TEHNICĂ SPAŢIALĂ

VOSTOK URSS. 1957-1964

Fără îndoială, lansarea la 4 octombrie 1957 a primului satelit artificial al Pământului a constituit o surpriză. Şi aceasta nu pentru că tehnologia acelor timpuri nu ar fi permis o asemenea realizare. Surpriza venea de la faptul că cea care realizase prima acest lucru nu fusese nicidecum Statele Unite, aflate în perioada de maximă expansiune tehnologică şi publicitară, ci Uniunea Sovietică. Mai mult, şi după această dată, pentru o perioada îndelungată U.R.S.S. îşi va menţine un avans considerabil faţă de realizările celeilalte candidate.

Un program sovietic de perspectivă în vederea unor zboruri cosmice pilotate s-a declanşat încă din 1949. În perioada 1952-1956 au fost realizate primele motoare-rachetă cu combustibil lichid capabile să dezvolte o tracţiune de peste 100 t, cu care s-au echipat primele rachete cu rază mare de acţiune capabile să transporte sarcini utile de peste 2 000 kg.

Drept un succes deosebit a fost prezentată lansarea în august 1957 a primei rachete balistice intercontinentale, capabilă să ajungă în orice punct al Pământului. Devenea clar că lansarea unui satelit artificial avea să urmeze neîntârziat, ceea ce s-a şi întâmplat.

În legătură cu caracteristicile şi chiar aspectul exterior al primelor rachete cosmice sovietice, primele informaţii detaliate au fost prezentate publicului abia după 10 ani, în 1967. Atunci au fost confirmate presupunerile că era vorba de vehicule foarte puternice, realizate în multiple variante.

Au impresionat în primul rând dimensiunile foarte mari ale primei rachete cosmice, mai ales dacă erau comparate cu cele ale altor rachete construite în acea perioadă în ţările occidentale: 28 m înălţime şi 398 t greutate la start faţă de numai 11 t ale primului lansator american propus pentru acelaşi obiectiv.

Având două trepte şi funcţionând cu petrol şi oxigen lichid, racheta primilor sateliţi artificiali se caracteriza printr-o originală dispunere a treptelor, impusă de considerente tehnice specifice. De exemplu, dispunerea în paralel a treptelor are o influenţă favorabilă asupra stabilităţii la lansare, lucru de mare importanţă pentru o rachetă cu combustibil lichid, caracterizată printr-o viteză redusă la start (modeliştii care au construit machete ale rachetelor de acest tip s-au putut convinge de stabilitatea deosebită a acestei configuraţii).

Efectul era amplificat din acest punct de vedere de faptul că, după consumarea combustibilului, cele 4 grupuri conice laterale care constituie prima treaptă se detaşau de restul construcţiei, partea centrală a rachetei (de fapt treapta a II-a) funcţionând încă de la start, astfel că nu exista o întrerupere în asigurarea forţei de tracţiune, care la start era în jur de 500 t. Puterea totală a motoarelor era de 20 milioane CP.

Dată fiind soluţia constructivă adoptată, racheta purtătoare prezentată în desenele alăturate (şi cunoscută sub numele VOSTOK, după numele celebrei cabine cu care au fost lansaţi în spaţiu primii cosmonauti) are un factor de structură (raportul dintre cantitatea de combustibil şi greutatea carcasei la sfârşitul funcţionării treptei I) scăzut, comparativ cu alte tipuri de rachete cosmice la care forma corpului este cilindrică. De exemplu, comparativ cu un rezervor cilindric de 4 m diametru şi 14 m înălţime, capabil să conţină aceeaşi cantitate de combustibil, greutatea pereţilor rezervoarelor conice exterioare ar fi de circa două ori mai mare dacă pereţii ar fi realizaţi din acelaşi material şi de aceeaşi grosime.

Dezavantajul este mare doar la prima vedere. Dimensiunile mai mici ale rezervoarelor le conferă acestora o rigiditate superioară şi creează posibilitatea confecţionării lor din materiale uşoare şi de grosime mai mică, dat fiind faptul că secţiunea pereţilor va fi solicitată doar la o fracţiune din forţa de inerţie totală a navei. Din aceleaşi motive ale rezistenţei s-a adoptat şi construcţia motoarelor cu 4 camere de ardere mai mici alimentate de o singură turbopompă. Ele ocupând astfel un volum propriu important, singura soluţie era plasarea acestora în structuri separate.

Un alt aspect care a condus la păstrarea aproape neschimbată a acestei configuraţii timp de 30 de ani a fost şi faptul că perfecţionarea unei rachete existente, comparativ cu realizarea alteia complet noi într-un interval relativ redus de timp, prezintă riscuri şi cheltuieli mai mici. Menţinerea unui singur tip de rachetă a creat posibilitatea trecerii la producţia de serie, cu efecte deosebit de favorabile asupra costurilor, calităţii şi frecvenţei lansărilor. Până în prezent s-au realizat peste 600 de exemplare de acest tip.

Ceea ce este demn de reţinut este faptul că în decurs de 10 ani, păstrându-se aceleaşi dimensiuni ale primelor două trepte, s-au realizat rachete tot mai puternice, astfel încât sarcina utilă a crescut de 80 de ori (de la 83,5 kg ale primului satelit la peste 7 000 kg ale navei SOIUZ). La aceste variante doar treapta a III-a era diferită.

