Naveta spațială sovietică

Atunci când am aflat de primul zbor al navetei spațiale sovietice Buran, care a avut loc pe 15 noiembrie 1988, m-am bucurat, dar nu am fost deloc surprins. Totuși îmi părea oarecum ciudat cât de mult semăna cu naveta spațială americană.  Buran nu a efectuat decât un singur, și scurt, zbor orbital, deși comunicatele sovietice erau extrem de elogioase. Apoi, pe măsură ce am început să am acces la mai multe informații, am înțeles că am o poveste care trebuie spusă.

Ideea

În URSS primul care a avut ideea construirii unei navete spațiale (mai bine zis, a unui avion spațial) a fost pionierul zborului dincolo de atmosfera terestră, F. Țander. În 1924, într-o ediție a popularei reviste Tehnică și Viață, el nota: ”Pentru zborul în straturile superioare ale atmosferei, și pentru aterizarea pe alte planete, este avantajoasă folosirea avioanelor. Avioanele, având posibilitatea de a efectua zboruri planate în cazul cedării motorului, sunt superioare [vehiculelor care folosesc] parașute pentru revenirea pe Terra, care sunt propuse de Herman Oberth. Parașuta nu oferă posibilitatea alegerii locului de aterizare sau a continuării zborului în cazul cedării motoarelor, deci ea este folositoare numai în cazul zborurilor nepilotate. Partea rachetei în care se află un echipaj uman trebuie să fie echipată ca un avion. Pentru coborârea pe o altă planetă care are o atmosferă suficient de densă, folosirea rachetelor, propusă de Țiolkovski, este la fel de ineficientă, deoarece ele consumă mult combustibil, chiar dacă echipajul este format doar dintr-o singură persoană. Asta costă zeci de mii de ruble, în timp ce folosirea unui avion ar costa numai câteva sute, iar folosirea unui planor ar fi gratuită.”

În același an, 1924, Țander a depus o cerere de brevet referitoare la o rachetă cu aripi. Vreau să adaug acum un pic de culoare relatării mele. Fiind un entuziast al zborurilor interplanetare, în octombrie, susține în Moscova o conferință despre posibilitatea zborurilor către planeta Marte. Răspunzând unei întrebări, el explică de ce Marte ar trebui să devină un obiectiv pentru sovietici: ”Din cauză că are atmosferă și capacitatea de a susține viața. Marte mai este cunoscută sub numele «astrul roșu», iar steaua roșie este simbolul marii armate sovietice.”

În ziua de 15 septembrie, împreună cu Koroliov, Țander înființează  GIRD  (Grupul de Studiu pentru Propulsia cu Rachete). Aici proiectează mai multe prototipuri interesante de avioane propulsate cu ajutorul unor rachete cu combustibil lichid și/sau solid. Nu voi vorbi acum despre ele, voi aștepta o altă ocazie. Voi trece direct către sfârșitul anilor 1950.

Precursoarele navetei spațiale sovietice

Multă vreme am crezut că sovieticii nu au avut în vedere, pentru zborurile cu echipaj uman, decât folosirea capsulelor Vostok, cum a fost aceea care l-a purtat pe Gagarin pe orbita terestră. După câteva decenii, din momentul în care s-a mai liberalizat accesul la arhivele sovietice, aveam să aflu că nu a fost chiar așa. Dintre primele proiecte, de prin anii 1950, făceau parte și unele care aveau în vedere construirea unor ”avioane spațiale” pilotate. În 1955 Koroliov prezenta, în cadrul unei cuvântări, ideea unei capsule echipate cu aripi, care ar fi putut să planeze la reintrarea în atmosfera terestră. Studiile au început în 1957, la centrul de cercetare OKB-1, condus de către marele pionier al zborului spațial. Între septembrie 1957 și ianuarie 1958, s-au efectuat mai multe studii preliminare asupra acestui concept. Au fost analizate mai multe concepte, punându-se accentul asupra protecției termice și a factorilor de suprasarcină la reintrarea în atmosferă. Concluzia a fost că materialele disponibile la acea vreme nu ar fi putut să asigure protecția termică necesară revenirii pe Terra. În plus, în aprilie 1958, specialiștii în medicină aeronautică au ajuns la concluzia că oamenii pot suporta foarte bine suprasarcinile, produse la reintrarea în atmosferă, atunci când este folosită o capsulă spațială. În acest moment Koroliov a luat decizia finală, care a dus la construirea capsulei Vostok.

