte ki az OKB-1 szárnyai alól a feladatokat (ez 1964 végétől kezdett el lazulni). A döntéseknél pedig Koroljovnak, majd Misinnek meg kellett küzdenie a pártvezetés és katonai vezetés, valamint a többi befolyásos szereplő éppen aktuális igényeivel, ötleteivel vagy éppen konkurenciájával. E mellett jöttek olyan problémák, mint például a katonai vezetés folyamatos kritikája, hogy számukra semmiféle haszna nincs a holdprogramnak, tehát igazából ők nem is akarnak erre erőforrásokat pazarolni – Usztyinov machinációinak volt köszönhető, hogy végül a hadsereg költségvetéséből pénzt áldoztak erre.

A főmérnökök közötti rossz viszony pedig alapjában meghatározta az együttműködések sikerességét is, lásd például Glusko elutasította a kerozin üzemanyagú nagyobb rakétahajtóművek fejlesztését (Glusko későbbi visszaemlékezései szerint ő felajánlott egy kompromisszumot, mely szerint az N1 "monoblokk" első fokozata helyett az R-7-nél is alkalmazott, több kisebb elemből álló megoldást választ (amelyeket lehet külön-külön is tesztelni), akkor megépíti neki a hajtóműveket – Glusko szerint Koroljov megbeszélte a dolgot Misinnel, majd utána közölte Gluskóval, hogy nincs kompromisszum), vagy azt, hogy az 1960-as évek végén Cselomej és Misin nem volt hajlandó találkozni egymással (ha olyan ülést tartottak, ahova mindkettejüket meghívták, menetrend szerint a helyetteseiket küldték el maguk helyett).

E mellé a párhuzamos fejlesztésekkel aprózták el a rendelkezésre álló erőforrásokat is – például a Szojuz 7K-OK föld körüli, az UR-500K / Szojuz 7K-L1 holdmegkerülés és az N1-L3 (Szojuz 7K-LOK, LK, Blokk-D) a holdraszállás programjában az SzASz mentőtornyot és a Blokk-D-t leszámítva csak a Szojuz űrhajó egyes részelemei voltak közösek! Érthetetlen például az is, hogy amíg a Szojuz 7K-L1 és 7K-OK napelemeket használó műszaki modullal épült, a 7K-LOK esetében miért kellett az üzemanyag-cellás rendszer mellett dönteni (és akkor a később bemutatandó Szojuz VI katonai űrhajó esetén tervezett nukleáris generátorok még szóba se kerültek!).

Az amerikai űrprogramban is volt bőven belső feszültség, ám ott a kritikus pillanatokban képesek voltak a vezetők hátra lépni egyet, és ha kellett, engedni, kompromisszumot kötni. Ez főleg a prominens (Koroljov, Glusko, Misin, Cselomej) szovjet főmérnökök között szinte ismeretlen fogalom volt, inkább az egymásnak való keresztbe tevésben brillíroztak, ami érthetően nagy hátráltató tényező...

Mit / kit lehet (vagy kellene) kevésbé okolni?

Koroljov halála gyakorlatilag minden egyes felsorolásba bekerül, némileg érthetetlen módon. Eleve Koroljov utólagos megítélése nagyon egyoldalú, nem győzik a pozitív jelzőket alkalmazni a méltatásánál, és szinte mindenhol megemlítik, hogy ha korai halála nem történik meg, akkor talán a legyőzhették volna az amerikaiakat az emberes Holdraszállásért folyó űrversenyben. Csak éppen ezt alátámasztani nem nagyon lehet, sőt...

Misin gyakorlatilag törés nélkül folytatta azokat a programokat és úgy, ahogy még Koroljov idejében elindultak. Talán elődje kijárt volna némileg több pénzt a pártvezetéstől, esetleg lassította / felfüggesztette volna az UR-500K / L1 Hold-megkerülést, hogy teljesen az N1-L3 párosra koncentrálhasson, ám 1966 januárjától egyszerűen nem igazán volt olyan helyzetben a szovjet űrprogram, amelyen adott esetben Koroljov valóban jelentős változást hozhatott volna – neki sem volt varázspálcája, amellyel csodát tehetett volna, márpedig anélkül 1966 után nem tudta volna sehogy befogni az Apollo-programot (ha csak nem arra építenek, hogy az amerikaiak hibáznak valami hatalmasat). Azt is nyugodtan hozzá tehetjük, hogy figyelembe véve ama tényt, mennyiszer táncoltak a katasztrófa szélén a Vosztok / Voszhod program esetében, esélyesen a Szojuz-1 balesetét sem tudták volna elkerülni, hiszen Koroljov igyekezett a pártvezetés űrprogramra vonatkozó kéréseit szentírásnak venni – ahogy Misin is.

 

Az N1-5L a szerelőcsarnokban, sokan vélik úgy, hogy a 30 hajtómű alkalmazására vezethető vissza az N1 kudarca, noha sok más rakéta hasonlóan rossz kezdeti indítási statisztikával indult – jóval kevesebb hajtóművel

A másik dolog, amit szintén nagyon sokszor fel szoktak hozni az az, hogy az amerikaiak ki tudtak fejleszteni egy hatalmas rakétahajtóművet (az F-1-et) a Saturn-V első fokozatához, míg a szovjetek erre nem voltak képesek, és csak szenvedtek a 30 kisebb NK-15 hajtóművel az N1 első fokozatában. Csakhogy önmagában ez aligha lehet mérvadó, az amerikaiak iszonyatos pénzből cirka 10 év alatt fejlesztették ki az F-1-et, a szovjetek a kisebb NK-15-ösökhöz és NK-33-asokhoz pedig a KORD hajtóműirányító rendszert, amelynek (bár ezt már sose tudjuk meg) szintén vagy 8-10 évre lett volna szüksége, amíg a gyerekbetegségeit kinőhesse. Más megközelítés, de a célt mindkét módon el lehet érni, nem tartom bölcsnek azért sikeresnek ítélni az egyiket és elítélni a másikat, mert az egyik kapott lehetőséget a bizonyításra, a másik viszont nem. Az N1 "öröksége" ilyen téren elég volt ahhoz, hogy nem is kevesen a 27 hajtóműves SpaceX Falcon Heavy rakétát is előre biztos kudarcra ítélték, mondván, hogy az N1 bizonyította már, hogy ennyi hajtóművel nem lehet megbízható rakétát építeni - szerencsére a SpaceX csattanós választ adott erre nemrég a sikeres Falcon Heavy indítással.

Az első fokozat leválása CGI képen, ideáig sose jutott el a valódi N1-es
(megj.: noha sokszor zöld festéssel ábrázolják, valójában kékes-szürke színre voltak fújva a korai rakéták)

Ha pedig már a KORD, Borisz Csertok "gyermeke" kap hideget-meleget az utókor elemzéseiben, holott a maga korában egy (nem csak szovjet viszonylatban) modern megoldás volt az adott mérnöki problémára, amit 30 hajtómű felügyelete és kontrollálása jelent. Csertok (és az N1 program) szerencsétlenségére az adott helyzetben egyetlen lehetőségük volt a KORD tesztelésére: maga a rakétaindítás. A négy indításból csak a második (5L) vesztéért tehető felelőssé, az első esetében a KORD inkább elszenvedője volt egy másik műszaki hibának (a vibráció miatt 2-es hajtóműről letörő csővezetékből kiszabaduló üzemanyag és hő által okozott tűzvésznek), és a két másik esetében sem miatta lett kudarc a vége. Ennek ellenére makacsul tartja magát az a nézet, hogy a KORD nagyban felelőssé tehető az N1 bukásáért...

