Первый спутник: альтернативная история

0
0

Интересная статья из ЖЖ Филиппа Терехова (очень рекомендую любителям космической тематики). Итак….

Запуск первого спутника оказался большим сюрпризом, но в целом событие было ожидаемым – шел Международный геофизический год, и о намерении в его рамках запустить спутники заявили еще в 1955 году США и СССР. Достаточно известен факт, что США почти вывели объект на орбиту на год и месяц раньше. А если подумать, то можно вообразить сценарии, в которых спутник был бы запущен еще раньше. Давайте попробуем представить, как это могло бы быть.

Первый спутник: альтернативная история

Вывоз на старт ракеты Р-7, фото Роскосмоса

Постановка задачи

Первый спутник: альтернативная история

Спутник Vanguard TV3 в музее, фото RadioFan/Wikipedia

Первый спутник весил 83 кг, это немало, и запустить такую же массу ракетами альтернативной истории может быть нелегко. Из реальных первых спутников самым легким был Vanguard TV3, попытка запуска которого 6 декабря 1957 года окончилась неудачей. Он весил всего 1,36 кг. Поэтому вполне можно взять 1 кг в качестве предполагаемой минимальной полезной нагрузки. Для каждого сценария также попытаемся прикинуть, как это могло реализоваться.

Сценарий 1. Везение и продуманность

Первый спутник: альтернативная история

Старт ракеты Р-7, фото РКК "Энергия"

Известно, что Р-7 начала летать не сразу. При первом пуске 15 мая 1957 на боковом блоке начался пожар, блок потерял тягу за несколько секунд до разделения, отвалился и привел к разрушению пакета. Несколько попыток запустить двигатели 11 июня окончились неудачей, и ракета даже не оторвалась от стартового стола. 12 июля ошибка в новом приборе привела к тому, что на систему управления стала действовать помеха, ракета закрутилась вокруг продольной оси и развалилась. Успешные пуски 21 августа и 7 сентября показали, что теплозащита головной части недостаточна, и продолжать испытания по военной программе межконтинентальной баллистической ракеты нельзя. На освободившуюся ракету поставили быстро сделанный простейший спутник, который и стал первым в истории человечества.

Можно ли здесь ускорить запуск первого спутника? Легко – если бы не поставили неисправный прибор 12 июля, если бы не было чистого невезения с замерзшим клапаном и проблемой в двигателе 11 июня, и если бы перед первым пуском конструкторы вспомнили о необходимости проверять герметичные соединения после перевозки ракеты по железной дороге, то при удачном стечении обстоятельств два первых пуска 15 мая и 11 июня проходят успешно, показывают недостаточность теплозащиты боеголовки, и первый спутник отправляется в полет уже в районе 12 июля.

Сценарий 2. Политика и непослушание

Первый спутник: альтернативная история

Ракета Juno I в цехе, хорошо видны верхние ступени, источник: Drew Ex Machina

Еще в 1954 году на заседании Американского ракетного общества Вернер фон Браун предложил запустить спутник, и у него для этого уже была реальная возможность. С 1953 года начала летать созданная им ракета Redstone, на нее можно было поставить несколько ступеней твердотопливных двигателей, и суммарной набранной скорости должно было хватить для вывода небольшой полезной нагрузки на орбиту. Но проект Orbiter фон Брауна проиграл конкуренцию проекту Vanguard, который был исконно американским и не отягощался историей эмиграции из потерпевшей поражение нацистской Германии. Даже после запуска советского спутника Vanguard сохранял приоритет, и нужен был его эпический взрыв перед прессой, чтобы фон Брауну наконец дали зеленый свет. С тремя дополнительными твердотопливными ступенями (одна из них жестко связана со спутником) и под названием Juno I ракета Redstone вывела 1 февраля 1958 года первый американский спутник.

Почти в таком же варианте, но с макетами четвертой ступени и спутника, под названием Jupiter-C, ракета Redstone стартовала 20 сентября 1956 года. Полет прошел успешно, была достигнута скорость 7 км/с, высота 1100 км и дальность 5300 км. Если бы вместо песка на ракете стояла рабочая четвертая ступень, то вполне могло получиться выйти на орбиту. Но в нашей реальности, по рассказам, правительство отрядило целого генерала Джона Медариса проверить, не поставил ли фон Браун тайком четвертую ступень. В дальнейшем Jupiter-C использовалась для испытаний теплозащиты боеголовок разрабатываемой ракеты Jupiter.

