1. del - 3. del
V prejšnjem delu Vodiča sem obljubil, da bom za sladico pustil najbolj slasten del razkrivanja "lunine prevare" - trditve do raketno-vesoljskega sistema Saturn-Apollo. Argumenti tukaj so, kot se mi zdi, zelo preprosti in očitni: ja, fotografije in filmski materiali bi lahko bili posneti na Zemlji (kar je skoraj priznano), vendar bi to lahko razložili z laboratorijsko napako v razvoju filma, slabo kakovostjo samih slik itd. Želim narediti en pomemben odstop. Dejansko je v tako imenovanem dokumentarnem filmu in reporterjih pogosto navadno uporabiti "uprizorjene posnetke" in "rekonstrukcijo". Ne bodimo strogi do ustvarjalnih delavcev, saj v resničnem življenju, kjer se dogajajo trenutni dogodki, pogosto ni dobre studijske luči, odpovejo filmske kamere, pokvarijo se leče, izgorevajo reflektorji … Poleg tegapreprosto ne morete imeti časa, da posnamete zgodovinski posnetek stoletja!
Dandanes je postalo splošno znano, da snemalna ekipa 7. novembra 1941 ni imela časa posneti govora tovariša Stalina na Rdečem trgu in je bil skoraj z odločitvijo Politbiroja dolžan govor izreči drugič. Zamenjava je bila zlahka razkrita, saj je Stalin nastopil v hudi zmrzali, med snežnim metežem, medtem ko na filmu, ko je odprl usta, ni imel niti pare! Po drugi strani pa je bil njegov govor neposredno predvajan po radiu, samega Stalina pa je videlo na tisoče udeležencev parade leta 1941.
Modeli dveh raket: H1 (levo) in Saturn-5 (desno)
Pred kratkim so tudi Britanci priznali, da je številne govore in govore premierja Winstona Churchilla v vojnih letih za fotokronike portretiral njegov dvojnik in celo na radiu (!) Besedilo v imenu Churchilla je recitiral umetnik s podobnim glasom. Vendar to ne zanika samega obstoja gospoda Churchilla kot takega.
Naj vam dam zelo ostro in nevarno primerjavo. Ob izstrelitvi Jurija Gagarina ni bilo nobene reportaže in še bolj protokolarno snemanje ni bilo izvedeno. Samo tehnična pritrditev in samo za posebno shranjevanje. Glede na politični pomen dogodka, potrebo po ponovitvi visokokakovostnega propagandnega gradiva je bilo v nekaj dneh odločeno, da se pred izstrelitvijo izvede "rekonstrukcija" slovesa s pravim Gagarinom in pravo raketo istega razreda. Kot običajno v takih primerih so snemali s številnih kamer, pri raketi napolnili (!) Slovesno reportažo, objeli, poljubili, spustili solzo …
Z vidika zakonov kinematografije je to vse pravilno in kompetentno. Ali to meče senco na Jurija Gagarina? Sploh ne, ker so radijski amaterji po vsem svetu prejemali njene signale, je bila sama ladja dobro vidna na številnih opazovalnih mestih, predvsem pa so bile takšne "kroglice" z antenami tipa "Vostok" spuščene v temo tako pred 12. aprilom 1961 kot po njej., le da so jih klicali drugače, namesto astronavta pa je bila na krovu močna kamera z dobro zalogo filma. Takšna letala za izvido fotografij so izstrelila vsaj enkrat na teden, zato resničnost izvedbe leta Jurija Gagarina ne poraja vprašanj.
Promocijski video:
Kar zadeva raketni in vesoljski sistem Saturn, so bile vse rakete te družine naglo odstranjene sredi 70-ih, dokumentacija in delovne enote so bile uničene, ostalo je le nekaj muzejskih modelov, ki bi lahko bili prvotno dimenzijske in utežne lutke za različne statični preskusi, katerih prisotnost ne dokazuje ničesar. Na primer, v ZSSR je bilo proizvedenih več kot deset izdelkov 11A52 v polni velikosti ali "H1" - tako se je imenovalo sovjetska lunina raketa s programom leta s posadko na naš naravni satelit. Hkrati so s testnega mesta Baikonur dejansko lansirali le štiri izdelke s številkami 3L, 5L, 6L in 7L, enega - 4L so dali na stran v „rezervno“skladišče, ostale pa za različne teste, usposabljanje izstrelitvene ekipe itd.9L in še dva nesestavljena kompleta sta bila preprosto zaprta po zaprtju programa …
Hkrati pa vsi razumemo, da tudi če bi bila raketa N1 razstavljena na VDNKh, to ne bi nič dokazalo, ker je njena žalostna zgodba dobro znana.
