Erau vremuri ciudate. Americanii făceau pași rapizi către trimiterea astronauților pe Lună, deja programul Gemini, precursorul programului Apollo, se afla în plină desfășurare, în timp ce sovieticii păreau a bate pasul pe loc. Aș îndrăzni să spun că începuseră să gâfâie, în ciuda succeselor lor spectaculoase din domeniul spațial. În cele ce urmează, voi încerca să vă povestesc despre câteva dintre problemele cu care s-au confruntat sovieticii în drumul lor spre Lună.
Cred că cea mai mare problemă a sovieticilor a fost uriașa lor încredere în propriile lor forțe, atât din partea politicienilor, cât și a tehnicienilor. După spectaculoasele succese din perioada 1957-1965, se credea că ei vor reuși în orice ar întreprinde în domeniul explorării spațiale. În timp ce americanii au reușit să dezvolte programul Apollo în opt ani (1961-1969), sovieticii erau convinși că vor putea duce la bun sfârșit programul N1-L3 în numai patru ani (1964-1968). La asta trebuie să mai adăugăm o finanțare insuficientă. După unele surse, fondurile alocate de sovietici pentru programul lunar cu echipaj uman a reprezentat numai 20% din fondurile alocate programului Apollo. Iar pentru ca lucrurile să fie și mai complicate existau mai multe institute de cercetare care aveau drept obiectiv trimiterea de echipaje umane către Lună.
Iată cum comenta Vasili Mișin (succesorul lui Koroliov la conducerea OKB-1) situația creată: ”Din nefericire […], spre deosebire de Statele Unite, noi am dezvoltat două programe independente unul de altul: unul care implica un zbor circumlunar cu echipaj, iar celălalt presupunea o misiune pe suprafața lunară. […] În Statele Unite toate eforturile au fost concentrate către dezvoltarea programului Apollo/Saturn, care a primit sprijin la nivel național. În cadrul lui a fost prevăzut un zbor circumlunar cu echipaj, dar numai ca o etapă intermediară a programului omului pe Lună.”
Intermezzo
Pentru că am amintit de programul zborului circumlunar cu echipaj, aș vrea să vă spun că el s-a aflat foarte aproape de reușită. În acest program a fost implicat inițial institutul OKB-52 al lui Celomei, rivalului lui Koroliov. Aici a fost dezvoltat un lansator greu, UR-500, inițial pentru scopuri militare dar care mai apoi, la cererea expresă a lui Hrușciov, a căpătat aplicații civile. Sistemul său de propulsie era asigurat de motoare rachetă proiectate de Vladimir Glușko, cel despre care vă povesteam că era în relații foarte reci cu Koroliov, după o dispută legate de tipul motoarelor rachetă care ar trebui să fie folosite pentru viitoarele lansatoare grele. Pentru lansatorul greu UR-500 Glușco a propus folosirea unor motoare rachetă care să funcționeze cu tetraoxid de azot și dimetilhidrazină asimetrică, două substanțe chimice care sunt lichide în condiții normale și care se aprind la contact.
Primul zbor reușit al noului lansator a avut loc pe 16 iulie 1965, atunci când a plasat pe orbita terestră satelitul Proton 1, cu o masă de 12,2 t și care avea drept misiunea observarea radiațiilor gamma. Au urmat și alte lansări reușite, care dădeau speranțe echipei lui Celomei că se va putea trimite și un echipaj, alcătuit din doi astronauți, într-o misiune circumlunară. Pentru aceasta s-a optimizat structura lansatorului și s-au mărit performanțele motoarelor. Din păcate, din cauza lipsei de experiență, echipa lui Celomei nu a reușit să pună la punct vehiculul spațial la bordul căruia să poată călători în jurul lunii cei doi cosmonauți. Koroliov, care dorea să își mențină monopolul misiunilor cu echipaj uman, sesizează imediat oportunitatea și insistă să ia sub aripa sa programul zborului circumlunar cu echipaj. În octombrie 1965 acest program este transferat către institutul OKB-1. Koroliov decide că folosească lansatorul lui Celomei, UR-500K la care să adauge treapta superioară (Block-D) și modulul LOK (Soiuz 7K) al complexului L3, despre care v-am povestit în numărul trecut. Noul program a primit numele UR-500K-L1.