Технически, собрать ракету Redstone с твердотопливными ступенями и запустить спутник можно было с 1953 года, но все упиралось в отсутствие интереса на политическом Олимпе. Если предположить, что фон Брауну (или другому космическому энтузиасту) удалось бы убедить достаточное количество лиц, принимающих решения, что запуск первого спутника станет историческим событием с гигантским пиар-эффектом, то первый спутник мог быть запущен еще тогда. Сценарий, когда спутник и четвертую ступень грузят тайком и запускают в сентябре 1956, выглядит как в кино и не реалистичен. Вряд ли фон Браун рискнул бы всей карьерой ради приоритета. Теоретически его действия могли оправдать задним числом, мол, "победителей не судят", но это очень сомнительные построения. Также здесь появляется любопытная проблема – Juno I не могла вывести на орбиту спутники массой больше десятка килограмм. А более грузоподъемных ракет пришлось бы ждать годами. Громкий старт космической эры мог обернуться длительным периодом застоя, когда ограничения по массе спутников не позволили бы запустить ничто сколько нибудь сложное.

На этом реалистичные сценарии заканчиваются, и дальше идут фантазии.

Сценарий 3. С войной и без войны

Первый спутник: альтернативная история

Старт "Фау-2"

Можно ли было запустить спутник на какой-нибудь модификации "Фау-2"? В исходном варианте – нет. Тяга двигателя "Фау-2" составляла 26 тонн против 36 у Redstone, а удельный импульс – 203 секунды на уровне моря против 235 у Redstone. Плюс, нормальное смесевое твердое топливо появится не раньше 1947 года, так что верхние твердотопливные ступени были бы тоже менее эффективны. Отсутствие материальных свидетельств означает, что двухступенчатая межконтинентальная ракета А-9/А-10, которую хотели применять для обстрела США, не пошла дальше эскизов. Но, теоретически, если бы в конце 30-х вместо военных разработок фон Брауну дали задачу запустить спутник и обеспечили ресурсами, то он вполне бы мог это сделать в 1940-х. Но для тогда потребовалось бы множество крайне серьезных изменений в истории.

Вариант 4. Волшебный попаданец

Первый спутник: альтернативная история

Ракета Lambda-4S, фото Momotarou2012/Wikipedia

Наверное, предельным сроком, когда возможно было бы запустить спутник без свалившихся с неба высоких технологий, являются тридцатые годы. Но для этого пришлось бы привлекать знания и опыт второй половины 20 века, и, что самое забавное, страной, которая могла бы это сделать, становится СССР. До 1942 года (первый пуск "Фау-2") в мире нет мощных жидкостных ракетных двигателей. Поэтому единственным вариантом будет твердое топливо. До изобретения смесевых топлив единственным вариантом является баллиститный порох. Это специальным образом обработанный бездымный порох, который медленнее горит. У него невысокий удельный импульс, в районе 200 секунд, но это все равно в два с лишним раза лучше удельного импульса черного пороха. СССР в конце 30-х разрабатывает "Катюши", поэтому является мировым лидером по разработке и производству баллиститного пороха для ракет. В 30-х годах невозможно сделать полноценную систему управления (ракета в полете поддерживает неустойчивое равновесие, как карандаш на пальце), и вот тут придется воспользоваться японским опытом. Ракета Lambda-4S, впервые запущенная в 1966 году, использовала минимум сложной электроники. Стартовала она с рампы, наведенной на нужный угол. Затем ракета раскручивалась и поддерживала устойчивость по принципу волчка. Перед отделением последней, пятой, ступени, система управления поворачивала ее по оси вращения единственного гироскопа. Подобную примитивную систему управления можно было бы создать и в 30-х годах.

Первый спутник: альтернативная история

Схема выведения Lambda-4S, источник: open-aerospace.github.io

Из-за меньшего удельного импульса ступеней было бы много, не меньше трех, и полезная нагрузка была бы минимальной. Вместо радиопередатчика скорее всего пришлось бы разворачивать, например, отражатель – передатчик и батареи были бы слишком тяжелыми. Но технически схема получается вполне работоспособной.

Заключение

Кроме забавных технических задач, подобные эксперименты с альтернативной историей наводят на любопытную мысль – запуск первого спутника состоялся в очень удачное время и был сделан самой подходящей для этого страной. Если бы первыми спутник запустили США, то такой интенсивной космической гонки могло бы и не быть. В конце концов преодоление звукового барьера в США в 1947 году, пусть и вызвало определенный ажиотаж, мир не перевернуло. А удачным время названо потому, что у СССР уже была готова очень мощная ракета-носитель, и США заканчивали разработку своих. Самые разнообразные технологии были готовы к тому, чтобы соединиться и вызвать крайне бурное развитие космонавтики.

С праздником! С шестидесятилетием запуска первого спутника!