Motor RD-270
Muzej Energomash ima največji sovjetski raketni motor s tekočimi gorivi (LRE) tipa RD-270 s potiskom približno 640 ton pri tleh. A to je le tehnološki model - polizdelek za enega izmed neštetih testov. V resnici ta motor (žal) ni bil nikoli pripeljan do faze letalskih preizkusov. "Živa" in "zdrava" sta še vedno prototipa luninega vesoljskega plovila LOK (11F93) in pristajalne kabine LK (11F94), na internetu lahko vsakdo zlahka najde svoje fotografije.
LC je postal učni pripomoček
LK je postal učni pripomoček, ki ga Američani s ponosom razkazujejo v svojih muzejskih raketah Saturn-5, ki naj bi zagotavljale dostavo astronavtov do njihovega cilja, poleg tega pa še izjemno močan LRE tipa F-1 s potiskom približno 680 ton pri tleh, brez katerega bi raketo dvignili v nebo. tehta približno tri tisoč ton (!) preprosto ni realno.
No, no, v zameno pa lahko pokažemo svoje muzejske motorje, modele luninih ladij in kabin, in kaj - tudi mi smo leteli na Luno?! Čeprav seveda tudi možnost. Zato, ko se vrnem k temi naše zgodbe (in vse prejšnje so bile le nujna digresija), želim neposredno in odkrito povedati: ne moremo se ustrašiti muzejskih eksponatov! To so vsi ponarejeni rekviziti in nič več. Naša glavna naloga je analizirati vse razpoložljive statistične, filmske in fotografske materiale resničnih izstrelitev raket Saturn, da odgovorimo na eno izjemno pomembno vprašanje: ali raketa Saturn-5 in vesoljsko plovilo Apollo izpolnjujeta minimalne tehnične lastnosti, potrebne za dobavo dveh ali treh človeka na Luno in njihovo varno vrnitev na rodno Zemljo?
LRE F-1. Tudi velik kos železa!
Vsi nadaljnji argumenti se bodo nanašali na dve kategoriji raziskovalnih metod: analizo numeričnih statističnih podatkov in preučevanje vedenja rakete in ladje neposredno med letom.
Lažna "legenda"
Eden najbolj neumnih mitov in zmot o programu Saturn-Apollo je, da njegovo brezhibno (z vidika uradnega tiska) izvajanje temelji na poglobljeni študiji in temeljitem preizkušanju vseh komponent luninega programa. Žal, to ni povsem res, oziroma sploh ne. Natančna študija pripravljalnega obdobja od leta 1964 do leta 1969 pred začetkom misij s posadko na Luni je polna zelo sočnih podrobnosti.
Prvi poskusni let vesoljske ladje Apollo na pomožni lahki raketi Saturn-1B je potekal 26. februarja 1966. Ko se je objekt povzpel na 488 km, je po balistični poti odplaval v Atlantik. Namen te misije je bil po navedbah NASA preizkus prototipa vesoljskega plovila Apollo in preverjanje vozila, ki ga spušča, za nadzorovan vstop v ozračje. Vendar je med spuščanjem ladja izgubila nadzor nad zvitkom, vstopila v način nenadzorovanega vrtenja in padla v ocean s pretiranimi preobremenitvami. Namen drugega leta 5. julija 1966. je bila študija "vedenja tekočega vodika v ničelni gravitaciji." Evo, kako letnik Velike sovjetske enciklopedije (TSB) za leto 1967 opisuje rezultate leta: »Zadnja stopnja (raketa S-IVB) poskusne rakete-rakete Saturn IB SA-203 je bila v orbito izstreljena z nepopolno porabljenim gorivom. Glavne naloge izstrelitve so preučiti obnašanje tekočega vodika v stanju brez gravitacije in preizkusiti sistem, ki zagotavlja ponovno vključitev glavnega stopenjskega motorja. Po izvedbi načrtovanih poskusov v sistemu za odstranjevanje vodikove pare iz rezervoarja so bili ventili zaprti, zaradi povečanja tlaka pa stopnja EKSPLOZIRANA na sedmi zanki. Tretji let v letošnjem letu, 25. avgusta 1966, je bil spet suborbitalen, vendar je bil doseg impresiven - predmet je bil ujet že v Tihem oceanu. Tretji let letos, 25. avgusta 1966, je bil spet suborbitalen, vendar je bil doseg impresiven - objekt je bil ujet že v Tihem oceanu. Tretji let letos, 25. avgusta 1966, je bil spet suborbitalen, vendar je bil doseg impresiven - objekt je bil ujet že v Tihem oceanu.