Victoria a fost spectaculoasă dar, din nefericire, Koroliov nu a apucat să bucure de ea. Pe 14 ianuarie 1966, pionierul explorării spațiale se stingea din viață în timpul unei intervenții chirurgicale, aparent, banale. La conducerea institutului OKB-1 îi urmează Vasili Mișin, împreună cu care Koroliov lucrase încă din 1945. Dar Mișin nu este confirmat în noua poziţie decât în luna mai 1967. Este pierdut un timp prețios, deciziile sunt luate cu mare întârziere, iar Mișin, deși un inginer excepțional de talentat, nu avea abilitatea de a impune decizii factorilor politici, așa cum o făcea Koroliov.
Totuși programul UR-500K-L1 a continuat. Mișin a decis să fie lansate câteva misiuni circumlunare, Zond-4 până la Zond-8. Sondele Zond erau de fapt versiuni fără echipaj ale navelor spațiale Soiuz 7K.
Zond-4 a fost lansată pe 2 martie 1968 și s-a înscris pe o orbită cu apogeul de 354.000 km, cu semiaxa mare decalată cu 180 de grade față de linia imaginară care unește centrul Pământului și centrul Lunii, probabil pentru a evita în această etapă complicațiile introduse de către gravitația selenară. Din nefericire o defecțiune a sistemului de control pe timpul reintrării în atmosfera terestră a dus la pierderea sondei.
Pe 15 septembrie 1968 sonda Zond-5 reușește un zbor circumlunar după care este recuperată, pe 21 septembrie, după amerizarea în Oceanul Indian (conform programului iniţial capsula de coborâre ar fi trebuit să aterizeze în Kazahstan). Este primul vehicul spațial care este recuperat după un zbor cricumlunar. Suntem în fața unui nou succes sovietic.
Urmează încă două misiuni Zond. Pe 10 noiembrie 1968 este lansată Zond-6 și pe 8 august 1969 este lansată sonda Zond-7. Ambele misiuni au implicat zboruri circumlunare urmate de recuperarea sondelor în zonele programate de pe teritoriul URSS.
Programul Zond se încheie o dată cu lansarea, pe 20 octombrie 1970, a sondei Zond-8. A fost o misiune executată cu perfecțiune. Zond-8 a demonstrat că sovieticii au reușit să rezolve toate problemele legate de zborul circumlunar cu echipaj uman. Din păcate era deja târziu. Americanii deja debarcaseră pe Lună, așa că o misiune crircumlunară nu își mai avea rostul. Programul Zond s-a încheiat cu succes, și cu asta basta. S-a trecut la o altă etapă: UR-500 (devenită Proton) va fi folosită pentru plasarea pe orbita terestră a stațiilor spațiale sovietice.
Totuși această reușită a dat din nou aripi pentru programul N1-L3, cel care avea să îi ducă pe sovietici pe Lună. Deși depășiți de americani, încă mai existau speranțe. Din nefericire programul N1-L3 se lovea de obstacole la tot pasul.
Organizarea
Mișin nota cu amărăciune: ”Țara noastră nu a fost în stare să aloce sume de bani similare cu cele alocate de către americani pentru programul Apollo/Saturn. Până la 1 ianuarie 1971 cheltuielile totale pentru programul N1-L3 (sau, mai bine zis, sumele care erau trecute în acte) s-au cifrat la 2,9 miliarde de ruble. Cea mai mare infuzie de bani s-a produs abia în 1970 și s-a cifrat la circa 600 milioane de ruble. Dar și aceste fonduri erau alocate direct către ministere, unde erau cheltuite după dorința lor, fără nici un fel de control. Practicile monopoliste ale diferitelor departamente, despre care toată lumea vorbește astăzi [anul 1990] erau în floare la acea vreme. Existau neajunsuri majore, atât în organizarea cât și în coordonarea muncii în cadrul programului. […] În programul N1-L3 erau implicate aproximativ 500 de întreprinderi și 27 de departamente. Aceste întreprinderi nu reușeau să respecte termenele limită programate. […] Noi nu aveam nici o pârghie de control pentru a influența comportamentul furnizorilor. Pe scurt, organizarea programului N1-L1, era una tipică pentru perioada de stagnare a societății noastre.” În total pentru programul N1-L3 au fost cheltuite 4,5 miliarde de ruble, între 1964 și 1974. Americanii au cheltuit în total circa 25 de miliarde de dolari pentru întreg programul Apollo/Saturn. Țineți seama că în acea vreme rubla era aproximativ la paritate cu dolarul american.
