Luny Korabl: kraj projekta LK - zadnji, peti dio

Ponedjeljak, 21. kolovoza 2006. u 07:32 sati

Kraj LK

Razmatrana je i misija s dva člana posade i idejom izgradnje mjesečeve baze Zvezda DLB nakon prvih letova. Međutim, mjesta u kabini je toliko bilo malo da bi za mjesto odmora morali izabrati zid u kabini gdje bi se smjestila dva kozmonauta u odijelima. Izvorni planovi su obuhvatili samo jednog člana posade, sa motorima dizajniranim za podizanje jednog kozmonauta s 5500 kilograma teškog Luny Korabla. Korolevljev biro je za tu svrhu dizajnirao veći mjesečev modul s projektom kopiranim od amerikanaca koji se odnosio na polijetanje s Mjeseca. Silni porast troškova i odluka da je čitav sustav nepraktičan doveo je do toga da se od tog plana odustalo. Yangel je ubrzo umro nakon okončanja letova T2K. Luny Korabl moduli su smješteni u MAI muzej u Moskvi (model koji je prikazan na Eurodisneylandu 1997. godine), zatim u MAI muzeju u Orevu, Sankt Petersburg, u tvornici Energija u Korolevu, sjeverno od Moskve i u KB-u Yuzhnoye u Ukrajini.

Opis LK

Na kraju razvoja, Luny Korabl je imao masu od 5560 kilograma, s blokom E 2950 kilograma. Masa prilikom uzlijetanja sa Mjeseca je trebala biti 3800 kilograma. Sveukupna visina je iznosila 5,2 metara. Kao što je to s većinom letjelica, Luny Korabl bi se morao sagledati sa stanovišta oba sustava; sistemskog i modulskog.

LK MODULI

LPU je predstavljao "stajni trap" odnosno noge letjelice. Mogao je izdržati nagib od 30 stupnjeva s tim da mu centar gravitacije bude 2,5 metara iznad površine. Imao je solidne motore koji su se palili prilikom silaska na Mjesečevu površinu. Na LPU je bila instalirana oprema koja više nije trebala za uzlijetanje, visinomjer slijetanja, parabolična antena, kemijske baterije i tri vodena tanka za sustav hlađenja (četvrti je kasnije dodan radi ravnoteže).


Pogled na blok E. Rešetkasto "gnijezdo", konstrukcija s nogama trebala je ostati na površini Mjeseca nakon
što je LK uzletio. Spremnici kisika i vode su smješteni oko LPU kako bi se zadržao centar gravitacije
na potisnoj osi - © Photo by: Gary Kitmacher

Video kamera je montirana izvana, kako bi prikazala površinu. Na kraju je izračunato da bi ukupna masa iznosila 1440 kilograma, (5560 kilograma Luny Korabl masa – 280 kilograma opreme potrebne za slijetanje – 40 kilograma orijentacijski sustav za slijetanje – i s masom od 3800 kilograma za vrijeme uzlijetanja s Mjeseca.

BLOK E

Blok E slijedio je oblik prirodnog strujanja zračnih masa što mu je omogućilo da mu plinovi odbijeni sa Mjesečeve površine ne smetaju prilikom spuštanja. Bio je opremljen vratima koja su se zatvarala u trenutku gašenja motora kako podignute čestice mjesečeve površine ne bi naškodile Luny Korablu. Masa mu je bila 2950 kilograma. Nije se mogla postići idealna masa praznog bloka od 510 kilograma, obzirom da je prilikom razvoja masa narasla za 10%, tako da je sveukupna masa trebala biti 550 kilograma. To je omogućilo ukrcavanje goriva mase 2400 kilograma (zapremina u 2 tanka veličine 1,2 kubna metra iznosila je 2600 kilograma). Mislilo se da će se iskoristiti 280 kilograma goriva prilikom slijetanja, a da će za uzlijetanje ostati 2100 kilograma. Motori su bili u stanju sagorjeti do 2900 kilograma goriva što je evidentno predstavljalo 10% povećanje iznad kapaciteta rezervoara.