Eden od virov suho navaja, da je ločevanje potekalo dobro, kljub "manjšim" težavam z ventili v hladilnem sistemu motorja. In tudi z zelo neznatnimi nihanji zgornje stopnje, ki je bila komaj vrnjena pod nadzor (!?), Zato je očitno namesto v orbito končala v Tihem oceanu. Spust kapsule v ozračje je bil "strmejši od pričakovanega" (!?), Iskanje padle kapsule je potekalo približno devet ur! Tu lahko dodamo le za popolnost vtisov - med preskusi na klopi druge stopnje rakete Saturn-5 za 350-sekundni interval delovanja 25. maja 1966 se je na dveh mestih razplamtel plamen in preizkus je bilo treba prekiniti. Tri dni kasneje, ko je isti oder odstranil s stojala, je njegov rezervoar za vodik nenadoma eksplodiral in pet delavcev je bilo ranjenih. Kabina je bila resno poškodovana. Potem,20. januarja 1967 je med preskusi na tleh eksplodirala stopnja S-IVB-503, ki je bila pripravljena kot tretja stopnja rakete Saturn-5, serijska številka 503 za legendarni let Apollo-8. No, za povrh pa še tisto, kar vsi vemo: 27. januarja 1967 so bili trije astronavti v vesoljski plovili Apollo 1 zgoreli med zemeljskim treningom le nekaj tednov pred izstrelitvijo! Po tem je komisija za preiskavo incidentov prišla do zaključka: leti s posadko na tovrstni opremi so bili naslednji nedoločen čas pokriti z bakreno posodo.27. januarja 1967 so trije astronavti na vesoljskem plovilu Apollo 1 zgoreli med zemeljskim treningom le nekaj tednov pred izstrelitvijo! Po tem je komisija za preiskavo incidentov prišla do zaključka: leti s posadko na tovrstni opremi so bili naslednji nedoločen čas pokriti z bakreno posodo.27. januarja 1967 so trije astronavti na vesoljskem plovilu Apollo 1 zgoreli med zemeljskim treningom le nekaj tednov pred izstrelitvijo! Po tem je komisija za preiskavo incidentov prišla do zaključka: leti s posadko na tovrstni opremi so bili naslednji nedoločen čas pokriti z bakreno posodo.
Nadalje sta bila dva izstrelka brez posadke rakete Saturn-5 - ena novembra 1967 pod oznako Apollo-4, ko je ladja z vso močjo rakete lahko izstrelila le v eliptično orbito z apogejem le 18 tisoč kilometrov, druga pa z oznako Apollo -6 , ko se je raketa skoraj sesula v zraku, so motorji druge stopnje v letu odpovedali, potem je prišlo do težave s tretjo, tehnično snemanje je pokazalo delno uničenje nekaterih strukturnih elementov rakete, namesto da bi simulirali prelet Lune po zelo eliptični poti z apogejem do 500 tisoč kilometrov, letel v bližini Zemlje in z veliko napako pristal na neobvladljivi balistični poti. In to je vse, kar je bilo opravljeno pred decembrom 1968 v smislu letalskih preizkusov lunine rakete Saturn-5 pred prvim (!) Letom na Luno s posadko Apollo-8. OčitnoAmeričani so se odločili, da ne bodo izvajali več testnih letov, da ne bodo zapravili denarja in živcev zanje, ampak bodo ljudi takoj in takoj poslali na Luno, saj vas naši ljudje - glavno, ljudje - ne bodo pustili na cedilu! In če te pustijo na cedilu, se ti ne smilijo …
Koliko tehta Skylab?
Največji očesni očes na ameriškem luninem programu upravičeno velja za prvo vesoljsko postajo Stars and Stripes Skylab, ki je nastala s prenovo tretje stopnje rakete Saturn-5. Po uradnih podatkih gre za največjo vesoljsko postajo z enim blokom, ki so jo kdajkoli izstrelili za dolgoročno delovanje. Ta revolucionarni dogodek, ki se je zgodil 14. maja 1973, je pomenil tudi konec vesoljske kariere raket Saturn-5, saj je bil to zadnji, trinajsti (!) Lansiranje tovrstnih izdelkov.
Običajno, ko je tovor za določenega prevoznika pripravljen predčasno, se parametri njegove teže in velikosti izberejo glede na največje zmogljivosti prevoznika. Na primer, ladja Vostok je tehtala nekaj manj kot pet ton, ker raketa Vostok, sicer izdelek 8K72K, ni mogla več. Natanko iz istega razloga vesoljsko plovilo Soyuz zadnjih štirideset let tehta nekaj manj kot sedem ton, postaje tipa Salyut pa približno 19 ton. Želel bi več, vendar stari "Proton" ni več potegnil. V skladu s tem, ko so se Američani odločili presenetiti svet in zgraditi grandiozno vesoljsko postajo, smo imeli pravico pričakovati, da bo "Saturn-5" dosegel evidenco nosilnosti. Na vseh letih vesoljskega plovila Apollo, od A-4 do A-17, se je teža koristnega tovora le povečala, v letu A-15 pa je bil postavljen rekord - 140 ton tovora v nizko zemeljski orbiti.