Pentru lansarea unor încărcături mai mari peste 20 t s-a construit apoi racheta PROTON de 1 500 t, care păstrează dispunerea în paralel a primelor două trepte. În prezent se află în faza de probe de zbor un nou tip de rachetă, ENERGHIA, care va putea lansa în spaţiu sarcini de 100 t.

CABINA VOSTOK

Până în ziua lansării primei nave cosmice cu om la bord, în afara unui cerc restrâns de iniţiaţi angrenaţi efectiv în pregătirea acesteia, publicul nu fusese încă informat. Nimeni nu auzise de Iuri Gagarin, omul la care se oprise alegerea din grupul de 20 de piloţi care se antrenau în vederea primului zbor. Caracteristicile navei, data şi locul lansării nu făcuseră obiectul nici unei divulgaţii oficiale. În lume se ştia doar că sovieticii erau pe punctul de a încerca lansarea unei cabine pilotate. Zvonurile despre accidente şi incendii catastrofale petrecute în timpul lansărilor de probă circulau cu repeziciune.

O cursă tăcută se desfăşura pentru întâietate. Lipsită de rachete suficient de puternice, NASA decisese să efectueze primul zbor suborbital de scurtă durată cu un cosmonaut american la bordul unei capsule MERCURY la începutul lunii mai 1961. Dar nimeni nu se îndoia de faptul că sovieticii erau decişi să nu lase celorlalţi cinstea de a fi primii. Şi succesul lor a fost deplin.

Prima cabină cosmică, a cărei construcţie a fost definitivată în urma a 6 zboruri de probă care s-au succedat în perioada 1959-1961, ultimul dintre ele cu numai trei săptămâni înaintea lansării primului cosmonaut, era o realizare perfectă.

Întrucât la bord nu se afla un calculator, tehnica acelor ani nepermițând încă reducerea suficientă a volumului acestuia, nava era telecomandată, informaţiile fiind transmise de la centrul de calcul de la sol care emitea comenzile necesare mişcării ulterioare a cabinei.

Pe micul tablou de bord erau dispuse indicatoare, aparate de semnalizare optică, un ceas electronic, câteva butoane şi un glob pământesc în miniatură a cărui rotaţie era sincronizată cu mişcarea orbitală a navei şi care permitea determinarea poziţiei navei deasupra unei anumite regiuni geografice. Cosmonautul era plasat într-un fotoliu catapultabil, de un tip deosebit dotat cu paraşute, rezerve de oxigen, hrană, apă (pentru 10 zile), aparate de radioemisie şi goniometrie, sistem de ventilaţie a costumului spaţial, toate acestea fiind prevăzute pentru situaţiile de urgenţă în perioada aterizării şi după aceasta până la sosirea echipelor de recuperare.

Desigur că erau încă multe probleme nerezolvate şi astăzi unora li se par inutile teama şi incertitudinile de atunci, primitivă construcţia cabinei şi săracă dotarea ei cu aparatură, dar să nu se uite că se afirmă asta de pe poziţia creată de cunoştinţele actuale. Chiar şi astăzi, cu toate progresele deosebite realizate în tehnica spaţială, navele VOSTOK rămân modele de referinţă din punct de vedere al securităţii zborului şi al soluţiilor tehnice originale.

Nava cosmică VOSTOK cuprindea două părţi principale: cabina sferică ŞARIK în care se găseau cosmonautul, echipamentul necesar asigurării vieţii şi activităţii acestuia, precum şi sistemul de aterizare; compartimentul adăpostind aparatajul care funcţiona după intrarea pe orbită şi dispozitivul de frânare. Aceste elemente rămâneau pentru un timp cuplate cu carcasa treptei a III-a, care conţinea micromotoare pentru corectarea poziţiei pe orbită.

Pentru amatorii de construcţii de machete de rachete prezentăm alăturat desenele unei rachete de tip VOSTOK, precum şi unele variante constructive ale treptei a III-a.

După cum se observă, treptele I şi II sunt aproximativ identice cu cele ale rachetei SOIUZ prezentate într-un număr anterior al revistei. De aceea se prezintă în detaliu doar treapta a III-a şi cabina VOSTOK, în configuraţia de lansare (acoperită cu un coif protector), precum şi în faza de zbor orbital.

Acest tip de machetă este foarte bine cotată în competiţii la clasa S 7 datorită complexităţii deosebite şi posibilităţilor pe care le oferă pentru realizarea unui zbor complex şi spectaculos (separarea în zbor a corpurilor laterale, a treptei a III-a etc.). S-au construit variante ale machetei propulsate de 1-4 motoare de 5-40 Ns plasate în corpul central şi variante care aveau prevăzute motoare şi în corpurile laterale. Separaţia pentru catapultare se poate realiza în dreptul diametrului maxim al treptei a II-a sau imediat sub schela metalică dintre treptele II şi III.

Referitor la vopsire trebuie menţionat faptul că au existat mai multe variante şi anume: complet argintiu (metalic) pentru rachetele lansate în zboruri de probă, alb-kaki pentru VOSTOK 1 şi 2, sau în întregime alb pentru alte zboruri.

O machetă în mărime naturală (!) a rachetei a fost prezentată începând din 1967 cu ocazia unor saloane aviatice sau a unor expoziţii speciale în mai multe capitale europene, inclusiv la Bucureşti. Astăzi o astfel de machetă este expusă la intrarea în pavilionul „Cosmos" al Expoziţiei Realizărilor Economiei Naţionale a U.R.S.S.

Ing. LIVIU FICIU, A.S. „Voinţa"