Totuși, ideea unui avion spațial nu a fost abandonată cu totul. Tot în 1958, Koroliov îl roagă pe prietenul săi, Pavel Țibin, ca, împreună cu câțiva specialiști de la OKB-1, să realizeze un aparat de zbor, care avea să primească indicativul PKA (acronimul din rusă pentru planor spațial). Acesta urma să aibă o masă de 4,5 tone și urma să poarte un cosmonaut pe orbita terestră, pentru zboruri cu durata de până la 27 de ore. Cosmonautul avea la dispoziție o mică secțiune presurizată, o capsulă, în care se găseau un panou de control, sistemul de asigurarea vieții. Tot aici existau trei mici hublouri folosite pentru sistemul de astronavigație. În cazul unui incident major pe timpul lansării, cosmonautul putea folosi un scaun de catapultare, până la altitudini de 10 km. Pentru altitudini mai mari s-a optat pentru detașarea completă a planorului spațial.

După finalizarea misiunii, deorbitarea, reintrarea în atmosferă și aterizarea erau programate să dureze 90 de minute, în total. Motorul rachetă folosit pentru deorbitare se separa de vehiculul spațial la o altitudine de 90 km. În prima fază a reintrării în atmosferă aripile vehiculului erau pliate, iar fuzelajul său era protejat termic cu ajutorul unui scut termic. La altitudinea de 20 de km, viteza vehiculului scădea până la 500-600 m/s, moment în care se comanda deplierea aripilor, carea aveau o anvergură de 7,5 m și o suprafață de 8,7 metr tri pătrați. Viteza de aterizare era cuprinsă între 180-200 km/h și era folosită o pistă obișnuită.

Țibin a finalizat schița proiectului PKA în mai 1959 iar, la foarte scurt timp, Koroliov a trimis o cerere către Comitetul de Stat pentru Tehnologia Apărării, în care se solicita includerea în planurile pe termen lung a proiectului PKA și ca el să fie atribuit centrului de cercetare OKB-256. Din păcate, testele în tunelul aerodinamic au demonstrat faptul că, pe timpul reintrării, fuzelajul ar fi suportat o încălzire mult mai puternică decât se anticipase inițial, ceea ce impunea o modificare masivă a scutului termic, ceea ce ar fi dus la o creștere semnificativă a masei vehiculului. La sfârșitul anului 1959 proiectul PKA a fost abandonat.

Tot la stadiul de proiect au rămas și alte propuneri de avioane spațiale, cum ar fi cele propuse de către Celomei și constructorii de avioane Tupolev și Miasișcev. Aș lungi prea mult textul și de aceea nu voi vorbi acum despre ele, pentru că vreau să vă povestesc despre un proiect care, la un moment dat, părea să intre în linie dreaptă către materializare.

Este vorba despre proiectul Spiral propus de către centrului de cercetare OKB-155, condus de către Artem Mikoian (unul dintre pricipalii proiectanți ai faimoaselor MiG-uri din acea vreme). De această dată avem de-a face cu un proiect nu numai ambiţios ci, îndrăznesc să zic, revoluționar. Proiectul a demarat în iunie 1966, sub conducerea lui Gleb Lozino-Lozinski și, în iulie 1967 a fost prezentat primul draft.

Sistemul Spiral avea o masă totală de 115 t, fiind alcătuit din trei componente principale: un avion hipersonic purtător, un lansator cu două trepte și un avion spațial (în unele surse el poartă numele de cod Mig-105).

Secvența de zbor era următoarea: avionul hipersonic era folosit pentru a aduce întregul sistem la o altitudine de 208-30 km și o viteză de șase ori mai mare decât cea a sunetului (6 Mach): aici lansatorul și împreună cu avionul spațial se desprindeau, după care urma înscrierea pe orbita terestră. Avionul hipersonic revenea la sol și ateriza pe o pistă obișnuită. În acest timp, avionul spațial era înscris pe orbita terestră. Deoarece altitudinea orbitală era foarte joasă, fiind cuprinsă între 130 și 150 km, atmosfera, deși foarte rarefiată, exercita o rezistență la înaintare semnificativă, așa că avionul spațial putea rămâne pe orbită numai câteva rotații, după care Începea reintrarea în atmosfera terestră, urmată de aterizarea pe o pistă obișnuită.

Avionul hipersonic purtător și lansatorul cu două trepte au rămas doar la stadiul de proiect pe hârtie și de machete testate în tunelurile aerodinamice, în timp ce avionul spațial, oarecum, s-a materializat și chiar a fost folosit pentru teste de zbor pilotat și nepilotat. Voi vorbi despre asta ceva mai încolo. Acum vreau să vă fac o scurtă descriere a lui. Avionul spațial din cadrul programului Spiral avea trei versiuni, toate militare, toate la limita SF-ului.