V Guinnessovi knjigi rekordov je naslednji uradni zapis: "Najtežji objekt, izstreljen v nizko zemeljsko orbito, je bila 3. stopnja ameriške rakete Saturn 5 z vesoljskim plovilom Apollo 15, ki je pred vstopom v vmesno selenocentrično orbito tehtalo 140512 kg." razočaranje, ko sem izvedel, da je bil v zadnjem rekordnem letu po uradnih podatkih nosilnost le 74,7 tone. Po drugi strani pa izračuni, ki sem jih prikazal v tretjem delu "Pepelatsev", dokazujejo, da bi lahko "Saturn-5" v referenčno ciljno orbito tipa "Skylab" (nadmorska višina 435 km, naklon 50 stopinj) postavil tovor, težak do sto ton! Da ne omenjam, da do zelo nizke orbite (tako imenovani LEO) - ne manj kot 120 ton. Pojavi se razumno vprašanje: kje je vse ostalo?
Čakali smo na demonstracijo moči in pokazali so nam letalo, ki je namesto sto ton komaj končalo sedemdeset s centom … Podroben opis je sledeč: “Skylab 1 Nation: ZDA. Program: Skylab. Nosilnost: Orbitalna delavnica Skylab. Masa: 74.783 kg. Razred: s posadko. Tip: Vesoljska postaja. Vesoljsko plovilo: Skylab, bankomat Apollo. Agencija: NASA MSF. Perigej: 427 km. Apogee: 439 km. Naklon: 50,0 °. Obdobje: 93,2 min. COSPAR: 1973-027A. USA Cat Cat: 6633. Datum razpada: 11. julij 1979 ". Fotografija na levi: Skylab z enim "krilom". Levo krilo je bilo izgubljeno …
Vendar sem pri analizi ameriških zapisov odkril neverjetno stvar: pomanjkanje koristnega tovora in dela v treh četrtinah sile v kombinaciji z rekordno obremenitvijo, ki je bila kdaj dvignjena v zemeljsko orbito - na ta maj 1973 (tako pride ven) raketa Saturn-5, raztrgala ji je popek, na grbino je potegnila kar 147 ton v vesolje! Res je, tega absolutnega svetovnega rekorda (iz nekega razloga) ni nikjer in ga nihče ne prepozna. Vendar se je začel najbolj zanimiv del. In kaj natančno je vključenih v teh 147 m?
Najprej je v orbito vstopila druga stopnja rakete (suha teža približno 42 ton) in še 13 ton ostankov goriva, kar je trikrat več kot običajni ostanki za to stopnjo (običajno največ 4..5 ton). Drugič, Skylab sam tehta približno 75 ton. Poleg tega je NASA v orbito vlekla naravnost smeti: v orbito je bil lansiran skoraj 12 ton tehtač !!! To dejstvo je izjemno nezdravo. Strokovnjaki me bodo razumeli: zakaj bi vlekli oprijem do višine 450 km? Običajno ta strukturni element pade na nadmorski višini 90-130 km dolgo, preden MSZ zapusti orbito. Nadalje nima smisla. Na primer, sedem Salyut, en Mir, več modulov, kot so Kvant, Spektr, Kristall in drugi, ter več segmentov ISS je v orbito izstrelila raketa Proton. Hkrati pa sovjetska raketa vedno spusti to isto oblogo v letu veliko pred vstopom v orbito. In vsi drugi obstoječi prevozniki opustijo ohišje v fazi zagona - to je energetsko ugodnejše.
Za tisoče izstrelitev vesolja je mogoče priklicati le nekaj primerov kršitve tega nenapisanega pravila. Poleg tega se prvostopenjski adapter, težak 5 ton, še ni ločil. In tudi njega so vzeli s seboj v orbito. Očitno je bilo to načrtovano, sicer se ravnotežje ne bo približalo. Pravzaprav je bila poleg 75-tonske postaje v vesolje izstreljena največja serija smeti in odpadnih kovin, težka 25 ton, ne da bi upoštevali težo zadnje etape! Vprašanje lahko seveda postavite drugače: niso lovili največje teže, zanje je zadoščalo 75 ton. To je dober argument, le da ima eno majhno pomanjkljivost: postaja Skylab je izšla "nedokončana", nima niti svojih motorjev! Čeprav so viri omogočali enostavno pritrditev katere koli že pripravljene pogonske enote, na primer tistih, shranjenih iz pristajalnih modulov Apollo LM.
Izkazalo se je, da so se Američani ob možnosti, da so lansirali 100-tonsko popolnoma funkcionalno postajo, odločili, da se prostovoljno omejijo na 75% zmogljivosti, ostalo pa so "vrgli" od zgoraj, kot so to storili sovjetski šolarji pred predajo odpadnega papirja … Kot rezultat, je Skylab po letu 1973 poletel brez najmanjše priložnosti korekcijo orbite in leta 1979 popolnoma nenadzorovano padel v divjini Avstralije. Da bi rešil ta "čudež", ki aktivno deluje le šest mesecev, nihče ni začel ali ni hotel … Če začnemo nabirati preostalih 75 "zakonitih" ton "Skylaba", potem je tu vse izredno nejasno in skrivnostno (moral bi tehtati 77 ton, vendar sončna baterija je padla med letom, tako da je ostalo 74,7 tone uradne teže).