 

Az egyik LK a múzeumban, noha végül sikeresen teljesített minden tesztet, csak az 1970-es évek második felére készültek el vele – túl későn a Holdért folytatott versenyt figyelembe véve...

Érdekes ellenben, hogy szinte sehol sem említik meg a Szojuz 7K-LOK űrhajó és az LK holdkomp késését. Az első LK holdkomp 1970. november 24-én lett Föld körüli pályára állítva, noha eredetileg 1969. június elsején kellett volna végrehajtani, tehát alig több, mint egy hónappal az Apollo-11 sikeres holdraszállása előtt. Ehhez képest jó egy évvel később került csak sor rá - vagyis még ha az N1 tökéletesen működik is, nem lett volna mivel leszállni a Hold felszínére az Apollo-11 útja előtt. A 7K-LOK űrhajó helyzete, ha lehet még egyértelműbb: sose járt a világűrben, 1972-re készült el valójában, ám ekkor már Misin az L3M közvetlenül a Holdra leszálló űrhajó fejlesztését támogatta. Az N1-L3 tragédiája, hogy ha az 1974-re tervezett két személyzet nélküli repülés sikerrel zárul, 1975-ben beteljesedhetett volna a szovjet Holdprogram, és a kommunista rendszer is letűzhette volna zászlaját a Holdra. Feltehetően ez alapjaiban más irányba terelte volna tovább mind az amerikai, mind a szovjet űrprogramot, ám Glusko döntése miatt erre nem került sor. Persze onnan is meg lehet közelíteni a dolgot, hogy Glusko úgy került 'hatalomra', hogy az N1-et szapulta folyton - nagy arcvesztés lett volna számára, ha a lesajnált rakéta 1974 augusztusában sikeresen pályára állítja terhét...

Érdemes talán idetenni Misin 1990-ben megjelent "Miért nem mentünk mi a Holdra?" című művéből egy önkritikus részletet (nem szó-, hanem jelentésbeli fordítás szerint): "Nem akarom, hogy az olvasók azt higgyék, hogy el szeretném kerülni a felelősséget, amit a Főtervezők (ideértve engem is) elkövettek a Hold-program alatt. Csak az nem hibázik, aki nem csinál semmit. Mi, Koroljov utódai megtettünk mindent, amit tudtunk, de ez nem volt elég."

 CGI kép a meg nem valósult LK landolásról, amelyet a Lunohod-1 vezetett volna le

(forrás: Nick Stevens)

 

A szovjet holdprogram némileg paradox módon még évekig lebegett a megvalósítás küszöbén, ám 1976-ban végül felhagytak vele, de ez már egy másik történet....

Folytatása következik

Főbb források:
Astronautix.com
Russianspaceweb.com
False Steps
b14643.de
SpaceFacts.de

A Szovjet / Orosz emberes űrprogram története VIII.

A Szojuz L1 / Zond program

1965-ben Szergej Koroljov végleg elérte, hogy Vlagyimir Cselomej holdutazás tervei helyett az ő holdutazás tervei valósuljanak meg. Ám afféle biztonsági tartaléknak, ha már úgyis jól haladt, az UR-500K rakétát fel kellett használni egy holdmegkerülő útra, így a szovjeteké lehetett az elsőség e téren. Eredetileg az LK-1 űrhajót használta volna Cselomej erre a célra, de ezt kigolyózta Koroljov, és a "saját" Szojuz-L1 változatát javasolta. Leegyszerűsítve, az L1 egy "könnyített" Szojuz űrhajó, orbitális modul nélkül, így olyan könnyű lehet, mint az LK-1. Erre azért volt szükség, mert az UR-500K teherbírása sokkal kisebb volt annál, hogy a 7K-LOK-t használhassák fel a Hold megkerülésére. Itt megint némi paradoxonba futunk, hiszen az LK-1 fejlesztését elindították, mégse hagyták, hogy azt használhassák, helyette a Szojuzból faragtak egy mutáns űrhajót a 7K-OK műszaki moduljával és a 7K-LOK kapszulájának áttervezésével.

 A Cselomej-féle LK-1 űrhajó makettje, feltehetően jobb választás lett volna, mint a Szojuz-L1,
de Koroljov kaszája lesújtott reá

Az űrhajó alján az L3 holdraszálló programban használt Blokk-D foglal helyett, és hogy csavarjon egyet rajta, az L1 személyzet nélkül menne fel (mert hát az UR-500K ugye mérgező és öngyulladó hajtóanyagot használt, amelyet Koroljov elfogadhatatlannak tartott), szóval valahogy így nézne ki emiatt a manőver:

1.: Egy Proton orrán felküldik Föld körüli pályára az Szojuz 7K-L1-et, személyzet nélkül, alján a Blokk D gyorsítófokozattal.
2.: Egy Szojuz hordozórakéta orrán Föld körüli pályára indul egy Szojuz 7K-OK 2 vagy 3 űrhajóssal.
3.: A világűrbe randevúzik és dokkol a 7K-OK és a 7K-L1 az Igla segítségével.
4.: Egy vagy két űrhajós átszáll a 7K-OK-ból a 7K-L1-be.
5.: Szétcsatlakoznak.
6.: A 7K-OK visszatér a  Földre egy űrhajóssal.
7.: A 7K-L1 a Blokk D fokozattal elindul a Holdmegkerülésre.
8.: A 7K-L1 a Holdmegkerülés után leszáll a Földre.

Az L1 programmal viszont több gond is akad. Mivel a visszatérést sokkal nehezebb pontosan megtervezni, fel kell készülni arra, hogy az űrhajó a Föld bármely pontján földet érhessen, akár a tengereken, akár a szárazföldön. Vagyis egy rugalmas, a Föld bármely pontját elérni képes mentőcsapat rendszert kell felépíteni. Ehhez viszont Kamanyinnak nem volt elegendő erőforrása, keseregve írja, hogy mindössze 6 embert kapott erre a célra, és 8 embert a túlélő-felszerelés kifejlesztésére és összekészítésére. Becslése szerint az Apollo-programban legalább 500 ember dolgozik csak ezen az egy problémán. 1966 decemberében a problémát újra megtárgyalták, megállapították, hogy gigászi emberi (akár 15 000 fő) és pénzügyi (50-100 millió rubel) erőforrások szükségesek ahhoz, hogy az űrhajósok megmentése biztosított lehessen a világ (legtöbb) pontján – erre pedig egyszerűen nem volt lehetőség. Hogy a korábban csak a szovjet terület felett megoldható rádiókommunikációt kiterjesszék, egy teherhajót átépítettek nagy teljesítményű rádióteleszkópokat telepítve a fedélzetre (megj.: a Szojuz-1 balesete után a hajót Vlagyimir Komarov névre keresztelik).