Prima dintre ele era un avion spațial de recunoaştere spațială. Cu ajutorul unui sistem fotografic complex, se puteau obține imagini cu rezoluția de până la 1,2 m. Mai exista și posibilitatea utilizării unui radar (acesta avea avantajul că putea ”vedea” dincolo de straturi groase de nori), cu ajutorul căruia se puteau obține imagini cu rezoluția de 20-30 m, utile, de exemplu, pentru detectarea portavioanelor.

A doua versiune era reprezentată de un avion de bombardament… spațial. El ar putut transporta pe orbită arme nucleare de până la 1.700 kg, care puteau fi folosite pentru distrugerea ţintelor terestre.

A treia versiune avută în vedere de către sovietici era un interceptor spațial. El ar fi putut fi folosit pentru inspectarea din apropiere a diferitelor ținte aflate pe orbita terestră și, eventual, să le distrugă cu ajutorul unor rachete. Pentru misiunile de interceptare, la avionul spațial lua la bord mai mult combustibil, ceea ce îi permitea să atingă orbite cu apogeul de 1.000 km.

Spre deosebire de proiectele anterioare, avionul spațial din cadrul programului Spiral a fost materializat sub forma unor serii de prototipuri, cu ajutorul cărora s-au putut efectua teste de zbor. Primele dintre ele au folosit modele la scară, care au fost lansate pe traiectorii suborbitale cu ajutorul un lansatoare de tip R-12, între anii 1969 și 1974. Pe la jumătatea anilor 1970 a fost finalizat și primul prototip la scara 1/1 cu ajutorul cărora s-au efectuat o serie de teste de zbor subsonic. Inițial s-au efectuat teste de rulare pe pistă, urmate de zboruri scurte, în care era folosit sistemul de propulsie instalat la bordul prototipului. În octombrie 1977, a fost efectuat și primul test de zbor pilotat în care prototipul a fost ridicat la altitudinea de 5 km, de către un avion Tu-95K, după care avionul a fost largat. În total au fost efectuate 6 asemenea teste. Toate s-au încheiat cu succes, după care programul Spiral a fost anulat.

Nu știu cum ar fi putut evolua mai departe programul Spiral, dacă sovieticii și-ar fi dat silința. Totuși, ambițios și SF, cred că el se îndrepta către o inevitabilă fundătură. Indirect lovitura de grație i-au dat-o americanii prin programul navetei spațiale, demarat în 1968. Decidenții sovietici au hotărât, după ce au primit informații despre performanțele noului vehicul spațial, să meargă pe calea deschisă de ei și să construiască ceva asemănător cu naveta spațială americană.

Programul Buran

Inițial sovieticii nu prea erau hotărâți să construiască o navetă spațială care să rivalizeze cu acea americană. Abia după aceasta a început să prindă contur, au început să se facă primii pași. Primul indiciu apare într-o propunere a VPK (Comisia pentru Industria Militară) din 27 noiembrie 1970, în care se solicita realizarea unui anteproiect pentru un sistem de transport spațial reutilizabil, care urma să fie finalizat în 1972, altfel spus se dorea un teanc gros de hârtii în care să fie descrise soluțiile posibile pentru construirea unei navete spațiale.

Către sfârșitul lunii aprilie 1972 în cadrul unei conferințe, la care au participat principalii proiectanți sovietici din domeniul spațial (Mishin, Celomei, Glușko), se ajungea la concluzia că o navetă spațială ar fi mult mai costisitoare pentru a plasa pe orbită sarcini utile, decât utilizarea lansatoarelor clasice. Se mai sublinia că nu există necesitatea imediată pentru readucerea pe Terra a sateliților.

În ciuda acestei concluzii drastice, oamenii de știință sovietici au analizat în continuare posibilitatea și utilitatea construirii unei navete spațiale. O parte dintre ei și-au prezentat concluziile în iunie 1974. În evaluarea lor se arăta ci dezvoltarea unui sistem spațial reutilizabil ar fi justificată economic numai dacă masa totală a sarcinilor utile plasate anual pe orbită ar depăși 10.000 t. Totuși, arătau ei, eficiența ar fi îmbunătățită, dacă vehiculul ar putea fi folosit pentru repararea pe orbita terestră, sau, după recuperarea lor, pe Terra a sateliților. De asemenea se mai recomanda folosirea propulsiei nucleare și a statoreactoarelor.

Între timp, pe 27 decembrie 1973, mai înainte de a fi publicat studiul de mai sus, VPK a dispus ca trei institute sovietice de cercetare în domeniul spațial să formuleze propuneri tehnice pentru o viitoare navetă spațială. Acesta este primul pas hotărât al oficialilor sovietici către proiectarea și construirea unei navete spațiale care, eventual, să rivalizeze cu cea americană.