Postaja je sestavljena iz naslednjih elementov:
Porazdelitev teže strukturnih elementov postaje Skylab
(po knjigi "Skylab Orbital Station" L. Bellewa E. Stullingerja, prevedeno iz angleščine M. Mechanical Engineering, 1977)
| Element | Dolžina, m | Premer, m | prostornina, m3 | Teža *, t |
| Struktura priveza | 5.2 | 3.0 | trideset | 6,3 |
| Bankomat Astrokomplekt | 4.5 | 3.4 | 5.0 | pet |
| Zračna zapora | 5.2 | 3.2 | 17. | 22.2 |
| Predal za opremo | 0,9 | 6.6 | 2.0 | pet |
| Orbitalni blok | 14.6 | 6.6 | 275 | 35.4 |
Torej, vsa ta smeti skupaj potegne 71 ton. In po uradnih podatkih bi moralo biti približno 77 ton. Že neskladje. Obstaja različica o neskladju: po podatkih NASA je masa astrokompletne naprave ATM dvakrat večja kot v knjigi Bellew in Stulingerja ≈11,8 tone namesto 5,05 tone. (Ali kar naenkrat je bilo pripisanih ~ 6,7 tone) Ali vzemite čudežno zračno zaporo, težko 22 ton - to je več kot sovjetska postaja Salyut! Poglejte - povprečna gostota prostora komore je 22 / 17≈1,3 t / m3, v njej pa ni ne goriva ne nič težkega. Zdi se, da je prekat napolnjen niti z vodo, ampak s peskom … Toda sovjetska postaja Salyut je bila trikrat daljša - 15 m; in širši v premeru - 4,15 m. Iz česa so naredili to kamero - svinca!? Toda povprečna gostota predela vesoljskih plovil je v območju 0,25..0,35 t / m3. Tudi povprečna gostota vozil za spust je manjša od 1 t / m3 (sicer bi potonila v vodo), čeprav je vozilo za spust najgostejši, najtežji in najtrajnejši element med vesoljskimi plovili.
Tako bi morala zračna zapora postaje Skylab s prostornino 17m3 tehtati štirikrat manj kot ~ 5..6 ton. (To pomeni, da so dodali ~ 16t.) Ločeno lahko govorimo o "oklepnem" ohišju glave s težo ~ 12t. In to kljub temu, da ne varuje niti celotne postaje, temveč le del krone! Na primer, standardna obloga rakete Delta-2 (premer = 2,9 m; višina = 8,48 m) tehta le 839 kg. Toda zaslon rakete Atlas-2 (premer = 4,2 m; višina = 12,2 m) tehta približno 2 toni. Najtežji ameriški zaslon rakete Titan-4 s premerom 5,1 m in višino 26,6 m (dolžine pet premerov!) Tehta le približno 6,1 tone. Torej je vsota seštevanja uteži delov postaje Skylab in koristnega tovora že znašala približno 30 ton. Tu dodamo stvari, ki obstajajo samo v navidezni resničnosti,katerih obstoj je nemogoče preveriti - gre za nadnačrtovane ostanke 8 ton goriva in polmitski adapter prve stopnje (~ 5 ton), ki naj bi ga potegnili v vesolje. To pomeni le 30 + 8 + 5 = 43t. Ostane neto 100-43 ≈ 57t.
Povzetek: Zmogljivosti koristnega tovora Saturna-5 v ciljni orbiti tipa Skylab niso presegle ~ 60t. To je za nas izjemno pomemben zaključek, ker je za izvajanje letov s posadko na Luno po shemi z enim izstrelitvijo treba imeti raketo, ki bi lahko na Luno poslala vsaj 45-50 ton tovora, kar ustreza nosilnosti vsaj ~ 130 ton v nizki zemeljski orbiti. … Skladno s tem, če nimate nosilca za 130 ton, je pa polovica moči, potem lahko na Luno pošljete v najboljšem primeru petindvajset ton reklam, kar je dovolj za letenje, a premalo za pristanek na našem naravnem satelitu.
Ker je incident z "Skylabom" splošno znan, bo ta trn v ameriških očeh obstajal še dolgo in pil njihovo meščansko kri, kar pa je sramota - vse je bilo v preteklosti že zabeleženo, ničesar ni mogoče spremeniti …
Kerozin ali vodik?
Ta nenavadni argument je v spletu splošno sprejet po zaslugi vašega skromnega služabnika, ki se je iz zabave odločil postaviti nasproten problem: naj Skylab tehta 60 ton ali celo vseh 75 ton. Kakšne so značilnosti rakete glede na specifični impulz druge stopnje, tako da je nosilnost enaka masi postaje, tako da odvečni balast ni potreben? Takoj želim opozoriti, da s fiksiranjem mas odrov in spreminjanjem samo specifičnega impulza druge stopnje delujem nepravilno, ker ima ta težava lahko drugo rešitev - brez spreminjanja specifičnih impulzov motorjev preprosto zmanjšamo absolutne mase samih stopenj. Kljub temu, ko smo določili maso in specifični impulz prve stopnje Isp ~ 304 sek. (že je prenizek in je komaj lahko precej nižji), prišel sem do zanimivega zaključka,da morajo imeti motorji druge stopnje specifičen impulz Isp ~ 380 sek, da lahko sprožijo petinsedemdeset ton, tj. precej nižji od obsega raketnih motorjev z "vodikom" (Isp nimajo preprosto pod 400 sekundami).
