Image
Fieoktistow uważał, że plan przelotu badawczego koło Marsa, o nazwie TMK-1, jest zbyt ograniczony. W 1960 roku, grupa pod jego kierownictwem przedstawiła plan pełnej, załogowej wyprawy na czerwoną planetę – statek miał zostać zmontowany na niskiej orbicie ziemskiej, a sprzęt miały dostarczyć rakiety N1 (wymagałoby to co najmniej dwóch lotów). Statek miał być zasilany silnikiem jądrowo-elektrycznym, a reaktor byłby oddalony od pomieszczeń dla załogi, dzięki wysięgnikowi teleskopowemu. Na miejscu pięć lądowników przetransportowałoby na powierzchnię „konwój”, który miał badać planetę przez rok. Plan TMK-E podlegał w latach sześćdziesiątych wielokrotnym zmianom, wraz z napływaniem informacji o tym, że atmosfera Marsa jest rzadsza, a silniki jądrowo-elektryczne mniej wydajne, niż zakładano.

Źródło: http://www.astronautix.com/craft/tmke.htm

Tłumaczenie: Joanna Jodłowska 

Klasa: lot załogowy. Typ: wyprawa na Marsa. Państwo: ZSRR. Projektant: Sergiej Korolow.

Image
TMK-E - prawa autorskie: Mark Wade

Sekcja Specjalnego Biura Projektowego numer 1 pod kierownictwem Fieoktistowa uważała, że plan przelotu badawczego koło Marsa, przedstawiony przez Maksymowa, jest zbyt ograniczony a zarazem optymistyczny. Specjaliści z tej sekcji uznali, że nie jest ani wskazane, ani nawet możliwe, wysłanie wyprawy przy pomocy zaledwie jednego wyniesienia na orbitę. Początkowo zaproponowali scenariusz z podwójnym wyniesieniem – najpierw TMK odbyłby na orbicie długie testy. Dopiero po zakończeniu fazy testowej, wysłana zostałaby druga rakieta N1, która ustawiłaby statek na kursie na czerwoną planetę.

Jednak w czasie gdy formułował tę sugestię, Fieoktistow pracował już  nad wykorzystaniem silników jonowych do zwiększenia masy TMK lub zmniejszenia liczby lotów orbitalnych, potrzebnych do ustawienia statku na kursie. 12 sekcja Specjalnego Biura Projektowego numer 1 pod kierownictwem M.W. Mielnikowa rozpoczęła już, na skutek nalegań Siergieja Korolowa, prace nad takim silnikiem. Kilka silników jonowych o łącznym ciągu 7,5 kgf mogłoby wynieść TMK-E na niską orbitę ziemską, tak by mógł się powolnym, spiralnym ruchem oddalać od planety, aż do osiągnięcia drugiej prędkości kosmicznej. Jednak nawet przy tak ograniczonym zastosowaniu, baterie słoneczne, służące do dostarczenia silnikom jonowym energii, musiałyby mieć w sumie powierzchnię 36.000 metrów kwadratowych – rzecz ewidentnie nieosiągalna w 1959 roku. Fieoktistow zaproponował zatem użycie reaktora jądrowego do napędzania silnika jonowego.

TMK-E według projektu Fieoktistowa, byłby pierwszym statkiem przeznaczonym do wyprawy na Marsa, w którym zastosowano by silniki jonowe napędzane przez reaktor jądrowy. Miał zostać zmontowany na niskiej orbicie ziemskiej, a następnie odlecieć ku czerwonej planecie. Według pierwotnego planu, wykorzystywałby reaktor jądrowy o mocy 7 MWt, by zasilić silnik jonowy o ciągu 7,5 kgf i przewidywanym impulsie właściwym 10.000 sekund. TMK-E byłby przygotowany na trwającą trzy lata wyprawę, z której lot na silnikach trwałby sumarycznie rok. Od dziobu ku rufie, ten długi, bo aż 175 metrowy statek, miał się składać z:

