Neúspěšná ruská superraketa s nosností kolem 100 tun, určená pro pilotované
lety k Měsíci v šedesátých letech. Všechny zkušební lety skončily nezdarem
a vývoj byl ukončen.
Ačkoliv
závod o Měsíc nikdy oficiálně vyhlášen nebyl (a zvláště po roce 1969 byl
z ruské strany vytrvale popírán), ve skutečnosti obě kosmické velmoci o
tento cíl po několik let soutěžily. Už z jednotlivých kroků v poznávání
vesmíru v létech 1957-1961 logicky vyplývalo, že dalším cílem mohou být
jen vzdálenější planety - anebo přistání člověka na Měsíci.
V březnu 1964 byla k dispozici konstrukční dokumentace rakety N-1. V
předloženém návrhu bylo u prvního stupně počítáno s kombinací raketového
pohonu s reaktivním náporovým motorem. Vlastní pohon měly jako obvykle
zabezpečovat raketové motory rozmístěné po obvodu stupně, a vzduch zachycovaný
difuzory na dolní části rakety měl být veden do prostoru mezi motory. Proudy
spalin urychlený a dodatečnou oxidací vytékajících spalných plynů ohřátý
vzduch měl vytvářet jako v náporovém motoru doplňkový tah nezanedbatelné
velikosti a tak významně zlepšovat termickou účinnost pohonu.
Najednou se však ukázalo, že o projektovanou raketu není zájem, pro
vojáky byla příliš velká a složitá a pro civilní použití nebyla dostatečně
přesně definována užitečná zatížení. Nejspíše na základě intervence S.
P. Koroljova bylo nakonec 3. 8. 1964 vydáno vládní usnesení "O pracích
k výzkumu Měsíce a kosmického prostoru", jímž byl další vývoj legalizován
a získáno i potřebné finanční krytí. Součástí usnesení byl i nový časový
plán, podle něhož měly být letové zkoušky zahájeny v létech 1967-68.
Pro zkoušky mělo být připraveno 12 raket a 2 makety k výcviku obsluhy.
Podle jiných údajů mělo být do roku 1968 zhotoveno 10 raket. Jednotlivé
letové experimenty měly následovat ve tří až čtyřměsíčních intervalech,
takže ukončení se dalo očekávat v roce 1970 nebo 1971. S operačním nasazením
kompletu N-1 se pak dalo počítat o rok až dva později. To by ovšem svědčilo
o tom, že bud' možnosti svých soupeřů v USA podceňovali anebo se do žádného
závodu o Měsíc pouštět nehodlali.
Práce šly zřejmě rychle kupředu, nebot' již 25. 12. 1964 Koroljov podepisuje
výkresovou dokumentaci kosmického systému N1-L3 pro uskutečnění expedice
na Měsíc. Bohužel nebyla to dokumentace konečná.
Pro zabezpečení expedice dvojice kosmonautů na Měsíc bylo nutno dále
zvětšit nosnou kapacitu rakety na 90-100 t (nakonec se ustálila na hodnotě
95-98 t), což ovšem vedlo k vzrůstu hmotnosti rakety na 2800-2900 t (skutečná
hmotnost pak byla 2788 t). Aby se vyhovělo novým požadavkům, bylo nutné
snížit výšku parkovací dráhy a změnit azimut vypouštění rakety, zvětšit
objem nádrží vsazením válcového prstence v ekvatoriální části nádrží (u
největší nádrže se vsazoval deseticentimetrový pás), což vedlo k přínosu
zhruba 13 t KPL. Druhou cestou k zvětšení zásoby KPL na palubě rakety N-1
bylo plnění nádrží podchlazenými složkami pohonných látek - přínos 292
t znamenal zvýšení charakteristické rychlosti o více než 300 m/s.