In plamen očitno ni vodik …
Nadalje, ob upoštevanju "lahke" različice "Skylaba", ki ne presega šestdeset ton, se izkaže, da lahko s fiksno kanonično prvo stopnjo "Saturna" drugo naredimo "kerozin", ker bo zahtevani specifični impulz motorjev padel na vrednosti reda Isp ~ 330 sek. … se lahko enostavno izvede z uporabo raketnih motorjev s kisikom in kerozinom z dobrimi šobami za šobe na visoki višini. Poleg tega je bila odkrita smešna fotografija preskusnih preizkusov motorja druge stopnje Saturna-5 pod oznako J-2, ki ima namesto čisto modre bakle rdeče-rumeni ogljikovodikov sijaj.
Poleg tega obstajajo številni dokazi v prid dejstvu, da Američani niso uspeli realizirati in dokončati "vodika" s potiskom skoraj sto ton: med letoma 1965-1967 so se ponavljale nesreče (tako med letom kot na stojalu) vodikovih stopenj z motorji J-2, ki so se končali z eksplozijami in popolnim uničenjem konstrukcije. Namesto tega (ali skupaj) z zgornjo tezo o zamenjavi nezanesljivih motorjev J-2 z nečim drugim (s slabšimi lastnostmi) ostaja še en argument: za izvedbo raketno-vesoljskega sistema tako velike teže (približno 3000 ton) s samo petimi motorji v prvi stopnji, ta vlečna petica mora biti še posebej izjemna!
Motor F-1: resničnost in fikcija
Številni raziskovalci najprej samo opozarjajo na težave pri finem uravnavanju "vodikovega plina" v zgornjih stopnjah, temveč na to, da na tej tehnični ravni in na teh rešitvah ni mogoče uvesti enokomornega raketnega motorja na petrolej in kisik s potiskom več kot 700 ton. Razlogov za to je veliko, glavni pa je tako imenovani. visokofrekvenčne nestabilnosti zgorevanja, ki jih povzročajo (približno) grudice nezgorele mešanice goriv (na primer "detonirajoči plin"), ki se pojavijo v ogromni komori, ki ne enakomerno izgorijo, temveč kot mikroeksplozije. Dokler je motorna komora majhna, je to dopustno. Toda pri ogromnih linearnih dimenzijah pride do eksplozije v motorju, ki vstopi v resonanco, ki uniči ohišje motorja. Dolga leta se je zdelo zelo problematično ustvariti en raketni motor z močjo več kot sto ton.
Sovjetski oblikovalci, ki jih je zastopal V. P. Glushko in drugi so prišli do nedvoumnega zaključka: velike motorje na tekoče gorivo je mogoče izdelati samo v zaprtem krogu, ko ena (ali obe) komponenti vstopijo v komoro ne v tekoči obliki (shema tekočina-tekočina), temveč kot vroč plin (shema tekoči plin), da močno zmanjša čas vžiga delcev goriva in znatno lokalizira problem frekvenčnih nestabilnosti izgorevanja do razumnih meja. Kljub temu Američani vztrajajo, da jim je uspelo narediti nekaj, česar v naravi ne more biti, tj. enokomorni raketni motor, ki deluje na petrolej in kisik v odprtem krogu z dovodom tekočih faz obeh komponent in potiskom več kot 700 ton.
Motor F-1 na stojalu
Veliko vprašanj sprožajo tudi razpoložljive fotografije preskusov s klopi tega čudežnega motorja, saj se tam iz šobe izliva gost neprozoren dim, za tančico katerega se le nekaj metrov prebije plamen! Tudi zaposleni na poligonu, ki so videli marsikaj, so bili presenečeni nad delom te "koksarniške baterije". Fotografija. Motor F-1 na klopi Ko je videl ta "črni plamen", je bil prvi odziv preizkuševalcev, da so vse takoj ugasnili, dokler ni počil. A kolegi z nemškim naglasom so pojasnili, da je vse v redu, da je "tako nujno" …
Tu je potrebna ena odstop. Za razliko od večine sovjetskih raketnih motorjev, izdelanih iz dveh vezanih trdnih ohišij (zunanjih in notranjih), med katerimi je skozi rebraste kanale teklo tekoče hlajenje enega od sestavnih delov (običajno gorivo, redkeje oksidant), je bila večina ameriških raketnih motorjev tistih let ogromna število tankih cevi, ki so bile med seboj pritrjene s spajkanjem in pasovi moči, ki so tvorile običajno obliko komore in šobe motorja na tekoče gorivo. Cevi so ponavadi potekale vzdolž osi motorja, in če uporabljate dvojni komplet cevi, je nekaj kerozina teklo od zgoraj navzdol - od glave do roba šobe, na drugi strani (vzporedno), obratno - od spodaj navzgor in dovajalo ogrevano gorivo glavi šobe.