 

Egy Szojuz 7K-L1 / Zond Visszatérő kapszula

A fő probléma a Szojuz alkalmazása a célra, amit ugye az OKB-1 / CKBEM erőltetett, és az, hogy kellően könnyű legyen a feladatra. Menet közben elvetették a 7K-OK űrhajóval való dokkolást, de az L1 így is túl nehéz volt, ezért a tartalék ernyő tárolóját törölték, a helyére egy ajtót szereltek, mivel eredetileg az orbitális modulon keresztül lehetett az űrhajóba beszállni, és az itt nem volt az űrhajó része. Az Szojuz orrára egy adaptert szereltek, amelyhez az SzASz mentőtornya csatlakozott, ezt a világűrbe érve választották volna le. Az L1 makettjét megtekintő űrhajósok finoman szólva aggodalmukat fejezték ki: nincs űrruha, nincs tartalék ernyő, és a súlycsökkentésnek a hosszú hullámú jeladó is áldozatul esett, amely a visszatérő űrhajó mihamarabb való megtalálását segítette. Hogy a programot mégis komolyan gondolták, jelzi, hogy a személyzetet is kiválasztották – amely közel megegyezett a Szojuz-1 / 2 személyzetével, és megtalálható volt közöttük Gagarin, Komarov és Leonov is (figyelembe véve, hogy relatíve kevés kiképzett űrhajós állt rendelkezésre, ez nem volt meglepő).

 

Egy UR-500K / L1 rakéta az indítóálláson

1967. március 10-én Kozmosz-146 jelölés alatt egy UR-500K orrán egy "félkész" 7K-L1 Szojuz / Blokk-D fokozattal Föld körüli pályára állt személyzet nélkül, majd a Blokk-D fokozatot elindították a Hold felé. Nem is tervezték, hogy visszatér a Földre, így nem volt hővédő pajzsa, a cél az UR-500K, a Blokk-D és az L1 elsődleges tesztelése – ilyen szempontból az út sikeres volt. Április 8-án követte a Kozmosz-154, amely már a Hold megkerülésére indult volna, ám a Blokk-D beindítása a művelet rossz sorrendje miatt nem sikerült (egy kisebb szilárd hajtóanyagú rakétát gyújtottak volna be először, amely művelet a tartály "aljára" lökte volna a hajtóanyagot, hogy a Blokk-D hajtóműve beindulhasson – nos, a Blokk-D beindítás előtt ezt a gyorsító rakétát leválasztották). A hibáért többen Misint okolták, aki párhuzamosan siettette a Szojuz-1 / 2 utját és az L1 indítását is.

Komarov halála után a terveket felülvizsgálták. Az űrbeli dokkolás tesztelésének elmaradása miatt az L1 program kiemelt szerepet kapott, hiszen a sikeres holdraszállás esszenciális része volt az űrbéli randevú és dokkolás. Az volt a terv, hogy 4 személyzet nélküli L1 indítást (amit ekkor már Zond néven illettek) hajtsanak végre 1967. június-július hónapokban, aztán még nyár végén vagy ősszel emberrel a fedélzetén is végrehajtják az utat, a kitűzött határidő a Nagy Szocialista Októberi Forradalom 50. évfordulója. Az UR-500K relatíve megbízhatónak tűnt, és a Blokk-D / L1 párossal sem látszott nagyobb probléma az első tesztek alapján. Viszont a Szojuz-1 katasztrófája után végrehajtott ejtőernyő-tesztek alapvető műszaki hibákat fedtek fel – eredetileg 1,8 tonnányi erő kellett volna, hogy a fő fékezőernyő kiszabaduljon a tárolójából, ám a tesztek szerint inkább 3-4 tonnányi erőre volt ehhez szükség, vagyis jó kétszer nagyobb. Az ernyőrendszernek 95%-os megbízhatósággal kellett volna működnie, közben pedig ilyen alapvető problémák nem derültek ki a szörnyű baleset előtt.

 

A 7K-L1 ábrája a Blokk-D fokozattal együtt

Eközben Kamanyin és a kozmonauták egy csoportja, illetve Misin között kezdett végleg megromlani a viszony. Kamanyin több Szojuz szimulátort követelt az űrhajóskiképzésekhez, ám Misin ezeket nem teljesítette – viszont ellentmondás nem tűrő hangon követelte, hogy a következő Szojuz repüléseknél Konsztantyin Feoktyisztov, a CKBEM egyik főmérnöke, a Szojuz főtervezője legyen az egyik űrhajóparancsnok. Kamanyin és a rangidős kozmonauták többsége ellenezte ezt, Feoktyisztov az űrhajóval foglalkozott, és kiképzéseken a Voszhod-1 útja óta nem vett részt, így alkalmatlannak találták a feladatra. Kamanyin naplójában hosszasan sorolta, milyen alapvető hibái vannak Misinnek: (szerinte) ostobán erőlteti az automatikusan végrehajtott, de személyzettel ellátott űrrepüléseket (pl. az Igla automata dokkolórendszerre szerinte nem volt szükség, az űrhajósok majd kézzel dokkolnak). Kamanyin véleménye szerint a Vosztok / Voszhod repüléseket nem kellett volna abbahagyni, ám Misin kizárólag a Szojuz köré felépített emberes űrrepülésekben gondolkodik. Ráadásul Misin következetesen igyekezett a pártvezetés által megállapított határidőket betartani, ami miatt az űrprogram fejetlen kapkodássá vált – végezetül pedig Misin kapcsolata a többi tervezőirodával és a katonai / állami szervekkel finoman szólva sem volt jó, és mindenbe beleszólt, beleavatkozott. Más szóval Koroljov helyébe próbált lépni, de nem rendelkezett semmilyen téren megfelelő kvalitásokkal ehhez.

 

Alekszej Jeliszejev mérnök-űrhajós egy Szojuz szimulátorban, egy, az 1970-es évek közepén publikált képen – ami azért érdekes, mert ez nagyon valószínűen egy Szojuz 7K-L1 szimulátor

Augusztusig a Szojuz és a Blokk-D javításával elfoglalt CKBEM nem készült el az 7K-L1 szimulátorával, a 7K-LOK szimulátorát pedig még építeni sem kezdték. Ebben a hónapban Gagarint lehúzták a kiképzés alatt álló (és űrrepülésekre beosztható) kozmonauták listájáról, mivel a pártvezetésnek túl fontos volt Gagarin ahhoz, hogy veszélynek tehesse ki magát. Szeptember 27-én a következő L1 indítást is végrehajtották, ám az az első fokozat egyik hajtóművének meghibásodása miatt a 67. másodpercben letért a pályáról, és megsemmisült. A jó hír, hogy a kapszulát megmentette az SzASz, tehát legalább a mentőrendszer jól szerepelt. A Szojuz ejtőernyő- és visszatérőrendszerének fejlesztése és tesztelése közben tovább folyik, vegyes eredményekkel – nem emberes repülésre jóváhagyták, ám emberes repülésre továbbra sem. Az L1 programot felügyelő bizottság szinte minden tagja követeli, hogy legyen tartalék ernyő az L1-en az emberes repüléshez, ám Misin ezt elutasítja – ez legalább plusz 200 kg tömeget jelent, miközben a rendszer így is az abszolút határon van a feladat végrehajtásához. November 22-én újabb indítási kísérlet történt, ezúttal az első fokozat hibátlanul működött, de a második fokozat négy hajtóművéből az egyik nem indult be, ami miatt a biztonsági automatika leállította a többi hajtóművet, és aktiválta az SzASz-t. A négy L1 indításból csak az első teljesítette a kitűzött célokat, a második egy emberi / végrehajtási hiba, a maradék kettő az UR-500K hibájából kudarcot vallott, és az eredetileg elvárt határidőre nemhogy emberes, de semmilyen holdmegkerülő út nem valósult meg.