11
Комментировать

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
4 Цепочка комментария
7 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
0 Авторы комментариев
grunmousedoktorkurganК.С.Р.NFapokalipsx Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
новее старее большинство голосов
Уведомление о
Ansar02

!!! А, собственно, почему так

yes!!! А, собственно, почему так уж обязательно запускать первый — чисто демонстрационный спутник, ракетой?

grunmouse
grunmouse

А потому что больше ничем его

А потому что больше ничем его не пустишь. Что взлетело с Земли со скоростью меньше параболической, обязательно на неё упадёт, если не сможет поднять перигей. А как без ракеты его поднимешь?

apokalipsx

Когда писаал АИ с победой

Когда писаал АИ с победой Рейха, у меня немцы запустили первый спутник выстрелом из многокамерной пушки. Советую прочитать про американскую пушку HARP и иракский проект "Вавилон" Саддама Хусейна. Собрать динамореактивный снаряд для 406мм пушки, даже в 30-40ые годы не проблема. Сам спутник может быть чем-то простым. Например подобие американского спутника 1960 года Эхо-1(пассивный рефлектор сигналовс радиомаяком внутри) или наш "космический мусор" Маяк (пирамида из металлической плёнки) .

К.С.Р.
К.С.Р.

apokalipsx пишет:
Когда

[quote=apokalipsx]

Когда писаал АИ с победой Рейха, у меня немцы запустили первый спутник выстрелом из многокамерной пушки.

[/quote]

Камрад, разве такое возможно?

Я сознаюсь, что все мои познания в ракетостроении начались и закончились на инсталляции KSP, но даже при упрощенной физике так не получится. Выкинуть снаряд в космос пушкой можно, но это не значит, что он станет спутником планеты!

Пупс

Мона мона! Ток снаряд

Мона мона! Ток снаряд активно-реактивный! Многие над этим работали и вроде уже подошли, да и электрника тоже подошла. В инете полно идей и статей, у Саддама доктор Буль вроде работал, его МАССАД хлопнул…frown

apokalipsx

Читайте выше. Я вам два

Читайте выше. Я вам два примера привёл, не говоря уже про малоизвестные проекты. Вот вам вики 

Кульминацией проекта стала 16-дюймовая (406-мм) пушка, установленная на Барбадосе (Карибское море). Для улучшения баллистики снаряда, в стволе перед выстрелом создавался технический вакуум. 180 килограммовые снаряды в 40 метровом стволе разгонялись до скорости 3600 метров в секунду. Пушка выбрасывала их на высоту 180 километров, после чего они падали в океан. Этого было недостаточно, чтобы вывести спутник на постоянную орбиту. Однако Джеральд Булл разработал снаряд-ракету «Marlet», которая могла бы доставить небольшой спутник на орбиту.

В 1967 году проект был закрыт. В конце 80-х наработки были использованы в иракском проекте по созданию суперпушек под названием «Вавилон». Окончательная ликвидация программы осуществлена силами ООН после ирано-иракской войны в 1991 году

Есть варианты старта ракеты с высотных самолётов, запуск с воздушного шара в стратосфере. Тут на форуме есть рассказ даже про паровую пушку сделанную из горы ! для запуска грузов на орбиту. Сейчас пушки Гауса тоже рассматривают, а ведь изобрели первый рельсотрон ещё в 1916 году. Эфективная дальность таких пушек 200км, вполне хватит для низкой орбиты.

К.С.Р.
К.С.Р.

apokalipsx пишет:
Читайте

[quote=apokalipsx]

Читайте выше. Я вам два примера привёл, не говоря уже про малоизвестные проекты. Вот вам вики

[/quote]

Камрад, вы допускаете классическую ошибку, я и сам заблуждался, путая высоту с орбитой, пока KSP не поставил.

 

[quote]

Тут на форуме есть рассказ даже про паровую пушку сделанную из горы ! для запуска грузов на орбиту. Сейчас пушки Гауса тоже рассматривают, а ведь изобрели первый рельсотрон ещё в 1916 году. Эфективная дальность таких пушек 200км, вполне хватит для низкой орбиты.

[/quote]

Камрад, достигнуть высоты не значит выйти на орбиту. Орбита есть замкнутая траектория, и если она началась на поверхности, то там и закончится, только с другой стороны планеты. Обязательно потребуется ракета чтобы в высшей точке траектории дать скругляющий импульс и перевести эллиптическую орбиту, ведущую назад на поверхность, в круговую. Посмотрите на Youtube гайды по KSP, там отлично рассказывают об орбитальной механике. Я по ним свой первый спутник выводил. smiley

grunmouse
grunmouse

Что за выражения… Надо в

Что за выражения… Надо в апогее дать доразгонный импульс для поднятия перигея.

grunmouse
grunmouse

Можно ли здесь ускорить

Можно ли здесь ускорить запуск первого спутника?

Ускорить разработку самого первого спутника ака Объект Д ни как иначе. ПС-1 запустили от безысходности, потому что Объект Д не успевали, а пускать надо было (обещали до конца года пустить).

NF

++++++++++

++++++++++

×
Зарегистрировать новую учетную запись
Сбросить пароль
Compare items
  • Включить общее количество Поделиться (0)
Сравнить