Zdaj ne bom razpravljal o prednostih in slabostih vsake sheme, rekel bom le, da so bila naša "rjušna" ohišja izdelana iz zvite bronaste zlitine, ameriške cevi pa iz niklja ali jekla. Razlika je v tem, da je imel sovjetski kromiran bron (ki so ga izumili brez namigov ujetih Nemcev) boljše toplotno prevodne lastnosti kot jeklo in nikelj. Torej, raziskovalec lunine ponaredke S. Pokrovsky v članku "Zakaj se leti na Luno niso zgodili" opozarja na strukturne napake zlitine, iz katere so bile narejene prav te cevi motorja F-1 - to je nikljeva zlitina Inconel X-750. Ne da bi se spuščal v podroben opis argumentov Pokrovskega, bom poudaril, da so bile po njegovem mnenju takrat toplotno odporne zlitine niklja še vedno slabo preučene in kot se je izkazalo,ta najbolj eksperimentalna zlitina Inconel X-750 v resnici ni mogla zagotoviti potrebnih trdnostnih lastnosti z deklariranimi delovnimi parametri motorja.
Po Pokrovskem so Američani tiho opustili redko zlitino niklja in prešli na zanesljivejše toplotno odporno jeklo. Poleg tega so bili Američani po hipotezi Pokrovskega, da bi zagotovili varno delovanje motorja na tankih jeklenih ceveh, prisiljeni znatno znižati temperaturo v zgorevalni komori (za 15%) in posledično izgubiti približno 22% potiska motorja. Moram priznati, da se ne strinjam v celoti z utemeljitvijo numeričnih ocen te različice, zlasti z oceno prispevka sevalne toplotne izmenjave vodne pare v komori motorja F-1, vendar bi rad opozoril, da v teh hipotezah nedvomno obstaja skupno zrno. Le da bi to veliko lažje in malo bolj upravičil z drugega konca.
Če nekaj časa pustimo vprašanja nestabilnosti zgorevanja in problema detonacije šopov goriva v veliki zgorevalni komori, bi rad na kvalitativnih primerih spregovoril o toplotno prevodnih lastnostih zgorevalnih komor in delov šobe motorja s tekočino. Nič neznansko sem omenil, da so sovjetske komore takšnih klasičnih raketnih motorjev na tekoče gorivo, kot sta RD-107 in RD-108, izdelane iz posebnega kromovega brona (in vse bakrove zlitine imajo odlično toplotno prevodnost), zato je tudi zelo debela stena zanesljivo prenašala toploto v tekoči kerozin. Nikelj in jeklo imata precej nižjo toplotno prevodnost, zato so ob enakih pogojih zasnovani za nižji toplotni tok na enoto površine. Stena zgorevalne komore deluje pod nepredstavljivimi toplotnimi obremenitvami: na eni strani vroči plin s temperaturo 3500K, na drugi strani pa kerozin teče s temperaturo desetkrat manj. Če se toplota v obliki konvektivnega (kontaktnega) prenosa in v obliki sevalnega toka, ki pade na vsak kvadratni centimeter stene komore, ne odstrani in "prenese" v tekočo hladilno tekočino (kerozin), potem bo temperatura stene začela naraščati (do temperature plina), in kovina se bo zlahka stopila.
Velikost toplotnega pretoka pa določata temperatura plina in njegov tlak (gostota plina). Očitno je, da je temperatura zgorevanja določena s kemijo postopka, in v resnici se pri večini kerozinskih motorjev s tekočim gorivom razlikuje za največ 5-7%. Druga stvar je tlak - plin je lahko vroč, vendar bo njegova gostota majhna in toplotni tok bo majhen. V vseh prvih sovjetskih raketnih kerozinskih motorjih brez resnega hlajenja zaves z vbrizgom tekočine v območje sten (razen v območju glave motorja) je tlak v komori nihal od 52 do 60 atmosfer. Vsi prvi ameriški kerozinski raketni motorji, ki so jih ustvarila različna podjetja (!), Na primer LR87-3 podjetja Aerojet s potiskom 73 ton za raketo Titan-1, so imeli delovni tlak le 40 atm, njegov "brat dvojček" LR79-7 pa s potiskom 75 ton,ki so ga ustvarili najbolj grenki konkurenti iz "Rocketdyne" za rakete tipa "Delta", je imel delovni tlak 41 atm!