 

Egy UR-500K rakéta, orrán egy Szojuz L1 / Zond űrhajóval, látható az SzASz mentőtorony, és a négy rácsos stabilizáló vezérsík felhajtott állapotban

1968 márciusáig sok minden történt a háttérben (ezekről később), de a lényeg, hogy az L1 programot tovább űzték, hogy a közben szintén problémákkal küzdő Apollo-programot beelőzhessék. Március másodikán viszont elindították a következő L1 űrhajót, amely a Zond-4 jelölést kapva sikeresen végrehajtott egy 300 000 km-es pályacsúcsot elérő pályát (a Zond sorozat korábbi tagjai a Mars felé elindított bolygóközi űrszondák voltak, félig-meddig megtévesztésnek szánták az elnevezést). A visszatérésnél az irányítórendszer hibájából viszont nem sikerült a légköri fékezés, és Usztyinov parancsára elindították az önmegsemmisítő programot. Kamanyin dühöngött, mert szerinte be lehetett volna vállalni egy sokkal meredekebb visszatérő pályát, amelynél 20G nehézkedés érte volna a kabint, de a Szovjetunió területén ért volna földet. Megállapodtak, hogy az elkövetkező L1 űrhajók esetén a bármilyen áron való visszatérés lesz a cél. Áprilisban újabb indítási kísérlet, ám az indítás után 260 másodperccel az addig tökéletesen működő fokozat leállítási parancsot kapott, és az SzASz letépte a Szojuz L1 kapszulát a rakéta orráról – a kapszula 520 km-re az indítóállástól sikeresen földet ért. Misin először Cselomej UR-500K rakétáját szidalmazta a kudarcért, ám a vizsgálat kiderítette, hogy egy rövidzárlat miatt a diagnosztikai rendszer hibásan érzékelte azt, hogy az indítójárművel probléma lépett fel, és így tévesen adott parancsot a fokozat leállítására és az SzASz aktiválására – vagyis nem Cselomej, hanem Misin tervezőirodájánál hibáztak.

A verseny viszont nem állt meg, Usztyinov először októberre, majd később novemberre emberes L1 Hold-megkerülést várt el az űrprogramtól. Érdekes módon ezután a NASA értesítést kap a CIA-től, hogy a szovjetek egy emberes Hold-megkerülést terveznek. Sietve döntést hoznak a később december végén sikeres Hold-megkerülést végrehajtó Apollo-8 útról – vállalva annak rizikóját (a holdkomp még nem áll készen, és eredetileg annak a hajtóműve volt a tartalék megoldás a visszatérő-manőverre, ha az Apollo hajtóműve meghibásodna). Júliusban a következő útra előkészített UR-500K / L1 rakétán az indítóálláson robbanás történik – a már feltöltött Blokk-D oxidálószer-tartálya robbant fel, megölve három technikust. A rakétát és az űrhajót végül sikerült megmenteni, de a baleset tovább hátráltatta a programot.

 

A Zond-5 visszatérő kapszulájának kihalászása az Indiai-óceánból

Szeptember 14-én azonban a később Zond-5 elnevezést kapó űrhajó sikeresen elindul a világűrbe, fedélzetén teknőcökkel, gilisztákkal és különféle egyéb élőlényekkel. A Blokk-D fokozat megfelelő pályára állítja, és az űrhajó megkerüli a Holdat, menet közben viszont a csillag-követő szenzor hibája miatt nem sikerül megfelelően precíz korrekciós manővert végrehajtani, így döntés születik, hogy ballisztikus pályán az Indiai-óceánba hozzák vissza az űrhajót. A visszatérő manőver sikerült, és a tengerre érés után pár órával egy szovjet hajó sikeresen kihalássza a kabint a tengerből. A szovjet űrprogram hosszú idő óta végre sikeres missziót hajtott végre, noha a szenzor hibája miatt komoly aggodalmak merülnek fel. Kiválasztják az űrhajós-párokat is az L1 misszióhoz, ezek: Leonov-Voronov, Bikovszkij-Rukavisnyikov, Popovics-Makarov.

 

A Zond-6 egyik fényképe a Holdról, háttérben a Földdel

Novemberben a Zond-6 sikeresen megkerüli a Holdat, miközben nagyszerű fényképeket készít, majd végrehajt egy tökéletes légköri fékező manővert az Antarktisz felett, ami után mindössze 16 km-re az indítóállástól (amelyről indult) földet ér. Kifelé tökéletes sikerről szól a szovjet média, fényképekkel alátámasztva, amelyet a Zond-6 készített. A valóság viszont az, hogy az út legfeljebb félsiker. A kapszulában a hidrogén-peroxid tartály hőmérséklete túl alacsony volt, ezért megpróbálták felmelegíteni, ami miatt viszont az ajtó gumi-szigetelése engedni kezdett, és a Hold megkerülése után csökkenni kezdett a nyomás, majd a visszatérésig teljesen elvesztette azt – ha ember lett volna a fedélzeten, szkafander nélkül meghal (a Zond-6 fedélzetén lévő élőlények is így jártak), márpedig az L1 személyzete nem rendelkezett volna szkafanderrel. Az űrhajó sikeresen végrehajtotta a tervezett manővereket, és a terveknek megfelelően az Antarktisz felett belépett a légkörbe, majd lelassulva a Szovjetunió területe felett lépett be másodjára. Csakhogy a végső csapás az volt, hogy a magasságmérő, amely túlnyomásos kabinban való működésre terveztek, idő előtt leoldotta a főernyőt, így a visszatérő kabin a földbe csapódva gyakorlatilag elpusztult. Szerencsére a roncsok közül sikerült az egyik kamera negatívjait viszonylag épségben kinyerni, így legalább propaganda-szempontból sikeres lehetett a küldetés.

 

A Zond-6 sikeres kettős fékezőmanővere

Usztyinov felteszi a kérdést, hogy mivel válaszolhatnak az Apollo-8 útjára, Misin nem tehet mást, beismeri, hogy nem tudnak megfelelő választ adni rá. Tudja, hogy az amerikaiak hatalmas rizikót vállalnak az Apollo-8-cal, mindössze két Saturn-V indítás volt elötte, az egyik sikertelen, és eddig nem volt ember nélkül teljesített Hold-megkerülésük (igaz, az Apollo űrhajó nem is rendelkezett az ehhez szükséges automatizált rendszerekkel). Mivel a holdkomp nem része a Hold felé tartó útnak, így nincs vészmegoldás arra, ha a főhajtómű meghibásodik, vagyis ha az Apollo-8 esetében következett volna be egy olyan baleset, mint amilyen később az Apollo-13 műszaki moduljában bekövetkezett, akkor az Apollo-8 személyzetének semmi esélye nem lett volna a túlélésre. Szerencsére az út ilyen szempontból eseménytelen volt, és sikeresen teljesítette a célját. A szovjeteknél viszont igazából csak a Zond-5 volt sikeresnek tekinthető, a Zond-4 és a Zond-6 sem teljesítette a kitűzött célt, márpedig az első emberes L1 út előtt legalább 3, de inkább 4 sikeres pilóta nélküli L1 utat kellene maguk mögött tudni.