Pogled na blok E desno od ljestava. Plava antena je dio opreme radara za slijetanje
Credit: © Mark Wade

Blok E je bio opremljen ogromnim motorima RD-858 i RD 859. Nakon odvajanja od bloka D, ili uzlijetanja sa Mjesečeve površine, oba motora bi se upalila. Ako bi automatski sustav na Luny Korablu ocijenio da je prvi motor u dobrom stanju, drugi bi se ugasio. Ako je automatski sustav ocijenio da motor nije u dobrom stanju, motor bi se ugasio, a Luny Korabl bi zahvaljujući automatskom sustavu uzlijetanja, poletio prema LOK-u  u orbiti. Motori su dizajnirani sa maksimalnom pouzdanošću sa što manje dijelova. Primarni motor je morao biti takav da omogućuje naizmjenični potisak, optimum za uzlijetanje je bilo 2000 kgf, a za lebdjenje je trebalo prilikom slijetanja oko 850 kgf. Motori su morali biti osposobljeni za dva režima rada; maksimalni potisak i nisku razinu gasa odnosno potiska.

MJESEČEVA KABINA

Sveukupna masa mjesečeve kabine i integriranog orijentacijskog sustava je bila oko 1130 kilograma prilikom uzlijetanja s mjesečeve površine, ili do oko 1200 kilograma (3800 kilograma je bila masa Luny Korabla pri uzlijetanju sa 2670 kilograma s blokom E). Unutrašnjost kabine je stavljena na 0,74 atmosfere. Kabina se mogla stlačiti upravljanjem od strane kozmonauta ali i sa Zemlje ako je to bilo potrebno. Specijalna ovalna vrata su omogućavala izlaženje kozmonauta u svemirskom odijelu. Kabina se sastojala od velikog prozora za slijetanje, manjeg prozorčića za operacije spajanja s LOK orbiterom, važnijih kontrola s desne strane i manje važnih (radio, itd.) s lijeve strane.


Mjesečeva kabina izvana - © Photo by: Gary Kitmacher

Dodatna oprema je bila u stanju izvesti spajanje i spuštanje na potpuno automatski način. Ovo je bilo potrebno ukoliko bi se kozmonaut ozlijedio ili u slučaju spašavanja kozmonauta koji je zaglavio na površini Mjeseca. Ovome je uvelike doprinijela kamera smještena na glavi kozmonauta, a time je omogućena kontrola sa Zemlje uz pomoć daljinskog navođenja. Veliki otvor je koristio za pogled na površinu prilikom slijetanja na Mjesec. Dvije ručice za ručnu kontrolu bile su smještene bočno od prozora, a omogućavale su orijentaciju i proporcionalnu kontrolu horizontalne brzine. Automatskim navođenjem  letjelica je slijetala na površinu, međutim, u slučaju potrebe, pilot je mogao koristiti ručne kontrole za promjenu mjesta slijetanja ako bi to bilo potrebno. Dakle postojao je sustav PSU (automatskog navođenja) koji se mogao prebaciti na sustav RSU koji je predstavljao potpuno ručno upravljanje i slijetanje. Malo okno je služilo za spajanje sa LOK-om. 


Dio opreme za navigaciju - Credit: © Mark Wade

Bio je opremljen uređajem za pogled pod kutom nazvanim Vzor. Taj optički instrument je omogućavao kozmonautu da locira LOK, odredi njegovu udaljenost i uoči potreban kut za manevar spajanja. Vanjsko tijelo kabine koristilo je za pričvršćivanje antene, spremnika s kisikom, termoregulacijskog sustava i ostale opreme. Luny Korabl kabina je bila opremljena sa ski rampom, oblikovanim okvirom koji je nosio sve L3 komponente (LOK-om na vrhu, Luny Korablom i blokom D) tijekom lansiranja i manevara, da bi se Luny Korabl i blok D odvojili radi slijetanja na površinu Mjeseca. Oprema u obliku modula, izgleda diska smještenog na pozadini kabine; sustav je evoluirao od nekoliko višestrukih jedinica, smanjujući masu cijelog tog modula s opremom. Sastojao se od:

Sustava za navođenje
Radio tehnike
Sustava za opremu smještenog na letjelici
Automatskog električnog distribucijskog sustava
Termoregulacijskog sustava i sustava ventila  
Jedinice za električnu distribuciju
Sustava za spajanje
Kontrolnog sustava


Kabina je pretrpana sustavom za učvršćivanje pilota, cijevima i opremom. Jasno je zašto smještaj
više od jednog kozmonauta u tom prostoru nije bio moguć - Credit: © Mark Wade