Druga znana serija motorjev LR89 istega Rocketdynea za raketno družino Atlas je bila zadovoljna s samo 42 atmosferami v komori, ki so bile v začetku 90-ih postavljene na raven le 48 atmosfer. Bralec seveda lahko dvomi v obstoj povezave med cevasto zasnovo komor ameriških raketnih motorjev na tekoče gorivo in njihovimi obratovalnimi parametri. Tu pa je paradoks - isti LR87-5 brez spreminjanja komore in šobe je po zamenjavi komponent iz kerozina in kisika z aerozinom-50 in dušikovim tetroksidom uspešno deloval pri tlaku 54 atm, v modelu LR87-11 pa je bil tlak postavljen na 59 atm! Iste cevi, ista kamera, ampak kakšna je razlika? Razlika je preprosta: najprej aerosin-50 (mešanica heptila in hidrazina) v dušikovem tetroksidu gori pri par sto stopinjah nižji temperaturi,in drugič, hidrazin in njegovi derivati imajo boljše hladilne lastnosti kot kerozin.
Resnici na ljubo je od vseh sestavnih delov goriva, ki se uporabljajo v astronavtiki, kerozin na zadnjem mestu kot hladilno sredstvo. Če koga zanimajo sovjetski raketni motorji na tekoče gorivo s tlakom globoko nad 100 atm v komori, potem bom razložil preprosto stvar: tam so poleg hlajenja s pretokom še dva ali tri hladilni pasovi za zavese z neposrednim vbrizgom goriva v stensko plast. Samo pasove za vbrizgavanje goriva je mogoče organizirati v pločevinastem ohišju, ne pa v cevasti komori! Cevna struktura sama služi kot ovira. Po celotni tej dolgi ekskurziji je bralec zmedel z banalnim dejstvom: v "cevnem" motorju F-1 naj bi bil realiziran tlak 70 atmosfer! Težava je v tem, da vseh cevnih komor iz niklja in jekla iz materialov nad 40..48 atm takrat preprosto ni bilo mogoče realizirati. V nasprotnem primeru bi Američani že zdavnaj prisilili vse svoje raketirane kerozinske motorje,ki so glede na tehnološko raven ostale na ravni pred 40-50 leti. Vendar bom poskusil temu vidiku nekako posvetiti poseben poseben članek.
Predvidevam (vnaprej) tovrstni argument: z linearnim povečanjem velikosti motorja njegova površina raste v kvadratu, prostornina pa v kocki. Recimo, da se linearna dimenzija podvoji, površina motorja se poveča štirikrat, prostornina pa naraste osemkrat. In super! Le kaj sledi iz tega? Dejstvo je, da sevalni toplotni tok določa oddajna površina plina in ne njegova prostornina (svetilnost je načeloma opredeljena kot sevana moč na enoto površine), tudi s konvektivnim toplotnim tokom - določa se s površino komore in ne z njeno prostornino. Edino, kar raste pri nas, je specifičen delež kerozina, s katerim lahko ohladimo enoto površine stene komore. A težava je v tem - tudi če črpamo dvakrat več kerozina, se hladilna sposobnost same stene od tega ne bo povečala in ne bo mogla dati več toplote. Poleg tega nobeno regenerativno hlajenje raketnih motorjev s tekočim gorivom na petrolej ne more odstraniti vseh toplotnih tokov iz telesa brez uporabe že omenjenega hlajenja zaves z neposrednim vbrizgom v stenski sloj, ki pa ga (zaradi cevaste narave komore) ni mogoče organizirati, razen v bližini glave.
Če temu ne bi bilo tako, se zdaj na ameriškem Atlasu ne bi uporabljali sovjetski (ruski) RD-180 s tlakom 250 atm v komori s pločevinasto kromirano bronasto oblogo in večstopenjskim hlajenjem zaves, temveč ravno nasprotno - na našem Sojuzu in "Protoni" bi bili licencirane cevaste nikljeve pošasti, kot je F-1 in podobne. Zato je treba na podlagi navedenega potisk raketnega motorja F-1 sorazmerno "zaseči" do ravni delovnega tlaka 40..48 atm ali 30..40% od nominalnega, tj. na nivo 380..460 ton v bližini tal, kar močno zmanjša skupno ocenjeno maso rakete Saturn-5 za več kot pol in pol! Ko se je premikal v tej smeri in primerjal to hipotezo s preučevanjem filmskih kinematografskih časopisov leta "Saturn-5", je S. Pokrovsky prišel do zaključka,da narava nadzvočnih udarnih valov kaže na znatno premajhno hitrost v odseku prve stopnje obratovanja, kar potrjuje nezadosten potisk motorjev in znatno zmanjšano oskrbo z gorivom. In čeprav je možen spor glede ocen dejanske hitrosti leta rakete Saturn-5, je nekaj gotovo - njena prva stopnja je bila bistveno (morda dvakrat) lažja od kanonične različice, sicer se ta zasnova nikoli ne bi mogla odtrgati od lansirne ploščadi.
1. del - 3. del