A szovjet / orosz űrhajózás múltja VI. rész

A szovjet Holdprogram küzdelmei és bukása: "csak az nem hibázik, aki nem csinál semmit". – írta: Cifu, 8 hónapja

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

Hirdetés

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...


A 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.

Hirdetés

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!

Azóta történt

Előzmények