Ukoliko taj sustav opreme ne bi bio stlačen, bio je dizajniran da nastavi operacije u limitiranom periodu. Međutim, u tom slučaju operacije su bile usmjerene na trenutno spajanje sa LOK-om. Izvan kabine su bili montirani senzori za navođenje. Postojala su dva tipa; sunčano-zvjezdani i zvjezdani. Zahtijevali su izričitu preciznost u trenutku poravnanja žiroskopske platforme. Razlike odnosno greške u minuti bi mogle uzrokovati da senzori na platformi postave Luny Korabl u orbitu tako da se ne može spojiti sa LOK-om.

INTEGRALNI ORIJENTACIJSKI SUSTAV

Bio je montiran na vrhu kabine. Potisnici su se sastojali iz dva nezavisna sustava. 2x40 kgf omogućila su podizanje, 2x40 kilograma goriva penjanje i 4x10 kilograma goriva letenje te je predstavljalo masu od 100 kilograma goriva smještenog u dva rezervoara. Potisnici su bili stlačeni uz pomoć unutarnje čelične dijafragme na 10 atmosfera plinovitog helija. Maksimalna operacija potiska bila je 10 sekundi, a najmanja moguća operacija 9 milisekundi. Na vrhu integralnog orijentacijskog sustava bili su smješteni radijatori termoregulacijskog sustava i heksagonalna rešetka za spajanje kontaktnog sustava.


Intergralni orijentacijski sustav na vrhu kabine - © Photo by: Gary Kitmacher

LUNY KORABL SUSTAVI

U terminima kako su se razvijali donosimo prikaz sustava koji su se koristili na Luny Korablu:

• Automatsko navođenje. Sustav za navođenje razvijen je od Pilyuginovog biroa koji je imao iskustva u lansiranju raketa sa zemlje i navođenih sa zemlje. Projektirao je SAU sustav (sustav automatskog navođenja) koji je kontrolirao letjelicu u fazama (spuštanje, horizontalno lebdjenje, uzlijetanje, pristajanje). Sastojao se od BTsVM računala koje je primalo podatke od senzora i potom ih slalo Luny Korablovim sustavima. Najvažniji izvor podataka je bila troosna žiroskopska platforma za orijentaciju letjelice, radar za slijetanje s visinomjerom i brzinomjerom, jedinice za slijetanje koja je odašiljala zraku, radio tehničke jedinice za mjerenje podataka. Sustav je sadržavao i PSU automatski sustav za horizontalne manevre i kontrolu Luny Korablove brzine pri pristajanju i RSU ručni sustav za upravljanje kontrolama za slijetanje. Pilot je tijekom slijetanja mogao vidjeti površinu Mjeseca te promijeniti mjesto slijetanja. Podatke o orijentaciji LK je dobivao od žiroskopske platforme.

• Sustav za meko slijetanje. Radar je bio smješten u sfernom okruženju pod tlakom u specifičnoj formi smještanja radara odmah do kabinskih ljestvi

• Sustav za spuštanje.

• Sustav za pristajanje. "Kontaktni" sustav je morao biti prema uputama minimalno težak, operativan ručno, ne pretjerano točan. Luny Korabl je bio pasivni dio, opremljen s heksagonalnom ovojnicom, 1,8 metara u promjeru. Spajanje se moglo kontrolirati automatski sa SAU sustavom ili PSU poluautomatskim sustavom, koji je koristio unos podataka od strane pilota, a koje je pilot dobivao gledajući kroz mali prozorčić letjelice.

• Električna mreža. Električni sustav je bio smješten u stlačenoj kapsuli u pozadini Luny Korablove kabine. Sustav se sastojao od dva prstena: vanjskog, koji je služio za operacije Luny Korabl modula i unutarnjeg, koji se sastojao od kemijskih baterija za opskrbu letjelice. Luny Korabl je bio opremljen s ukupno 5 baterija, tri smještene na LPU, a dvije u kapsuli sa opremom. Baterije su bile tako konstruirane da su bile dovoljne za rad od 3 mjeseca.

• Sustav kontrole u letjelici.

• Sustav kablova.

• Računalo. BTsVM računalo je bilo u stanju izvesti 20000 operacija u sekundi i ručnih unosa na tri različita kanalna procesa

• Sustav antena.

