«Пепелацы» летят на Луну. Часть 4. «Большой Кидок»

На встречу 35-й годовщине «высадки» людей на Луну!

В предыдущей части нашего повествования мы сделали очень важное открытие: по нашим оценкам удельный импульс второй ступени примерно 3450м/с, а значит, в качестве компонентов топлива были использованы кислород и керосин, а не кислород-водород. Я предвижу целую бурю критики (в стакане) от этого лабораторного опыта. Видимо мне сурово укажут на то, что все-таки на второй ступени водород был, но бракованный. Второй сорт. Наверно американцы водород на своей бензоколонке разбавляли ослиной мочой или пепси-колой. Из-за этого характеристики и упали на 20%. А возможно и двигатели были бракованные – там американские сантехники поставили плохие прокладки – вот 20% водорода и утекло. Ну что ж, я готов принять такое объяснение. Оно меня полностью удовлетворяет.
А теперь блок антирекламы. Граждане! Никогда не покупайте жидкий водород с рук у неизвестных лиц, или у фирмы НАСА. Опасайтесь подделок! Требуйте у продавца кассовый чек.

Давайте сделаем промежуточный итог нажим лабораторным опытам и подытожим.
Мы установили, что эталонные данные по первой ступени Сатурн-5 по факту таковы: эффективная масса расхода топлива фактически 2080,0тонн; масса сбрасываемой ступени с учетом обледенения всего комплекса 166,2 тонны и мы договорились добавить туда же САС (4,04т) и переходник между S-1C и S-IIВ (3,97т) итого=174,2 тонны; удельный импульс в вакууме 2982 м/с. К этой ступени у нас пока вопросов нет.
Со второй ступенью мы определились, что удельный импульс оценочно равен 3450 м/с или 352 сек. Если использовать керосин, то химические соотношения компонентов позволяют взять немного больше топлива – 516,2 тонны. Эффективный вес ступени (со всем гамузом) в конце работы двигателей =43,8 тонны плюс переходник на третью ступень – 3,65тонн; итого=47,4 тонны.
Интегральные потери скорости на участке вывода на ИСЗ =1783,4/с. Эту цифру мы получали, проверяя эталонные данные по Аполлон-12. При выведении на низкую опорную орбиту высотой 150-180км и наклонением 31градус, прибавка из-за вращения Земли 352м/с. Это значит, что чистая масса груза на опорной орбите LEO 85,8 тонны. Даю проверочный расчет:
Масса в момент отрыва M0=174.2+2080.0+516.2+47.4+85.8=2903.6 тонн; тогда Z1=2903.6/(2903.6-2080.0)=3.525;
Масса в момент вкл. Ст2 была М2=516.2+47.4+85.8=649.4; тогда Z2=649.4/(649.4-516.2)=4.875;
Конечная скорость 2982*Ln(3.525)+3450*Ln(4.875)+352-1783.4=7790м/с - Что и требовалось доказать!
Для любителей статистики лишь добавлю, что предпусковой расход топлива 38,7тонны; итого масса брутто всего комплекса Сатурн-5 с полной заправкой 2942,3 тонны.

Как видите, наши цифры вполне правдоподобны. Могу еще на пальцах дать такой пример. РН Зенит-2 имеет тоже две ступени – обе керосиновые, удельный импульс второй =350сек; при стартовом весе 459т масса полезной нагрузки на низкой орбите 13,7т или 2,98% от массы. Для Сатурн-5(«Керосин») получаем 85,8/2942,3=2,91%. Очень похоже!

И так, это значит, что по моей ЗАВЫШЕННОЙ оценке, с учетом волюнтаристски увеличенной массы топлива второй ступени, масса полезного груза не могла превышать 85,8 тонн на опорной орбите. Еще раз оговорюсь – оценка удельного импульса второй ступени, и оценка массы топлива там же, получена нами в результате лабораторной работы – оценке циклограммы полета Сатурн-5 / «Скайлеб». Опыт есть опыт – нравится нам результат или нет – мы можем его только анализировать, но не вступать с ним в дискуссии.

Что значит ВСЕГО 85,8 тонн на ИСЗ? Это значит, что к Луне мы можем отправить чуть больше тридцати тонн даже с водородом в баках.

Если быть совсем точнее, то дело было так. Ступень S-IVB с гигантом-водородником J-2 видимо не удалась. Перед первым пуском Сатурн-5 было всего три летных испытания S-IVB в составе Сатурн-1Б. Все в 1966 году. Их результаты – два раза не выход на орбиту ИСЗ (видимо не прошло включение ЖРД этой ступени, либо раннее отключение из-за неполадок) и один раз выход на орбиту ИСЗ в июле 1966г.
Вот результаты этого полета (1): «Последняя ступень (ракета S-4B) экспериментальной ракеты-носителя «Сатурн IB» SA-203 выведена на орбиту с неполностью израсходованным топливом. Основные задачи запуска - изучение поведения жидкого водорода в состоянии невесомости и ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ основного двигателя ступени. После проведения запланированных экспериментов в системе отвода паров водорода из бака были закрыты клапаны, и в результате повышения давления ступень ВЗОРВАЛАСЬ на седьмом витке».
Это значит, что S-IVB к полетам не готова. Зато была другая ступень - S-IV без индекса Б. Она была в два раза легче: масса брутто 50,5 тонн; сухой вес 5,2 тонны. На ней стояли ШЕСТЬ мелких ЖРД RL-10A-1. В отличие от мифических S-IVB и J-2, это железо летало на блоках «Центавр» с начала 60гг. Тяга 66,7кН; уд. имп. 4165м/с (2);

Озадачимся таким вопросом: сколько можно отправить к Луне (Vx=3200м/с) с этим барахлом, учтя массу адаптера лунного корабля – 1,17т. Тогда 3200=4165Ln(1+(50,5-5,2)/(5,2+1,17+Х)) или Х=32,5 тонны! Вот это все, на что была способна вся американская промышленность в конце 60гг.