 

Az Apollo-8 személyzetének talán leghíresebb felvétele, ami nem is a kép minősége miatt volt fájdalmas a szovjetek számára, hanem amiatt, mert ember készítette – vagyis végképp megelőzték őket az űrversenyben

Az Apollo-8 sikeres útja után Usztyinov tanácskozást hív össze, ahol magyarázatot követel, hogyan kerülhetett a pár éve még világelső szovjet űrprogram ilyen helyzetbe. Misin beteget jelent (Kamanyin feljegyzései szerint ez általában azt jelentette, hogy részeg volt, és viszonylag sűrűn előfordult ekkoriban már), de helyettesei felvázolják a helyzetet, ami nem túl rózsás: az UR-500K / L1 páros nem eléggé megbízható az emberes űrrepüléshez, az első N1 rakéta még mindig nem épült meg, miközben az LK holdkomp és a 7K-LOK is messze vannak attól, hogy késznek lehetne tekinteni őket. Hacsak az amerikaiakat nem sújtja valami katasztrófa, kizárt, hogy a szovjetek befogják őket. Keldis, a Tudományos Akadémia vezetője felveti, hogy az UR-500K (most már Proton név alatt is futó) rakétát fel lehetne használni arra, hogy űrszondákat küldjenek a Holdra, először csak egy kis holdport hoznának vissza a Földre, aztán távirányítású rovert (a Lunokhodot) küldhetnének oda, amelynek fejlesztésén Georgij Babakin tervezőirodája (Keldis támogatásával) megfeszítve dolgozik.

A Zond-5 által szállított teknősöket vizsgálják a mérnökök és tudósok, feltehetően beállított kép,
Misin balra látható a teknőst tartó illető mellett

A kommunikáció pedig az lenne, hogy a szovjetek nem akarják állampolgáraikat feleslegesen veszélyeztetni holmi holdkutatás miatt. Miközben megállapodás születik arról, hogy mikor induljanak a Vénusz-, Mars- és Hold-űrszondák, csak hozzávetőleges időpontokat állítanak meg 3-4 személyzettel repülő Szojuz 7K-OK és 1-2 Szojuz L1 útról. Borisz Csertok keserűen írja később, hogy amíg az új feladatoktól lelkesek és tettre készek Babakin irodájának mérnökei, ő a CKBEM-ben csupa fáradt, kiégett és demotívált embert lát maga körül.

A Zond-7 visszatérő modulja

1969. január 20-án egy újabb 7K-L1 indítás történik, de az UR-500K hibája miatt aktiválódik a mentőrendszer, és a visszatérő kapszula Mongóliában ér földet. A pártvezetés az Apollo-8 sikere után nem látja értelmét az L1 programnak, de a két, már legyártott L1 űrhajó 1969 augusztusában (Zond-7) és 1970 októberében (Zond-8) elindítják, és ezek sikeresen megkerüli a Holdat, majd biztonságosan visszatérnek a Földre. Csakhogy az emberes Hold-megkerülés ekkor már nem szerepelt a tervekben, az egyetlen elfogadható cél immár a holdraszállás maradt....

Főbb források:
Astronautix.com
Russianspaceweb.com
False Steps
b14643.de
SpaceFacts.de

A Szovjet / Orosz emberes űrprogram története VI.

A szovjet holdprogram beindul...

1964 sok szempontból volt fordulópontja a Koroljov vezette (? erről később) szovjet űrprogramnak, főleg a jövőt tekintve. 1962-63-ban a Szojuzra épülő holdprogram életre hívásán dolgozott, és hogy a hadsereg támogatását megnyerje, két katonai alváltozatot mutatott be, a Szojuz-P egy "vadászűrhajó" lett volna, amely egy külön hajtómű-fokozattal akár 6000 km magasban keringő műholdakat is meglátogathat. A célja az, hogy az amerikai műholdakat megvizsgálják, és ha szükséges, akkor fel is robbantsák. A Szojuz-R egy kéműrhajó volt, gyakorlatilag az űrhajó mellett egy külön indítással egy mini űrállomást küldtek volna fel, amelyben kamerákat helyeztek volna el, és így a személyzet a Szovjetunió számára fontos helyekről készíthetett volna felvételeket. Viszont e két programot "mellékvágánynak" tekintette, csak azért hozakodott elő vele, hogy elnyerje a hadsereg támogatását, így azokat le is adta az OKB-1 szamarai (később kujbisevi) tervezőirodáját vezető Dmitrij Iljics Kozlovnak.

 

Szergej Koroljov és Dmitrij Kozlov az 1960-as évek elején

Koroljov legnagyobb bánatára a Szojuz-P és R kapott támogatást a hadseregtől, de a Szojuz 7K / 9K / 11K űrprogramját nem támogatták, ezért menet közben "kitalálta" a 7K-OK programot, amely a Szojuz űrhajóra épít, és a Voszhod utáni Föld körüli küldetésekre használnák fel. Abban reménykedett, hogy sikerül a holdprogramjára támogatást nyerni, és a remélhetőleg addigra már kész 7K-OK űrhajókkal is leteszteli a dokkolást, az űrsétát és a holdprogramhoz szükséges többi lépést, amíg az N1 elkészül. Ehhez nem árt tudni, hogy a szovjetek bizony alábecsülték az amerikai erőfeszítéseket, a Szputnyik, Vosztok és az első Voszhod sikerek után úgy érezték, hogy az amerikaiak csak kullognak utánuk, náluk van a kezdeményezés. Ráadásul mikor meglátták az amerikaiak terveit a gigászi Saturn-V rakétáról, hatalmas (az R-7 családhoz hasonlóan oxigén / kerozin hajtóanyagú) F-1 hajtóműveivel, sok szovjet mérnök bizony csak legyintett, hogy úgyis kudarcra vannak ítélve – ha nekik nem sikerült nagyobb méretű hajtóművet gyártani ilyen üzemanyaggal, akkor az amerikaiaknak sem fog sikerülni.

