Radziecka precyzja, program Sojuz i problemy paliwowe – Wyścig kosmiczny cz. 11

Czas czytania w minutach: 6

Ostatnio – a chwila już minęła – pisałem w tym cyklu o lotach załogowych programu Apollo. Doszliśmy do tego, jak wyglądała próba generalna przed pamiętnym lotem Armstronga, Aldrina i Collinsa – Apollo 10. Rosjan z kolei zostawiliśmy po katastrofie misji Sojuz 1. Ale pomimo tego wciąż ambitnie próbowali prześcignąć Amerykanów przy pomocy swojego najnowszego dzieła – rakiety nośnej N1…

Kolejna misja programu Sojuz

Zacznijmy jednak od programu Sojuz. Wbrew temu, co zwiastował tragiczny początek, okazały się one całkiem udanym dziełem sowieckiej inżynierii. Owszem, wymagały wielu poprawek. A przede wszystkim – solidnych testów. Dlatego też do kolejnej misji programu Sojuz minęło około półtora roku. Przez ten czas udało się jednak poprawić wiele usterek i niedoróbek… Co jeszcze raz pokazuje, że za katastrofą misji Sojuz 1 stał głównie nacisk polityków na przyspieszenie startu. Czegóż się nie robi, żeby wysłać człowieka w lot dookoła Księżyca z okazji 50 rocznicy Rewolucji Październikowej.

Ostatecznie jednak stało się jasne, że z tego planu to i tak nic nie wyjdzie, i “czynniki polityczne” odpuściły. Dały tym samym czas na doprowadzenie kapsuły do stanu nadającego się do użytku. Dzięki temu dopiero okazało się, jak jest użyteczna. Misja Sojuz 2 była bezzałogowa. Kapsuła miała służyć za cel do kosmicznego spotkania, a następnie dokowania¹ dla lecącej tuż po niej misji Sojuz 3. Ta z kolei była pierwszą udaną misją załogową. “Udaną” w sensie takim, że załogant wrócił na Ziemię cało i zdrowo. Nie udało się jednak w pełni zrealizować celu misji. Wprawdzie siedzącemu za sterami Gieorgijowi Bieriegowojowi udało sie zbliżyć do drugiej kapsuły, będącej celem, ale dokowanie się nie powiodło. Zaczęło się od zwykłego błędu – nie zorientował się on, że cel jest ustawiony do niego nie portem dokującym, ale tyłem. Z próbę poprawienia podejścia zużył dużo paliwa, i w końcu podjęto decyzję o przerwaniu prób. Kapsuła Sojuz 2 wróciła na Ziemię zgodnie z oryginalnym planem, a Bieriegowoj spędził następne dwie doby, obserwując Ziemię z orbity.

Sojuz wiecznie żywy

Za tym częściowym sukcesem szły kolejne, bardziej udane misje. Sojuz 4 i 5 również poleciały w kosmos równolegle. Tu celem również było dokowanie – to się powiodło, będąc jednocześnie pierwszym w historii dokowaniem dwóch załogowych statków kosmicznych. Co więcej, misje te były też pierwszym w historii transferem załogi w kosmosie. Co ciekawe, choć statki były połączone portami dokującymi, to transfer odbył się… poprzez spacer kosmiczny. Dlaczego? Ponieważ tunel, który miał połączyć oba statki po zadokowaniu, a tym samym umożliwić przejście z jednego do drugiego bez wystawiania się na działanie kosmicznej próżni, nie był jeszcze gotowy. Dlatego też dwójka astronautów z załogi Sojuz 5 musiała przywdziać skafandry, wyjść na zewnątrz i taką drogą przejść do kapsuły Sojuz 4. Tak więc te dwie misje zakończyły się pełnym sukcesem. Kolejne starty statków serii Sojuz podniosły poprzeczkę. Na orbicie miały się spotkać trzy jednostki: dokujące Sojuz 7 i 8, oraz Sojuz 6, którego załoga miała nakręcić wysokiej jakości film z tego wydarzenia. Ale po pierwsze, celu misji się nie udało zrealizować. Po drugie – misje odbywały się już po pamiętnym lądowaniu Amerykanów na Księżycu.