Probleme tehnice
Este evident, sistemul N1-L3 era unul extrem de complex iar specialiștii sovietici aveau de rezolvat probleme extrem de dificile, în condițiile în care, la nivelul general, tehnologia din Uniunea Sovietică rămăsese în urma celei americane. Nu voi prezenta toate problemele tehnologice care trebuiau rezolvate foarte rapid, ci voi insista asupra celora care au dus la dezastrul lansatorului N1.
În primul rând sovieticii s-au confruntat cu problema fiabilității motoarelor rachetă. Statistica vremii arăta că la fiecare 100 de lansări se produceau două defecțiuni majore ale sistemului de propulsie, chiar și în cazul motoarelor intrate deja în serviciu. Lansatorul N1 avea în total 42 de motoare rachetă. Asta însemna că la fiecare două lansări se va produce cel puțin o defecțiune majoră. Pentru a preîntâmpina consecințele catastrofale ale posibilelor defecțiuni ale motoarelor echipa lui Koroliov a decis să dezvolte un sistem care să le monitorizeze, să le diagnosticheze și să le oprească, conform unui anumit algoritm, atunci când apăreau regimuri de funcționare catastrofale. Așa cum vă spuneam acest sistem purta numele KORD (KOntrol Raketnikh Dvigatelei, [Sistemul de] Control și Monitorizare al Motoarelor).
Pentru a construi un sistem eficient, echipa lui Koroliov, condusă de către Boris Chertok, avea nevoie de lista și valorile parametrilor care să indice funcționarea nominală a motoarelor și de criterii clare pentru a stabili momentul în care funcționarea motoarelor se îndrepta către o catastrofă, astfel încât ele să poată fi oprite mai înainte ca ele să producă un dezastru major.
Motoarele erau proiectate de către o echipă de specialiști de la Institutul OKB-276, care a întârziat mult cu furnizarea acestor parametri vitali. Mai mult decât atât, pe măsură ce noile motoare erau dezvoltate, specialiștii au tot schimbat parametri de funcționare și valorile lor. În cartea sa, Boris Certok arăta că: ”Inițial au fost selectați patru parametri pentru diagnosticarea și controlul motoarelor primului model al lansatorului N-1: temperatura gazului la ieșirea din turbopompe [turbopompele sunt folosite pentru alimentarea camerei de ardere cu carburant și oxidant], pulsația presiunii în generatorul de gaz [în generatorul de gaz se arde o mică parte din carburant rezultând astfel un flux de gaz fierbinte care antrenează turbopompele], viteza de rotație a arborelui principal al turbopompelor și presiunea din camera de ardere. Atunci când valoarea acestor parametri depășea valoarea impusă de către specialiști, sistemul KORD dă o comandă care solicită sistemului de control, pe baza propriului algoritm, pentru oprirea completă a motorului suspect.”
Certok descrie astfel sistemul KORD: ”Fiecare dintre cele 42 de motoare avea propriul sistem de monitorizare care consta din senzori primari, blocuri de amplificare, linii de comunicație și blocuri de control legate de sistemul de control automat al motorului. Senzorii primari converteau valori fizice în semnale electrice și aveau rolul de a măsura parametrii critici de funcționare.” Pentru a asigura fiabilitatea necesară sistemul KORD era triplu redundant.
Testele treptelor lansatorului au început în 23 iunie 1968, cu treapta a doua, Block B. O dată pornite cele opt motoare cu care era echipată a fost generată o forță de tracțiune de 1.200 tf. Era cea mai mar forță de tracțiune obținută până atunci de sovietici în cadrul unui test la sol. A urmat apoi, la începutul anului 1969, testarea treptei a treia, Block V, care era echipată cu patru motoare.