 

Az LK-700 űrhajó makettje, bal oldalt a leszálló konfiguráció, a négy "landoló" hajtóművel, középen az űrhajó ajtajában álló űrhajós, jobb oldalt a Hold felszínéről visszainduló állapotban látható (a rácsos keret értelemszerűen nem tartozik hozzá)

Bármennyire is szerette volna Koroljov félreállítani Cselomejt, annak kétségen kívüli sikere volt, hogy 1964. augusztusban Hruscsov utasítást adott számára egy holdraszálló program kivitelezésre. Az LK-700 űrhajóval és az UR-700 hordozórakéta párossal már a győzelem ízét érezhette a szájában Cselomej, terve a lehető legegyenesebb volt, egyetlen indítással egy mindössze egyszemélyes űrhajót indít, amely leszáll a Holdra, ott egyetlen űrhajósa letűzi a szovjet zászlót, majd visszatér a Földre. De Hruscsov októberi bukásával az ígéretes tervnek is lőttek, ám a brezsnyevi vezetés egyáltalán nem lelkesedett a drága holdprogramért annyira, mint elődje. Koroljovnak újra meg kellett győznie a pártelitet, hogy szükséges a holdprogram és ezen erőfeszítéseinek hála 1965-ben sikerült az N1 / 7K-LOK / LK triót végre elindítania. A kaotikus helyzetben Cselomej előrehaladott UR-500K rakétáját "megmentették", de LK-1-es holdmegkerülő űrhajója helyett az OKB-1 Szojuzát kellett felhasználni, ezt L1 (később Zond) néven illették. Ez a parancs felülről jött, mégpedig azért, mert afféle "B" tervnek szánták, ha az N1 csúszik, avagy nem válik be – az UR-500K pedig a helyzethez képest előrehaladott állapotban volt, olyannyira, hogy 1965 végén már az első tesztindításokra is sor került.

 

Balra az Apollo, jobbra az L3 (7K-LOK, LK, Blokk-D) a Hold felé tartó útnak megfelelő állapotban

Az N1 / 7K-LOK / LK (más szóval L3) küldetésprofilja így nézett volna ki:

• Az N1 az összesen mintegy 70-75 tonnás komplexumot viszi fel 220 km-es Föld körüli pályára. A komplexum a 7K-LOK űrhajót, az LK holdkompot és a Blokk-G valamint Blokk-D hajtóműfokozatot tartalmazza.

• A Föld körüli parkolópályán ellenőrzik, hogy minden megfelelően működik-e, majd a Blokk-G modul elindítja a Hold irányába a komplexumot, majd leválik.

• A Holdig tartó út 3,5 napot vesz igénybe. Ha szükséges, a Blokk-D fokozat két pályapontosító manővert hajt végre ezalatt, és végül a Hold egyenlítője felett 110 km-es keringési pályára állítja azt egy fékezőmanőverrel.

• Ha továbbra is minden rendben van, a pálya alsó pontját 14 km-esre csökkentik.

• Az LK űrhajósa szkafanderben űrsétával átszáll a Szojuzból a holdkompba, és ellenőrzi azt, illetve az annak alján lévő Blokk-D fokozatot. Ha minden rendben, leválik a Szojuzról.

 

Egy számítógépes szimuláció képe arról, amikor az LK a Blokk-D-vel együtt leválik a Szojuzról

• Az LK / Blokk-D páros megközelíti a felszínt a Blokk-D hajtóművét használva, az első tervekben 4, később már inkább 2 km-es magasságba a Blokk-D leválik, és az LK egyedül (a Blokk-E elnevezésű hajtóművével) folytatja a leszálló-manővert.

• A leszálláshoz ekkor először teljesen nullára csökkentik az LK sebességét, vagyis lebegésbe megy át, utána a tolóerőt csökkentve lassan aláereszkedik, és Holdat ér. Ha szükséges, 50 másodpercnyi lebegési tartalék áll rendelkezésre, amellyel ~100 méterrel lehet a leszállási pontot arrébb helyezni.

 

Az LK holdkomp élőben

• A leszállás után legfeljebb 48 óra áll a kozmonauta rendelkezésére a Holdon. A holdsétára alkalmas űrruhában maximum 1,5 órát lehet kint tölteni, az első séta alkalmával leszúrná a szovjet zászlót, egy nagyon alapvető tudományos érzékelőt helyezne el, talajmintákat gyűjtene, fotókat készítene és rádión leírná az általa tapasztaltakat. Természetesen később lehetőség lenne több holdséta lefolytatására is.

• Az LK-ba való visszatérés után a talajmintákat hermetikusan lezárt konténerbe helyezné, és újra nyomás alá helyezné a kabint (egyes források szerint a tömegcsökkentés miatt később az LK nem lett volna túlnyomásos, tehát az űrhajósnak végig szkafanderben kellett lennie). A visszatérő manőverhez a megfelelő időben begyújtaná a Blokk-E hajtóművet, és a leszállólábakat hátrahagyva a 7K-LOK űrhajóval randevúzna és összedokkolna. Az űrhajós ezek után a talajmintákkal együtt egy űrsétát végrehajtva visszaszáll a 7K-LOK fedélzetére – az LK-t ezek után leválasztják.

• A 7K-LOK (Blokk-I) hajtóművét beindítva az űrhajó elindul a Hold körüli pályáról vissza a Föld felé, a 3,5 napos út alatt további maximum két korrekciós manővert lehet végrehajtani. Mivel a relatív sebesség 11 km/s, ezért először a légkör felső rétegeiben lefékeznék az Szojuzt, ehhez leválasztják a visszatérő modult, amely a Déli-sark felett lépne be a légkörbe, miközben 7,5 km/s sebességre lassul az űrhajó. A légköri fékezés után 5000 km-es magasságba emelkedik még, majd már a Szovjetunió területe felett újra belép a légkörbe, lelassul és végül Földet ér.

 

A Szojuz 7K-LOK, elsőre a legfeltűnőbb különbség a többi Szojuzhoz képest a napelemtáblák hiánya....

A végül kiválasztott járműtrió közül a 7K (Szojuz) család egy furcsa mutációja felelt az űrhajósok hazahozataláért, a 7K-LOK csak távolról emlékeztet a ma ismert Szojuzra, vagy korábbi társaira, noha kívülről hasonlít rájuk, némileg leegyszerűsítve ugyanúgy a műszaki - visszatérő - orbitális modul volt a felépítése. Az orbitális modul orrán a 'Kontakt' dokkolórendszer foglalt helyet, maga az orbitális modul kapott egy előre néző kupolát, amelyből a személyzet jó kilátással rendelkezett előrefelé, az LK holdkomppal való dokkoláshoz. Az orbitális modulban további kamerákat és fényképezőgépeket helyeztek el, amelyekkel a személyzet a Hold felszínéről készített volna jó minőségű felvételeket.

 

A 7K-LOK űrhajó fantáziarajza

A visszatérő modul masszívabb volt, mint a 7K-OK modulja, az L1 Hold-megkerülő űrhajó moduljához hasonlóan vastagabb hővédő pajzzsal látták el. A 7K-LOK csak két főt vitt magával, ebből egy a holdraszállásnál űrsétával szállt át az LK1 holdkompba, a másik végig a Szojuzban maradt.

 

Egy 7K-LOK űrhajó élőben, a műszaki modul külső felületét nagy méretű radiátorok uralják

A legnagyobb különbség a műszaki modult érintette. Ebben helyeztek el egy digitális vezérlő számítógépet, amely az egész út alatt irányította az űrhajót. A hajtómű szekció az R-7 család Block-I fokozatára épült, és a Koroljov által amúgy üldözött UDMH / N2O4 hajtóanyagra épült – ebből 3,1 tonnát volt képes befogadni, a Szojuz műszaki moduljában lévő hasonló hajtóművekhez csatlakozott, és lehetővé tette a Hold körüli pályáról való visszatéréshez szükséges, mintegy 1100 m/s delta-V-t igénylő manővert. Az energiaellátás terén a szovjetek "megirigyelték" a Gemini és Apollo programnál is használt üzemanyag-cellákat, amelyek folyékony oxigén és folyékony hidrogén reakciójából nyertek energiát – négy cellát építettek be, ezek a 70 kg-os modulok egyenként 1,5 kW energiát tudtak termelni 27 V feszültség mellett, mintegy 500 órán át. A táplálásukhoz 600 kg-nyi oxigén és hidrogén állt rendelkezésre, amelyeket összetett hűtőrendszer tartott folyékony állapotban. A teljes űrhajó ellátásához két cella bármilyen körülmények között elég kellett legyen, de a biztonság miatt építettek végül négyet be.