A fost necesar să mai curgă ceva apă pe Volga și să apară informații conform cărora naveta spațială americană ar putea fi folosită în scopuri militare ofensive, pentru a putea fi depășite toate reticențele. Printr-un decret din 17 februarie 1976, al Comitetului Central al Partidului Comunist al Uniunii Sovietice și al Consiliului de Miniștri al URSS, intitulat ”Despre dezvoltarea unui sistem spațial reutilizabil și a viitoarelor ansambluri spațiale, se dădea, în sfârșit, unda verde pentru proiectarea și construirea navetei spațiale sovietice.

Principalul contractor al noului program a fost desemnată corporația NPO Energia, condusă la acea vreme de către Glușko, un cunoscut adversar al sistemelor spațiale reutilizabile. Totuși cercetătorii s-au pus repede pe treabă. Aveau de recuperat mulți ani de rămânere în urmă față de americani. Proiectul navetei spațiale sovietice s-a dezvoltat în ritm alert, mai ales pentru că proiectanții sovietici au primit un puternic sprijin din umbră…

Intermezzo

Sovieticii se grăbeau. Posibila amenințare militară pusă de naveta spațială americană, în vremea paranoiei războiului rece, făcea ca ei să se angajeze într-o cursă contra cronometru. Problema a fost rezolvată în bună măsură cu ajutorul serviciilor de spionaj KGB și GRU (acesta era serviciul de spionaj al armatei care era foarte eficient în colectarea de informații tehnice).

Acum nu trebuie să vă imaginați acțiuni de tip James Bond, cum a fost cea americană despre care v-am povestit în numărul trecut al revistei noastre. Nu a fost nevoie de așa ceva. Spionii sovietici nu au avut de făcut mare lucru, ei doar au colectat date din bazele de date americane. Iată ce se scria într-un studiu CIA, publicat în 1985 sub titlul “Soviet Acquisition of Militarily Significant Western Technology”. ”Documente tehnice neclasificate, inclusiv analize inginerești și rezultate obținute în urma cercetărilor, reprezintă o țintă pentru serviciile de serviciile de spionaj sovietic. […] De exemplu, în perioada anilor 1970 până la mijlocul anilor 1980, documente obținute de la NASA și de la contractorii NASA au reprezentat cea mai importantă sursă de informații neclasificate pentru domeniul aerospațial. Sovieticii și-au concentrat interesul mai ales asupra aspectelor legate de dezvoltarea navetei spațiale. Ei au obținut documente referitoare la proiectarea structurii (inclusiv despre programele de calculator folosite pentru dezvoltarea lor), materiale, calculatoarele de bord și sistemul de propulsie. Aceste informații au permis ca industria militară sovietică se economisească multe milioane de ruble și mulți ani de cercetare și testare pentru a dezvolta propria navetă spațială, similară cu a noastră.”

Sovieticii au alocat jumătate de milion de ruble (echivalentul a 140.000 $) pentru colectarea informațiilor de care aveau nevoie pentru dezvoltarea propriei navete spațiale. Documentele au fost achiziționate online, cu ani buni înainte de apariția Internetului… Fără să și-o dorească, americanii au lăsat la dispoziția sovieticilor o adevărată comoară. Până la lansarea navetei Columbia din 1981, sovieticii au pus mâna pe 3.473 de documente online referitoare la naveta spațială în general, 364 de documente referitoare la testele din tunelele aerodinamice, 103 de documente referitoare la booster-ele cu combustibil solid, 124 de documente despre cărămizile din care era construit scutul termic, 605 documente despre calculatoarele de bord și 10 documente despre aplicațiile militare ale navetei spațiale americane.

Acțiunea spionajului sovietic era una clasică, specifică tuturor serviciilor de informații. Sistematizând și analizând date publice, chiar și pe cele care nu par avea vreo mare importanță pentru domeniul respectiv, se pot obține informații sensibile, care altfel ar fi fost clasificate ca fiind secrete.

O încheiere provizorie

Nu vreau să contest cumva valoarea inginerilor sovietici care au proiectat și construit naveta spațială. Cu siguranță erau cel puțin la fel de valoroși ca rivalii lor din SUA. În plus, ei nu se puteau baza pe o industrie solidă, cum era cea americană. Așa cum veți vedea în episodele următoare, ei au reușit să realizeze o navetă spațială, în unele privințe, mai performantă decât cea americană.

(va urma)

l doila episod îl găsiți aici