• Radio sustav za komunikacije sa Zemljom se sastojao od dvije parabolične antene promjera 1 metra, što je omogućilo prijenos podataka i televizijskog signala. Pored navedenog, postojale su još dvije spiralne antene za komunikaciju između Zemlje i orbitera (LOK).

• Televizijske kamere. Televizijske kamere su omogućile pogled na Mjesec i kontrolu letjelice sa Zemlje.

• Telemetrija.

• Svemirsko odijelo nazvano Krechet. Omogućavalo je autonomnost kozmonautu u maksimalnom vremenu od 10 sati.

• Dostava plina.

• Termoregulacija. Sustav je mogao podnijeti temperature od -200 do +130 stupnjeva na Mjesečevoj površini

• Znanstvena oprema. Nisu poznati podaci o opremi koja se morala ukrcati na Luny Korabl. Obzirom na problem s masom, za vjerovati je da je oprema bila ograničena.

• Sustav za lansiranje.

• Sustav sigurnosti.

Broj članova posade: 1
Mogućnost ostanka u orbiti: 30 dana
Visina letjelice: 5,20 metara
Promjer: 2,25 metara
Maksimalni promjer: 4,5 metra
Zapremina nastanjenog prostora: 5m3
Masa: 5,560 kilograma
Glavni motor: RD858
Glavni potisak motora: 2050 kgf
Glavne sapnice: N2O4/UDMH
Glavna količina goriva: 2400 kilograma
Brzina letjelice: 2700 metara u sekundi
Električni sustav: baterije, snaga: prosječnih 0,50 kW, 30kwh
Lansirna raketa: Soyuz 11A511L


Luny Korabl - Mjesečev brod - © Photo by: Gary Kitmacher

KRONOLOGIJA:

1.
 19.07.1964. godine Korolev je dobio prethodno odobrenje za lansiranje letjelice koja bi dosegnula Mjesečevu orbitu, sa ciljem spuštanja ljudi na površinu Mjeseca
2. 21.07.1964. godine Korolevljeva shema plana leta je pregledana od strane šefa dizajna projekta
3. 27.07.1964. godine donijeti su glavni planovi za simulaciju cijele misije
4. 01.08.1964. godine cjelokupni razvojni program misije za let na Mjesec je odobren od Centralnog komiteta Komunističke partije i Vijeća ministara
5. 28.10.1964. godine nalozi vezani za izgradnju cjelokupne misije dati su industriji
6. 01.11.1964. godine Korolev priznaje da N1 nosač raketa ne može postići korisnu nosivost za predviđenu misiju
7. 01.01.1965. godine razmatrana su pitanja oko razvoja N1
8. 10.02.1965. godine projekt leta L3 je odobren
9. 01.03.1965. godine ustanovljeno je da sustav navođenja na nosaču N1 neće biti razvijen u zadanom periodu
10. 01.09.1965. godine razmatrani su planovi za posadu misije
11. 06.09.1965. godine Ministarstvo za "opću izgradnju mašina" (nešto kao ministarstvo industrije) objavilo je dekret o zastojima u projektu osvajanja Mjeseca
12. 20.12.1965. godine donijeta odluka da će se koristiti analogni sustav navođenja iz prijašnjih letova N1
13. 31.12.1965. godine ustanovljeno je da će slijedeća 1966. godina biti zastrašujuće naporna ako se želi dostići cilj leta na Mjesec u 1967. godini, a potom i slijetanje od 1967-1969. godine
14. 24.01.1966. godine donijeti su novi planovi o nešto kasnijem letu na Mjesec i spuštanju za period umjesto 1966/67. za period 1968/69.
15. 17.02.1966. godine prikazan je plan za spuštanje na Mjesec posade od 5-6 članova u periodu od 30 mjeseci
16. 06.03.1966. godine sovjetski dizajnerski biro projekta je reorganiziran i preimenovan (ime OKB je promijenjeno u TsKBEM
17. 11.05.1966. godine Mishin je izabran za Koroljevu zamjenu nakon 4 mjeseca zastoja
18. 01.09.1966. godine predložen je scenarij sa dva lansiranja N1 rakete
19. 01.09.1966. godine konačno je odobren projekt N1-L3
20. 02.09.1966. godine određen je program za treniranje grupa kozmonauta
21. 14.09.1966. godine planovi za N1 su odobreni
22. 17.09.1966. godine cjelokupan dizajn plana slijetanja na Mjesec je ocijenjen od vojne komisije
23. 01.11.1966. godine objava kašnjenja lunarnog programa
24. 14.03.1967. godine ponovo je sagledan cjelokupan plan letenja i spuštanja na Mjesec
25. 15.08.1967. godine raspravljano je o karanteni L3 letjelice nakon povratka na Zemlju
26. 14.11.1967. godine N1-L3 vremenski plan leta ponovno je revidiran
27. 03.12.1967. godine vođene su polemike oko treniranja za misiju sa L3 letjelicom
28. 23.01.1968. godine odabran je projekt od tri sovjetske ekspedicije prema Mjesecu
29. 13.03.1968. godine odobren je program treniranja kozmonauta
30. 13.03.1968. godine donijet je konačan plan leta L3 letjelice
31. 20.03.1968. godine pregledano je svemirsko odijelo
32. 24.10.1968. godine otkriveno je da su nastojanja stručnjaka za stvaranje nosača N1 u 1961. godini imala dobru podlogu te da je prilika za razvoj nosača propuštena te godine
33. 21.11.1968. godine glavna državna komisija projekta N1-L3 se sastala
34. 26.11.1968. godine Sovjetski savez treba letjelicu L1 s posadom koja bi letjela do Mjeseca i natrag negdje od 08 do 12.12.1968. godine kako bi se pretekao program Apollo 8.
35. 12.12.1968. godine Kamanin je objavio katalog s razlozima zbog kojih Sovjetski savez gubi utrku osvajanja Mjeseca
36. 23.12.1948. godine Ministar obrane Ustinov saziva sastanak sa temom kako odgovoriti na misiju američkog Apolla 8.
37. 25.12.1968. godine Sovjeti razmatraju alternativu slijetanju na Mjesec; razmatrali su da umjesto ljudske posade, uz pomoć rakete N1 započnu misiju izgradnje baze na Mjesecu
38. 23.01.1969. godine glavni inženjer Mishin je izvijestio svoje osoblje da je noć prije razgovarao u Kremlju o sudbini programa N1
39. 27.01.1969. godine glavni šefovi dizajna N1 razmatraju ukidanje projekta
40. 03.02.1969. godine počinju pripreme za projekt N1/Ye-8 (robotizirane sonde na Mjesec)
41. 09.02.1969. godine konačni sastanak za sagledavanje N1 prije lansiranja
42. 20.03.1969. godine vojno osoblje se sastalo i raspravljalo o planovima slanja ljudske posade na Mjesec
43. 29.05.1969. godine državna komisija je raspravljala o projektu N1
44. 01.07.1969. godine iako su imali velikih problema sa N1 nosačem, Sovjeti nisu ostali bez planova za osvajanje Mjeseca
45. 01.06.1969. godine je bio prvi planirani datum testiranja Luny Korabla
46. 24.11.1970. godine program Cosmos 379 prvo testiranje Luny Korabla u orbiti Zemlje
47. 30.12.1970. godine pregledan je simulator letjelice
48. 27.01.1971. godine Kamanin je objavio listu neuspjeha Sovjetskog svemirskog programa
49. 26.02.1971. godine Cosmos 398 drugo testiranje Luny Korabla uz pomoć verzije T2K
50. 01.03.1971. godine N1-L3 gubici su ostali prioritetni. Nakon neuspjeha Apolla 13, Rusi su smatrali da će amerikanci odustati od misija na Mjesec, ostavljajući im put na Mjesec otvorenim, međutim, uspjeh Apolla 14 doveo je do tog da su prestali postojati svi inetresi za N1-L3
51. 14.04.1971. godine izmjene konačnog plana projekta N1-L3 su dovele do toga da je projekt ponovo bio ugrožen
52. 12.08.1971. godine Cosmos 434 treći let T2K
53. 01.01.1972. godine TsKBEM je reorganiziran
54. 01.09.1972. godine projekt L3 je ugašen
55. 01.05.1974. godine projektu N1 prijeti ukidanje
56. 24.06.1974. godine rad na misiji N1-L3 je suspendiran
57. 13.08.1974. godine rad na N1 je također ugašen