  • Części mieszkalnej na wzór TMK-1 o szerokości 6 i długości 18 metrów, przeznaczonej dla sześciu osób i wyposażonej w osłonę na dziobie
  • Wąskiego tunelu pod ciśnieniem, w którym znajdowałyby się dwa lądowniki marsjańskie i jeden statek przeznaczony do powrotu na Ziemię, zbudowany według schematu Sojuza
  • Długiego wysięgnika kratowego, na którym, w centrum grawitacji statku, umieszczone były: silnik jonowy i zbiorniki z paliwem.
  • Czterech kolejnych lądowników marsjańskich, ze wszystkimi pojazdami, przeznaczonym dla „konwoju”.
  • Osłony o dużej średnicy, służącej do osłaniania pomieszczeń przeznaczonych dla załogi, od działania reaktora.
  • Na końcu wysięgnika wyciąganego po starcie i stabilizowanego przez dwa pręty znajdować się miał reaktor zasilający

Sprzęt przeznaczony do badań powierzchni Marsa, miał zostać przetransportowany na planetę w pięciu lądownikach i przybrać formę konwoju. Lądowniki, każdy o masie około 10 ton, były pociskami o aerodynamicznym kształcie i płaskiej podstawie – miałyby po 5,5 metra średnicy i 9 metrów długości. Po wylądowaniu na powierzchni, miały się podzielić na części, z których jedna miała stanowić osłonę dla, znajdujących się wewnątrz „pocisków”, pojazdów ekspedycji. Konwój składać się miał z pięciu połączonych „wozów”:

  • Wozu przedniego z pomieszczeniami dla załogi, mechanicznymi ramionami i systemem wiertniczym
  • Wozu-lądowiska, przeznaczonego dla samolotu zdolnego do pionowego  startu i lądowania, mającego służyć do odbywania lotów wewnątrz atmosfery planety.
  • Dwóch wozów przeznaczonych dla rakiet – każda z rakiet (jedna zapasowa) mogła posłużyć do wysłania trzyosobowej załogi na czerwoną planetę, a później z powrotem na jej orbitę. Rakiety-lądowniki miały kształt stożków z obciętymi czubkami, wysokość 5,4 metra i szerokość 7 metrów.
  • Wozu tylnego, wyposażonego w reaktor jądrowy, zasilający cały konwój

Po zmontowaniu konwoju na powierzchni planety, załoga miała rozpocząć długie badania powierzchni i atmosfery. Miała przebyć całą planetę wzdłuż – od bieguna do bieguna. Dane z badań miała zaś wysyłać do statku stacjonującego na orbicie, który przekazywałby je Ziemi. Po zakończeniu badań badacze, wraz z próbkami gruntu i innymi eksponatami do zbadania, wróciliby na pokład TMK-E, który zabrałby wszystkich na Ziemię.

Udział w projektowaniu wzięli m.in. K.P. Fieoktistow, W.A. Adamowicz, W.W. Mołogcow, K.S. Szustin, W.E. Lubiński, W. I. Starowerow, L.A. Gorszkow i C.W. Solowiew. Fieoktistow był jednym z głównych projektantów załogowych statków kosmicznych i sam poleciał w kosmos statkiem Woschod 1.

Załoga: 6. Trwałość: 1000 dni. Długość: 175,00 m. Największa średnica: 6,00 m. Rozpiętość: 20,00 m. Masa: 150.000 kg. Ciąg głównego silnika: 74 N. Paliwo głównego silnika: ksenon. Impuls właściwy silnika głównego: 10.000 sek. Zasilanie: reaktor jądrowy. Wydolność zasilania: 7.000,00 sek. Wynoszenie za pomocą: rakiety N1.


TKM-E – kalendarium:
  • 1 stycznia 1957 – ZSRR rozpoczyna prace nad silnikiem jonowym

Na skutek nalegań Siergieja Korolowa, 12 sekcja Specjalnego Biura Projektowego numer 1 pod kierownictwem M.W. Mielnikowa, rozpoczyna prace nad silnikiem jonowym. Już w 1959 padają sugestie, że kilka silników jonowych, o łącznym ciągu 7,5 kgf, mogłoby wynieść TMK-E na niską orbitę ziemską, tak by mógł się powolnym, spiralnym ruchem oddalać od planety, aż do osiągnięcia drugiej prędkości kosmicznej. Jednak nawet przy tak ograniczonym zastosowaniu, baterie słoneczne, służące do dostarczenia silnikom jonowym energii, musiałyby mieć w sumie powierzchnię 36.000 metrów kwadratowych – rzecz ewidentnie nieosiągalna w 1959 roku. Fieoktistow proponuje użycie reaktora jądrowego do napędzania silnika jonowego.