Důsledkem všech změn byla však nutnost zvětšit počet motorů prvního
stupně z 24 na 30. Šest dodatečných raketových motorů bylo umístěno do
středu dna rakety a proto bylo nakonec upuštěno od ejektovaného účinku
vzduchu a difuzory (vstupní štěrbiny) se zakryly. Přidána byla speciální
ocasní část ve tvaru sukénky a roštová aerodynamická kormidla.
V roce 1965 byla konečně zahájena výstavba startovního komplexu na kosmodromu
v Bajkonuru. Jednalo
se o stavbu rozsáhlou a složitou. Tvořily jí vypouštěcí postavení 11 P852
(též plošina 110) se dvěma rampami (č.1 a 2, či pravá a levá rampa), technické
postavení, montážní a zkušební hala (MIK), která v tomto případě byla i
provozem výrobním, kde se zhotovovaly ony obrovské kulové nádrže a části
potahu rakety, v blízkosti MIK bylo postaveno i sídliště. Začátkem roku
1967 byla dokončena pouze jedna rampa, úplně dokončen byl komplex až na
sklonku téhož roku. Náklady na výrobu výrobního, montážního a starovního
komplexu tvořily převážnou část z jedné miliardy rublů, uvolněné na zřízení
experimentální základny.
Snad z důvodů nedostatku peněz, snad na základě svých zkušeností, snad
pro nedostatek času přijal S. P. Korojlov osudné rozhodnutí přezkoušet
funkci 1. stupně až při zkouškách letových. Již u předešlých konstrukcí
(např. u známé rakety R-7) se rakety komplexně zkoušely teprve za letu,
mnohokrát se tento způsob osvědčil, urychlil postup vývoje i operačního
nasazení a ušetřil prostředky. Zkušenosti získané s relativně nesložitými
raketami nebylo však možno jednoduše přenášet na tak komplikovaný systém,
jaký představovala raketa N-1.
Je pochopitelné, že každý typ motoru, určený pro novou raketu, byl podroben
rozsáhlým experimentům na zkušením stavu, u druhého i třetího stupně byla
takto zkoušena i celá sestava osmi a čtyř raketových motorů. Pro podrobné
přezkoušení prvního stupně žádné zařízení odpovídající velikosti k dispozici
nebylo. A při všech čtyřech skutečných letových pokusech došlo k havárü
vždy pro závady na prvním stupni. Když konečně dospěl čas k letovým zkouškám
rakety N-1, nebo-li výrobku 11 A52, stály v čele zkušeného týmu zcela jiné
osobnosti než při zahájení projektu. S. P. Koroljov zemřel v lednu 1966
ve věku nedožitých šedesáti let. Žádný z jeho nástupců, zejména ne akademik
V. P. Mišin, neměl takovou autoritu, takový vliv, aby se mohl prosadit
jak u vojenskoprůmyslového komplexu, tak u státního vedení.
Maketa rakety pro pozemní zkoušky (N 1 No1 M 1 nebo též MTR N 1 M 1
) byla ustavena na rampě dne 25.11.1967, tři týdny probíhaly prověrky propojení
paluby rakety s velitelským stanovištěm a cvičení obsluhy vypouštěcího
komplexu.
Dne 12. prosince se maketa přesunula zpět do technického postavení.
Montáž prvního exempláře pro letové zkoušky byla ukončena na sklonku dubna
1967 a 7. května byla raketa instalována na vypouštěcí rampě. Pozemní zkoušky
proběhly v květnu a červnu s nevalným úspěchem. Přišlo se na řadu konstrukčních
a systémových chyb, nejzávažnější však byl vznik mikrotrhlin v upevnění
nádrže okysličovadla 1. stupně. Po opravě byla raketa znovu ustavena na
pravé rampě až v listopadu 1968. Zkoušky probíhaly souběžně s výcvikem
obsluhy s maketou instalovanou na rampě levé. Ke startu v tomto termínu
nedošlo pro nově objevené závady a raketa byla opětně odeslána k opravám.
Po opravě se v lednu 1969 raketa znovu začala připravovat ke startu.