Вы меня сейчас спросите – а какая разница? 45т или 32,5т ? Отвечаю – примерно такая же, как прийти на две минуты раньше отхода поезда, или на минуту позже… Вариация времени ничто, результат – поезд тю-тю.
Известно, что масса орбитального корабля Аполлон около 28,8 тонн. Значит, на «лунный» модуль остается 3,7 тонны… Именно столько весил муляж, который изображал из себя посадочный модуль ЛМ. Почти как в фильме «ДМБ», где солдат «Бомба» изображал из себя матерого кабана Хряка.

Так что отчасти мои провокационные расчеты во второй части статьи только показали всю абсурдность ситуации. Ведь только тут мы поняли, что никуда никакая S-IVB не летала. Только ее младшая сестра… И все споры моих оппонентов по поводу эпохального полета Аполлон-8 (с балластом или без балласта) становятся абсурдными – вся лунная программа летала с балластом. Перефразируя Армстронга –« это маленький КИДОК для чугунной болванки, но большой КИДОК для всего человечества…» Возможно Нейл Армстронг и входил в состав чугунного «корабля», упавшего 20 июля 1969г на Луну - тогда я согласен взять свои слова на зад!

Можно немного пофантазировать – а как же технически осуществлялся групповой полет к Луне. Логично предположить следующее. Командный модуль весом 28,8т. вместе с муляжом весом 3,7т. были запущены по высокоэллиптической орбите в сторону Луны. Вероятно, орбитальный корабль и лунник «ЛМ» как-то механически были связаны через упрощенный стыковочный узел без герметического лаза-перехода. Например, так было в советском варианте лунного корабля. Сам муляж имел по крайней мере радиопередатчик, телекамеру, систему ориентации и двигатель с небольшим запасом топлива. Визуально он должен походить на бесчисленные «макеты» лунного модуля, в производстве коих НАСА преуспело.
Так что этот «ЛМ» вполне мог отделиться уже на орбите спутника Луны, покувыркаться там, делая снимки издали корабля Аполлон в разных ракурсах. Так как на Луне нет атмосферы, то можно уменьшить периселиний до 10-15км. Пролетая на такой низкой высоте, можно делать хороший крупный план имитации посадки на поверхность. Так как первая космическая скорость на Луне всего 1,68км/с, то картинка сильно мазаться не должна. В конце этот муляж должен либо мягко сесть, либо жестко упасть. Смотря как было рассчитано заранее.
Вы думаете – это просто мои фантазии? Я вам рассказываю фактически программу полетов «Рейнджер», «Луна орбитер» и «Сервейер». Кстати, фотографии Луны с высоты 45км, снятые «Луна орбитер-2», поражают своим качеством и эффектом присутствия – кажется, что стоишь на где-то горе, рядом с лунным кратером Коперника, и смотришь на горизонт. Все эти аппараты имели вес сотни килограмм, так что на их базе состряпать имитацию в рамках лимита 3,7т. сможет даже дурак.

Дописал эти строки, и вдруг вспомнил классический фильм «Ва Банк-2». Помните? Там пан Штыц и пан Краммер решили бежать в Швейцарию. А эти чудные фразы – «Цюрих мне битте, Цюрих!» или «Загородная прогулка вокруг Варшавы за пять тысяч долларов! Три тысячи, две тысячи, всего пять тысяч долларов! Не верю! Нет!»

Кто-то может мне возразит – хорош трепаться. Раз написано люминий, простите, выводит 46,6 тонн к Луне, значит выводит. Ведь это не филькина грамота – это техническое задание (ТЗ). А у Вас получается, что фон Браун сделал некондиционную ракету, не соответствующую ТЗ. Вот-вот, то и получается. Думаете, не имеет этот факт аналогов в истории?
Между прочим, в СССР ситуация была аналогичная. Согласно ТЗ ракета Н-1 должна была выводить 95 тонн на низкую орбиту. Должна, но… В источнике (1) есть загадочная фраза, которая в переводе звучит так: первые четыре ракеты имели массу меньше нормы и могли вывести на ИСЗ всего 70 тонн. То есть в будущем конечно да, но пока нет. Мне сложно судить без фактического материала о цифре 70 тонн, но то, что авантюрист Мишин и его банда обманывали партию и правительство с 1966г. по 1974г. – это факт! Как факт и другое – правительство Брежнева выгнало обманщика с работы, а саму программу замолчало, вроде ее никогда и не было. А чем собственно гордится? Авантюризму и шарлатанству в науке не место.
Правительства трех президентов – Джонсона, Никсона и Форда не имели ничего против авантюризма фон Брауна. Наоборот, его хвалили, поощряли и всячески награждали. А из лунной эпопеи сделали классное шоу с участием лучших режиссеров Голливуда. Ничуть не хуже известного фильма «ВаБанк-2». Что-то в жанре мелодраматической комедии со счастливым концом.

В следующей части я планирую больше не мучить любезную публику формулами, а заняться «кином». Мы поговорим о «кине». Или – любите ли вы «кину», как люблю ее я.

(Продолжение следует)


(1) БСЭ ежегодник за 1967 год. http://epizodsspace.narod.ru/bibl/ejeg/1967/67.html
(2) Mark Wade, astronautix.com

Гоблин - това е не само и не толкова раса. Това е начин на мислене.