苏联的登月之路③——“月球列车”

军心安营扎寨 2024-05-31 22:18:51

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“北方”空间站想象图

东方-7-1L太空列车

东方-7-1L绕月组合体

最早的登月设计要求实现航天器的轨道交会,然后是对接。东方号计划虽然性能有限,但用来测试轨道交会技术还是没有问题的。1962 年 8 月 11 日,第三艘东方号进入轨道,由安德里安·尼古拉耶夫 (Andrian Nikolayev) 驾驶。一天后,东方4号与帕维尔·波波维奇(Pavel Popovich)一起进入轨道,如此精确,以至于它在第一个轨道上接近东方3号5公里以内。这种接近的方法比预期的要好得多。@nordland 今日头条 原创首发

东方3、4号交会纪念邮票

东方 3KA飞船结构

10个月后,东方 6 号和东方 5 号将距离缩短到了不到 3 公里的。 尽管这些飞船设计上无法实现对接,但这两次发射足够证明轨道组合方案的可行性。此时美联社已经给出推测,在开始环绕月球之前,苏联人可能会尝试将航天器组装在一起。

第一位女性宇航员瓦伦蒂娜·捷列什科娃 (Valentina Tereshkova)登上东方6号

东方6号发射

尽管科罗廖夫本人更倾向于使用新开发的重型火箭完成月球任务,但其他科学家如V.P. Mishin院士还是建议,运载火箭的发射质量不应超过2200吨,有效载荷质量为75吨,进入近地轨道组合的方式。因为当前苏联所有的地面基地结构和整个基础设施都是为这种火箭开发的。新的大型火箭的开发显然会遇到比较多的挑战。因此除了联盟组合体方案,当时还有其他的轨道组合绕月飞行器的提案。

东方3K飞船绘画

其中之一是东方-7-1L太空列车提案,这个提案开始于1960年,但其技术难度较联盟号组合体低一些。 在这个方案里,改装的东方-7 SC飞船与装配宇航员率先升空,然后和3个R-7火箭三级改装的推进模块逐一对接,就如同火车车厢一样。随后和载人绕月的1L模块对接。在完成对接后,装配任务的东方-7 SC飞船脱离轨道再入返回。1L模块上的两-三位绕月任务宇航员点燃推进模块启程。每一个推进模块在用尽后直接抛弃,启动下一个。

东方-7-1L运行模式

东方-7-1L模式比联盟组合体的优势在于所有的交会对接过程都是有人参与的,无需困难的航天器自动对接;另外也不需要用到尚未开发的轨道燃料加注。缺点是更加复杂,一次完整任务需要R-7火箭6次发射,同时1L飞船也需要从头开发。

根据该项目,1L航天器的原始布局由两个校正推进系统(前部和尾部),一个可居住舱,一个下降舱(DM)和一个推进舱(AO)组成,从其侧面将三个推进模块连接到1L。1L航天器方案清楚地显示了钟型的返回舱,这使得航天器能够在大气中机动,以减少影响机组人员的过载,并控制下降飞行器的下降轨迹。 后一种措施大大缩小了设备着陆点的分散区域。 在苏联的特定领土上着陆。

东方-7-1L载人绕月飞船组合体示意图

图注:1 -1L航天器推进系统;2 – 生活隔间;3 – 下降模块;4 – 太阳能电池阵列;5 – 推进舱; 6、7 和 8 – 导航模块块;9 - 最后一个火箭模块的可抛弃舱室;10 — 东方7号航天器;

东方-7-1L

北方号空间站

“北方号”绕月组合体

1962年科罗廖夫在联盟飞船同一份报告中,还有一个载人空间站提议,由三名机组人员组成,专为地球观测而设计,由三个模块组成:一个居住单元,一个科学设备单元和一个船员往返航天器。即被称为“北方号”(Север)5K的航天器,当时在OKB-1中这个项目进入了深入的探讨。

“北方号”空间站概念

从编号上看,“北方号”5K航天器是从东方号(1K和3K)航天器到下一代航天器(即联盟 7K)的过渡阶段,由钟型的新型下降模块和推进舱组成。此时还推进了一个使用北方号的绕月方案。

“北方号”飞船,似乎有载人飞船正接和反接两种概念

但是为了在月球上绕月飞行,需要大量的燃料。为此,计划发射和对接五个上面级推进模块,和东方-7-1L一样按顺序工作,应该将航天器加速到绕月飞行所需的速度。同时,服务舱和推进模块具有完全统一的仪表舱(PAO)以降低成本,其中包含主发动机和姿态控制发动机,用于在地球轨道上机动和对接的燃料储备,姿态控制系统,自动控制和电源。

“北方号”推进模块

PAO的热状态通过在百叶窗系统调节,该系统调节落在船体上的太阳辐射的热通量。在PJSC的后部,在主机的喷嘴周围,有四个主动对接端口的杠杆。在杠杆的末端有钩子。这些推进模块将在轨道和北方号完成组合,在对接过程中,主动航天器用杠杆落入被动船上的孔中并钩住它,然后拉紧飞船。

“北方号”绕月组合体

北方号载人航天器的下降模块连接到PAO的前部。在下降模块的前部,连接了一个带有太阳能电池板的桅杆,类似于1960-1961发射的卫星船上的电池。电池可以使用电力驱动来跟踪太阳的方向

“北方号”飞船

在推进模块上,一个燃料箱接到PAO。在飞往月球的飞行过程中,燃料用于运行主发动机。在燃料舱的前部有一个被动扩展坞的进气口。 北方号飞船的月球飞行计划如下。 首先,五个上级依次发射到地球轨道。它们中的每一个都配备了被动和主动对接端口,这使它们能够相互对接。 然后发射北方号载人航天器,飞船和停靠的五个推进模块完成对接。然后,推进模块依次打开其推进系统,随着燃料储备耗尽,从综合体中脱离。在释放最后一个,第五个块后,北方号获得了足以进入绕月轨道的速度。@nordland 今日头条 原创首发

推进模块组合

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