 

Egy életnagyságú, korai LK makett tesztelése folyik...

A holdkomp, vagyis az LK elég sok kihívást adott a mérnököknek. Azt hamar megállapították, hogy a tömegminimalizálás miatt csak egy ember szállhat le a Holdra, majd kiderült, hogy az első terveket is drasztikusan meg kell faragják, mivel az N1 teherbíró képessége erős korlátozó tényező lesz. Ennek következménye lett, hogy a pályamódosító manőverre használt Blokk-D-t vették használatba a leszálláshoz, illetve a végén a leszállólábak gyakorlatilag indítóállványként szolgál, és ugyanazt a (Blokk-E) hajtóművet fogják használni leszálláshoz, mint felszálláshoz. Itt is megmutatkozott az, hogy Koroljov azon igyekezete, mely szerint minden fejlesztést az OKB-1 berkein belül szeretett volna megoldani, visszafelé sült el – túl sok volt a feladat és túl kevés az irodán belüli erőforrás. Így az LK végleges tervezését és egyes részelemek, például a Blokk-E építését Jangel OKB-586-os irodája kapta meg.

 

A végső, megépült LK holdkomp, a felénk néző kék bevonatú rész az ajtó, amelyen keresztül az űrhajós ki- és beszállhatott, akár a világűrben, akár a Holdon, balra látható az űrhajó homorú "eleje"

Csakhogy Jangel irodájában a fiatal, űrhajóépítésben újonc mérnökök az első terveket iszonyatos optimizmussal vetették papírra, például a leszállás előtti fékező manőver delta-V igényét 30-40 m/s-ban állapították meg – a reális ennek közel tízszerese. Az efféle hibáknak köszönhetően az első tervekben még mindössze két tonnát nyomott a holdkomp (a végleges 5,5 tonnát nyomott, egyetlen űrhajóssal a fedélzetén), és amikor ráébredtek, mennyire tévúton járnak, keserűen szembesültek vele, hogy nem kettő, de inkább 10 tonna körüli lenne a két űrhajóssal leszállni képes LK űrhajó. Jangel igyekezett motiválni mérnökeit, például 50-60 rubeles prémiumot kaptak a mérnökök minden egyes megspórolt kilogrammért - ezeknek volt köszönhető például az űrrandevú optimalizált pályája, ami önmagában 500 kg-al alacsonyabb tömeget jelentett.

Az űrhajós köré épített kabin egy sor érdekes megoldást hozott, az amerikai LM modulhoz hasonlóan a szovjet mérnökök is fontosnak tartották, hogy az álló űrhajósnak jó kilátása legyen lefelé, emiatt az LK "elején" egy homorú, félgömbszerű kialakítást terveztek, felső részén a kitekintő ablakkal. Az űrhajósnak amúgy félautomata módban kellett (volna) a leszállást irányítani, a szovjetek a program egy adott időszakában ugyanis egy okos megoldást találtak ki a tökéletes leszállóhely megtalálásához – a későbbi Lunohod roverrel derítenék fel a területet, és ha megtalálták a kellően sík, és szikláktól mentes területet, a Lunohod saját rádió-jeladóját működésbe hozva afféle "világítótorony" lenne a holdkomp számára. A holdsétához új űrruhát is kifejlesztettek, amely egy integrált hátizsákban tárolta a létfenntartó rendszert – ez lett a Krecset. Az LK annyira érzékeny volt a súlypontváltozásokra, hogy az űrhajóst az űrruhájában egy speciális rögzítőrendszer tartotta volna végig egy helyben.

 

A Kontakt dokkolórendszer működési elve

A 7K-LOK és az LK dokkolása megint egy külön vargabetű volt – döntés született, hogy az LK "passzív" szereplője lesz a dokkolásnak, és a 7K-LOK (vagyis a Szojuz) fogja a dokkolási manővert végrehajtani. A dokkoláshoz nem a 7K-OK által megálmodott rendszert használták (azt teljesen külön fejlesztették, hála a tervezőirodák közötti rivalizálásának), hanem egy "sajátot". Ennél az LK tetején egy tányérszerű elemet helyeztek el, amelyben 108 darab hatszögletű nyílás volt, ezek közül valamelyikbe kellett a Szojuz orrán lévő 'Kontakt' dokkoló rúdjának beleakadnia, és így rögzíteni az LK-t addig, amíg az LK űrhajósa átszáll a Szojuzba.

A Krecset űrruha – kifejlesztése nem veszett kárba, később űrsétákhoz használták fel

Az LK születését megnehezítette a tervezőirodák rivalizálása is – amikor Jangel irodája bemutatta végleges terveket, Koroljov / Misin irodájának mérnökei nem fogadták el, miután 12 kg-mal eltérő tömeget számoltak. Hosszas viták után kiderült, hogy a túlnyomást biztosító gáz tömegét máshogy számolták a két irodában... Mivel a szovjet hadsereg is betekintést akart (lévén az indítóállásokat ők üzemeltették), a terveket a légierő mérnökeinek is megmutatták, akik elhűltek attól, hogy például a különféle csővezetékek és kábelek mindenféle borítás nélkül futottak a jármű külsején, vagy hogy a kabin aszimmetrikus kialakítással lett megalkotva – a tervezőmérnököknek kellett felvilágosítani őket arról, hogy a vákuumban működő űrhajó esetében az aerodinamikai törvényekre nem szükséges odafigyelni.

Az egyik legkritikusabb elem viszont a hordozórakéta, az N1 volt....

Az N1 születése

Az 1950-es évek végétől a szovjet mérnökök álmodozni kezdtek egy nagy méretű hordozórakétáról, amely jelentős méretű terhet képes Föld körüli pályára állítani, vagy akár más égitestek felé elindítani. A megcélzott feladatok között volt űrállomás építése, emberes Hold-, Vénusz- és Mars-utazás (csak pályára állás, nem pedig leszállás) és különféle katonai valamint tudományos műholdat pályára állítása.