mężczyzna w mundurze trzymający w rękach miniatury statków — *_{Wladimir Szatalow pokazuje dokowanie Sojuzów 4 i 5 / Domena Publiczna}*

Warto wspomnieć, że kapsuły Sojuz przeżyły nie tylko radziecki program kosmiczny i wyścig na Księżyc – przeżyły wręcz cały Związek Radziecki. Owszem, były wielokrotnie unowocześniane, ale latają do dziś. W momencie, gdy piszę te słowa, a prawdopodobnie również w momencie, gdy je czytacie, na niskiej orbicie Ziemi krąży Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Do niej zaś przez cały czas zadokowana jest kapsuł Sojuz, mająca służyć za pojazd ratunkowy na wypadek konieczności ewakuacji astronautów ze stacji. O dziwo, choć pierwszy lot zakończył się katastrofą, a w czasie misji Sojuz 11 zginęło kolejnych trzech kosmonautów², to właśnie kapsuły Sojuz są uznawane za najpewniejsze, najbezpieczniejsze statki kosmiczne. Podobnie z resztą rakiety Sojuz mogą się poszczycić wyjątkowym bezpieczeństwem – choć te ostatnie dały radę już prześcignąć dzieła firmy SpaceX Elona Muska³.

Ostatnie dziecko Korolowa

Jednak rakiety Sojuz nie miały wystarczającej energii, żeby wypchnąć kapsułę na orbitę Księżyca. Nie miały też energii nawet na to, żeby w ogóle pojazd Sputnik w zawitał okolicę Księżyca. Do tego potrzebna była zdecydowanie większa i silniejsza rakieta. Rakietą tą miało być ostatnie dziecko Siergieja Korolowa – N1. Problem polegał na tym, że to dziecko rodziło się w wielkich bólach. Dlaczego? Ponieważ Korolow pokłócił się z projektantem silników, Walentinem Głuszko. Był on rzeczywiście świetnym i bardzo doświadczonym konstruktorem. Problem polegał na tym, że jego ulubionym paliwem była mieszanina hipergolowa⁴

*^{Siergiej Korolow na radzieckim znaczku pocztowym z 1969 roku / Domena Publiczna}*

Korolow nie chciał się na to zgodzić. Argumentował – nie bez racji – że jest to niebezpieczne. W końcu miała to być największa radziecka rakieta, a jej pierwszy człon miał być w ogóle najpotężniejszym pierwszym członem rakiety nośnej odpalonym kiedykolwiek. Ten rekord nie został pobity przez wiele lat. Pomijając już fakt samego zagrożenia związanego z przechowywaniem ogromnych ilości składników mieszaniny hipergolowej w rakiecie, spaliny z tego paliwa również są wysoce toksyczne. Był to jeszcze jeden argument, żeby unikać stosowania go w lotach załogowych. Rakieta N1 ma lecieć na kerozynie i ciekłym tlenie, i koniec dyskusji.

Problemy paliwowe

Od strony merytorycznej ani jednej, ani drugiej stronie nie sposób odmówić argumentów. Silniki bazujące na mieszaninie hipergolowej miały zdecydowanie prostszą konstrukcję. Z kolei Amerykanie programem Gemini pokazali, że można takich mieszanin używać w rakietach nośnych wysyłających w kosmos kapsuły załogowe. Z drugiej strony, choć silniki wykorzystujące kerozynę i ciekły tlen mogły dawać wyższy impuls specyficzny⁴Czyli być dużo bardziej efektywne, a do tego ich spaliny były znacznie mniej szkodliwe dla zdrowia, to jednak miały swoją rzeszę problemów. Najistotniejszym z nich był potencjał niestabilnego spalania, przyczyniający się do szeregu dalszych kłopotów. Jak wielki to był problem? Cóż, w czasie, gdy Głuszko z Korolowem dyskutowali, Amerykanie już od pięciu lat pracowali nad silnikiem F1 mającym napędzać rakiety Saturn, i wciąż tego problemu rozwiązać im się nie udało.