V-ați aștepta să vă spun și data la care au fost testate ansamblul celor 30 de motoare și sistemele de control ale primei trepte. Ele nu au avut loc niciodată. Nu au fost alocați banii necesari și de aceea s-a renunțat la construirea unui banc de test, preferându-se testarea motoarelor individuale, lucru cu care Certok nu a fost niciodată de acord. Așa cum veți vedea tocmai absența acestui banc de test a făcut ca zborurile lansatorului N1 să se încheie toate cu catastrofe asurzitoare.
În ceea ce privește motoarele lansatorului N1 mai exista o problemă gravă. Ele erau montate pe treptele respective fără a fi testate! Cum de era posibil așa ceva? Motoarele rachetă proiectate de echipa lui Kuznețov nu puteau fi folosite decât o singură dată. Din acest motiv s-a apelat la un sistem ”original” de asigurare a calității. Motoarele erau construite în loturi de câte șase bucăți. Din fiecare lot, un inspector de calitate alegea două, care erau supuse testelor. Dacă amândouă se comportau în limita parametrilor proiectați, atunci celelalte patru erau împachetate și trimise către asamblare pe treptele lansatorului N1. (Americanii aveau o cu totul altă abordare: mai înainte de montarea pe lansatorul Saturn, fiecare dintre motoarele rachetă erau supuse la trei teste de funcționare.) În ceea ce privește treapta întâi, cea care nu a fost testată niciodată pe bancul de test de la sol, lucrurile erau foarte grave în ceea ce privește determinarea fiabilității sistemului. Nimic nu garanta că cele 30 de motoare se vor comporta corect în condițiile aspre (vibrații, solicitări acustice, șocuri termice etc.) din momentul lansării.
O altă problemă era legată chiar de sistemul KORD. Din motive de economie de masă s-a optat pentru alimentarea lui de la un alternator care furniza curent trifazat cu frecvența de 1.000 Hz. Acesta era antrenat de către o turbină cu gaz. În acest fel lansatorul avea propria sa sursă de energie electrică și nu mai era necesară alimentarea din exterior pe perioada de dinaintea lansării. Soluția adoptată părea una eficientă, dar nu era lipsită de probleme. La primele teste s-a constatat apariția unor interferențe electromagnetice în sistemul de alimentare al KORD, care generau tensiuni de circa 15 volți, cu o frecvență de 1.000 Hz. Soluția a fost găsită rapid: s-a introdus un bloc de condensatoare în circuitul electric. Părea că problema era rezolvată dar, așa cum veți vedea în episodul viitor, tocmai această interferență electromagnetică a dus la evoluția catastrofală a primului zbor de test al lansatorului N1.
Intermezzo
După cum vedeți, sovieticii s-au confruntat cu probleme majore și au făcut greșeli pe care acum le putem considera a fi grave și de nepermis. Ne este ușor nouă, cei de acum, să îi judecăm pe cei care plini de entuziasm încercau să trimită oameni pe Lună. Ar trebui să fim un pic mai prudenți. Specialiștii implicați în programul spațial sovietic făceau adevărate minuni deși rămânerea în urmă a tehnologiei sovietice era evidentă. Iată ce nota cu tristețe Boris Certok: ”Pe 4 aprilie 1968 americanii au lansat un vehicul orbital, Apollo 6, pe o orbită eliptică înaltă, cu ajutorul unui lansator Saturn V. […] Descrieri și imagini ale Centrului de control al zborului de la Huston au apărut în presă. Judecând după prezența masivă a calculatoarelor electronice și a sistemelor de afișare și prelucrare automată a datelor ne-am dat seama că ei sunt cu mult înaintea noastră. Comentariul despre propriul nostru de comunicații spațiale îndepărtate de la Ievpatoria a fost: «Noi am rămas în epoca de piatră, suntem oameni ai peșterilor care admirăm niște desene rupestre».”
Episodul 1 al serialului îl găsiți aici.
Episodul 2 al serialului îl găsiți aici.