  • 23 czerwca 1960 – oficjalnie powstaje radziecki plan podboju kosmosu

Dekret 715-296 „O produkcji różnych pojazdów wynoszących, satelitów i statków kosmicznych na użytek kosmicznych sił zbrojnych” zatwierdzał projekty wielu typów statków i pojazdów wynoszących, autorstwa Korolowa, Jangiela i Czelomieja. Uwzględniał rakietę N1 (rozwijanie pojazdów wynoszących o masie wyjściowej do 2000 ton i udźwigu do 80 ton, wykorzystujących typowe paliwo chemiczne) a także reaktory jądrowe do zasilania i napędzania statków kosmicznych.

  • 27 lipca 1964 – plany symulatora kosmicznego

W IAKM odbywa się dwudniowa konferencja dotycząca wymagań stawianych urządzeniom szkoleniowym i zadań, jakie powinny realizować w ciągu najbliższych 6 czy 7 lat symulatory kosmiczne. W szczególności dotyczy to podstawowych urządzeń szkoleniowych do ćwiczenia lotu na Księżyc i symulatora TMK. Do pomieszczenia tych urządzeń potrzebny będzie nowy teren szkoleniowy o powierzchni 7000 m2 –urządzenia TsPK (Centrum Szkolenia Kosmonautów) będą się znajdować w, przypominającym hangar, budynku D, natomiast komora ciśnień i temperatur TBK-60 zostanie umieszczona w oddzielnym hangarze. Ostatecznie, pełne plany przystosowania urządzeń ćwiczebnych do nawigacji w kosmosie i symulowania lotu bojowym statkiem kosmicznym zostaną przedstawione dopiero w 1965 roku.

  • 26 czerwca 1965 – Zbyt wolne tempo prac nad urządzeniami ćwiczebnymi: Dotyczy programów: Woschod i Lunar L1. Lotów: Sojuz 1, Sojuz 2A, Woschod 3, Woschod 4, Woschod 5, Woschod 6. 

Titow i Kamanin odwiedzają Instytut Badawczy Lotnictwa (LII), by skontrolować stan prac nad tworzeniem symulacji ćwiczebnych. Okazuje się, że inżynierowie jeszcze się nie zabrali za symulatory lotu statkiem wyposażonym w skrzydła, symulator Sojuza zostanie ukończony dopiero w lipcu 1966, a nowy, przeznaczony dla programu Woschod wciąż istnieje wyłącznie na papierze. Natomiast symulatory lotów załogowych na księżyc czy przelotów badawczych koło planet nie zostały jeszcze nawet poddane pod dyskusję. Jest jasne, że Kamanin będzie się musiał udać do ludzi wyżej postawionych, Dementiewa i Smirnowa, i wymóc na nich przekazanie dodatkowych środków na to przedsięwzięcie, by prace mogły iść szybciej.


Bibliografia:

  • Kamanin N. P. Skritiy kosmos. Moskwa: Infortext, 1995. Dziennik szefa radzieckiego zespołu kosmonautów z lat 60’ – daje duży wgląd w przebieg programu lotów kosmicznego.
  • Wetrow G. S. S. P. Korolev i evo delo. Moskwa: Nauka, 1998. ISBN: 5020036846. Zebrane dokumenty Siergieja Korolowa – głównego architekta radzieckiego programu kosmicznego, wspaniałe źródło informacji. W języku rosyjskim.
  • Krasnikov Aleksandr. Russian Space History Web Site. "Pilotiruemiy polyot na Mars - chetvert veka nazad". Przegląd radzieckich planów załogowej misji na Marsa na podstawie artykułu o tymże tytule autorstwa Igora Afanasjewa w Vestnik vozdyshnovo flota, n 7-8, 1996. Źródło dostępne pod adresem http://www.aha.ru/~kai/spaceflt/index.html.
  • Semenov Yu. P. S P Korolev Space Corporation Energia. RKK Energia, 1994. ISBN: 1896522815. Dwujęzyczny (rosyjsko-angielski) album o historii Korporacji Energia. Zawiera wiele unikatowych zdjęć i rysunków rakiet i statków kosmicznych, projektowanych przez Korolowa. Ponownie wydany przez Apogee books w 2000.