Nie zmienia to wszystko faktu, że gdyby spór dotyczył tylko kwestii stricte technicznych czy naukowych panowie prawdopodobnie doszliby do porozumienia. Ale na ich stosunkach cieniem kładło się również przekonanie Korolowa, że to donos Głuszki zaowocował jego zsyłką do gułagu. I koniec końców rozstali się – bez zgody i bez pokoju. A co najważniejsze – bez współpracy przy rakiecie N1. A kto wie, gdyby do tej współpracy doszło, być może historia potoczyłaby się inaczej.

Kolejne eksperymenty

Korolow do swojej rakiety musiał jednak znaleźć innego konstruktora silników. Został nim Nikołaj Kuzniecow. Miał on doświadczenie w silnikach odrzutowych, ale z silnikami rakietowymi zbyt wiele nie pracował. Owszem, zaprojektował silniki bazujące na kerozynie i ciekłym tlenie. Sęk w tym,że były one dość małe… Wiec trzeba było wykorzystać ich jednocześnie więcej. Ile? W pierwszym członie – 30. Tak, trzydzieści silników napędzanych paliwem, dla którego niełatwe było uzyskanie równomiernego spalania. Trzydzieści silników, których ciąg trzeba było precyzyjnie kontrolować, żeby rakieta leciała tam, gdzie powinna – i żeby w ogóle leciała, a nie rozpadła się przy starcie.

I mniej-więcej na tym etapie Korolow zmarł. Rutynowa operacja związana z wykryciem u niego nowotworu okazał sie zbyt obciążająca dla nadwyrężonego gułagiem serca. Jego zastępca i następca, Wasilij Miszyn, nie podołał zadaniu. Miał mniejsze “plecy” u polityków, więc tym bardziej nie walczył o zapewnienie czasu i sprzętu niezbędnego do prób naziemnych nowych technologii. Podobnie jak Korolow parł do szybkich lotów próbnych. Katastrofa Sojuza 1 przyczyniła się do rozwinięcia u niego choroby alkoholowej.

Radziecka precyzja

To wszystko, połączone ze słynna radziecką jakością i precyzją, przyczyniło sie do tego, że ani jeden start rakiety N1 nie zakończył się sukcesem. Przy pierwszym już po kilku sekundach zgasł jeden z silników, co wywołało automatyczne wyłączenie silnika przeciwległego żeby zachować symetryczny ciąg. Chwilę później kolejny silnik wpadł w oscylacje, uszkadzając niektóre elementy rakiety – w tym rury, którymi płynęło paliwo. To doprowadziło do pożaru. Koniec końców, 68 sekund po starcie komputer wyłączył wszystkie silniki i odciął możliwość zdalnego sterowania pracą rakiety z Ziemi. Dwie minuty później uderzyła ona o grunt.

Drugi start? Jeszcze gorzej. Eksplozja jednej z pomp turbo doprowadziła do sekwencyjnego uszkodzenia i wyłączenia kolejnych silników. To doprowadziło do pożaru, a następnie wyłączenia niemal wszystkich silników w piętnaście sekund po starcie. To z kolei oznaczało upadek rakiety na płytę startową i zniszczenie całego kompleksu. A miało to miejsce trzeciego lipca 1969 – kilka dni przed lądowaniem Amerykanów na Ksieżycu… Czyli wydarzeniu, o którym przeczytacie w następnej części cyklu. Na zakończenie tylko wspomnę, że kolejne dwie próby startu N1 też zakończyły się nieplanowanym spektaklem typu światło i dźwięk, a start piąty został odwołany, program zaś – uśmiercony.

Źródła:

Zainteresowało Cię to, co czytasz? Chcesz wiedzieć więcej? Śledź nas na Facebooku, i – pozwól, że wyjaśnię!