 

A TMK (~Nehéz Bolygóközi Űrhajó) fantázirajza, ez a 75 tonnás, kvázi "mobil űrbázis" volt Koroljov korai terve a Mars és Vénusz űrrepülésekre, az időszaktól függően 2-3 éves utazást képzeltek el 3 űrhajóssal

Koroljov OKB-1-es tervezőirodája egy ideig még nukleáris meghajtású rakétákkal is kacérkodott, amelyeknél a hajtómű-reaktor magján átáramoltatott hajtóanyag (hidrogén, metán vagy ammónia) jelentősen felhevülve és nagy sebességgel kiáramolva adott volna tolóerőt. Menet közben azonban a hagyományos rakétahajtóművek fejlődése lehetőséget nyújtott ahhoz, hogy a veszélyes és sok rizikót jelentő nukleáris meghajtást félretegyék (legalábbis ilyen célú felhasználás területén). Az N1-től azt várták, hogy 2000 tonnás indulótömeg mellett először 50, majd 75 tonnás hasznos terhet tudjon Föld körüli pályára juttatni. A tervezés 1960-as évekbeli, első szakaszában még a kerozin / oxigén mellett az UDMH / N2O4 és az UDMH / salétrom hajtóanyag-párosokat is megvizsgálták, Glusko pedig keményen lobbizott Koroljovnál, hogy a hidrazin-alapú hajtóanyag mellett döntsenek – Koroljov azonban elutasította ezt, és a kerozin mellett maradt.

 

Koroljov és Misin N1-L3 holdrakétája, Cselomej meg nem valósult UR-700 / LK-700-asa
és végül a megvalósult Proton (UR-500K) / L1 holdmegkerülő rakéta mellett

A vita hajtóanyagokról és a hajtóművekről jelentős tényező volt a szovjet irodák közötti versengésben, és Koroljov súlyosan neheztelt Gluskóra amiatt, hogy nem volt hajlandó kéréseinek megfelelő hajtóműveket fejleszteni. Nem tudni, hogy pontosan az ellentétek között mekkora súllyal nyomott a latban az, hogy Koroljov (legalábbis egy időben) úgy vélte, hogy Glusko juttatta a gulágra, vagy az, hogy egy ideig Glusko volt kettejük közül a vezető, ami után megfordultak némileg a szerepek, de a végeredmény jól látható volt. Koroljov nagy méretű LOX / kerozin hajtóműveket kért, ezt Glusko nem tudta megoldani az RD-105-ösöknél (nem tudta megfelelően stabilizálni az égést), így végül négy kisebb égéstérre bontott RD-107 / 108 hajtóműveket tett le eléje. A nagy égéstérben az instabil reakció okozta problémák az amerikaiakat is kísértették, ám ők végül a gigászi F-1 hajtóművet sikerrel valósították meg – a hajtóműhöz hasonlóan brutális méretű pénzköltés árán...

Az F-1 hajtóművet bemutató videó, érdekesség benne az a tesztfelvétel, amikor mind az öt hajtóművet egyszerre beindították – hasonlóra az N1 első fokozatának esetében nem került sor...

Glusko nem foglalkozott az R-7 vernier (kormányzó) hajtóművekkel és a harmadik fokozatba szánt hajtóművekkel, amelyeket így később Koroljov a saját irodáján belül oldott meg. Utóbbi (S1.5400 jelölésű) hajtóműnél ráadásul az OKB-1 mérnökei zárt ciklusú hajtóművet valósítottak meg (ez esetben az üzemanyagot továbbító turbópumpa égéstermékeit bevezetik az égéstérbe, így ez is tolóerőt termel), amelyet Glusko határozott elutasított, mondván már így is túl nagy az égéstéri nyomás és hőmérséklet, plusz égésterméket vezetni oda csak további nehézségekhez vezetne. Koroljov tehát Kuznyecovhoz fordult, akivel jó kapcsolatokat ápolt. Kuznyecov német mérnökök segítségével létrehozott gázturbinás-légcsavaros hajtóműveivel (amelyek a mai napig repülnek például a Tu-95 stratégiai bombázógépeken) szerzett elismerést, és irodája Szamara városában volt megtalálható, ahol az R-7-esek építése is folyt.

 

Nyikolaj Kuznyecov pózol egy NK-15 hajtóművel

A Kuznyecov által ígért NK-15 hajtóművekre épített N1 rakétára 1962-ben kapott zöld utat Koroljov, mégpedig azért, mert Hruscsovnak megígért egy 75 tonnás űrállomást, nukleáris csapásmérő fegyverekkel – az N1 első indítását pedig 1965-re (!) tervezték. Apró porszem a gépezetben, hogy miközben a rakétára megkapta az engedélyt, a hadsereg nem állt be az űrállomás fejlesztése mögé, és hamar kiderült, hogy a rakétaprogramra kapott támogatás is az előirányzott alatt maradt (Koroljov írt egy levelet Brezsnyevnek 1964-ben, amelyben méltatlankodik, hogy az indítóállásra ígért 11 millió rubelből csak 7 millió érkezett meg), ehhez köthető, hogy az indítóállások építését ugyan 1963-ra jóváhagyták, ám az építést csak 1964-ben kezdték el. Eközben a holdprogram megint előkerült, még ha csak hosszas unszolásra is, viszont ugye Hruscsov nem Koroljov, hanem Cselomej űrhajóját és rakétáját támogatta.

 

A N1-L3 felépítése és főbb elemei, a Blokk-A az első fokozat, a Blokk-B a második fokozat, a Blokk-V a harmadik fokozatot jelöli

Az OKB-1 az N1 mellé ekkor már az L3 komplexum (7K-LOK űrhajó, LK holdkomp és a Blokk-D fokozat) fejlesztését szánta arra célra, hogy az Apollo programmal felvegyék a versenyt – csakhogy az N1 fejlesztése (két évvel a hivatalos életre hívása után) még gyerekcipőben járt, az irányítórendszerén például még el se kezdték dolgozni. Hogy Cselomej tervével felvegyék a versenyt, az L3 komplexumot elég nagyra kellett építeni ahhoz, hogy egy indítással elérhető legyen a Hold – ehhez viszont a rakéta teherbírását 75 tonnásról 95 tonnásra kellett volna növelni. Az N1 ekkoriban három fokozatúnak készült, a kúpos kialakítású testnél a fokozatok között rácsos rögzítő elemeket használtak, és mivel az amerikai F1-hez hasonló óriási hajtóműre esély sem volt, ezért 24 db NK-15 volt az első, 8 db NK-15V a második, és négy darab kisebb NK-19 a harmadik fokozatban. Hogy a 95 tonnás teherbírást elérjék, az első fokozatban 24-ről 30-ra kellett növelni a hajtóművek számát...

 

Az egyik N1 indítóállás már készen

1965-ben végre Koroljov le tudta gyűrni Cselomejt, és az N1 fejlesztése gőzerővel beindult az első rakétaelemek legyártásával. 1966-ban viszont Koroljov meghalt, és rövid úton megjelent Cselomej és Jangel, hogy a saját UR-700 és R-56 rakétájukat ajánlják az N1 helyére. Ha nehezen is, de végül a pártvezetés Misinnek adott lehetőséget, hogy a már beindult N1 / L3 programot tovább vigye. Ekkor az volt a terv, hogy az első N1-es 1968 márciusában elindulhat, és 1968 végére a szovjet holdraszállás megtörténhet. 1967-re azonban látszani kezdett, hogy az LK és a 7K-LOK fejlesztése tovább csúszik, és noha az UR-500K-val indítani szándékozott L1 űrhajó is késedelmet szenvedett, egyre látványosabban világossá vált, hogy az amerikaiakat nehéz lesz megelőzni...

Ekkor kapott az orosz űrprogram egy csúnya gyomorlövést....

Főbb források:
Astronautix.com
Russianspaceweb.com
False Steps
b14643.de
SpaceFacts.de