Za krutých zimních podmínek (mráz až -45° C) se na dvacetiosmidenní přípravě
ke startu podílelo 2300 specialistů. Start se uskutečnil dne 22. února
1969 ve 12 h 17 min 55 s moskevského času.
Záznam z průběhu letu obsahuje mj. tato fakta:
- -0,37 s před zapojením startovního tahu chybným signálem systému pro
koordinaci činnosti motorů (KORD) vypojen motor č. 12 a za okamžik na to
i symetricky umístěný motor č. 24 (podle systémové logiky KORD);
- +5,50 s zničen měřič tlaku plynu motoru č.12 v důsledku nadměrných
vibrací;
- +8,00 s motor č. 12 ukončil funkci, pracovní hodnoty poklesly pod provozní
parametry;
- +27,30 s praskl měřič tlaku v přívodu paliva motoru č. 12;
- +54,50 s registrován značný vzrůst teploty v okolí motoru č. 3, 21,
22, 23 a 24;
- +68,67 s systém KORD vydal povel k vypnutí všech motorů 1. stupně pro
zkrat ve stejnosměrné i střídavé palubní elektrické síti.
Pozorovatelé uvádějí, že ještě z výšky 500 m šlehaly plameny až na vypouštěcí
rampu. Raketa stoupala svisle, třebaže po několika sekundách letu došlo
k náhlému poklesu intenzity plamenů na jedné straně rakety. Raketa pokračovala
v letu až do výšky 14 km, kdy byly vypojeny všechny motory prvního stupně.
Raketa se pak převrátila a dopadla 19 km severně od kvadrátu 61 bajkonurského
kosmodromu. Záchranný systém SAS pracoval spolehlivě a maketa užitečného
zatížení bezpečně přistála poblíž místa startu.
Druhý
zkušební exemplář odstartoval dne 3. 7. 1969 ve 23.18.32 hod. moskevského
času. Již 0,25 s před zapojením startovního tahu došlo k výbuchu motoru
č. 8. Příčinou bylo kovové těleso, které vniklo do čerpadla LOX tohoto
motoru. Výbuch přerušil kabely palubní sítě, poškodil sousední motory a
systém telemetrie. Za 0,5 s po povelu k zahájení letu systém KORD začal
vypínat motory č. 7, 8,19, 20, v deváté sekundě byl vypojen motor č. 21
a během několika dalších sekund byla zastavena činnost všech motorů kromě
motoru č. 18, který pracoval až do konce. Raketa z výšky kolem 200 m začala
takřka svisle padat zpět, protože nebylo možno předat povel ke změně kursu
(poškození elektrické sítě). Za 23 s raketa naplocho dopadla na rampu a
vybuchla. Poškození rampy č.1 bylo takového rozsahu, že oprava trvala takřka
tři roky. V tomto okamžiku byl závod o Měsíc prohrán!
Při komisionálním posuzování prvních dvou havárií vyšlo najevo, že již
při statických zkouškách raketových motorů NK-15 se projevila citlivost
turbočerpadlového agregátu na přítomnost nečistot ve složkách KPL. Větší
kovové částice (desítky mm) způsobovaly poškození oběžného kola a lokální
přehřátí čerpadla okysličovadla, jež vedlo k jeho propálení nebo až k výbuchu.
Malá kovová tělíska (piliny, kovové třísky aj.), která sice v plynovém
agregádu shořela, svými zbytky značně poškozovala lopatky turbíny. Nekovové
předměty (piliny apod.) neměly na spolehlivou funkci vliv. Přitom u první
partie zkušebních exemplářů raket se nepočítalo se zabudováním filtrů do
přívodu k čerpadlům. Filtrů se mělo používat až od pátého startu.
Samotnému N. Kuzněcovovi se nezdála spolehlivost používaných motorů
NK-15 a NK-9 dostatečná. Proto od července 1970 začala jeho kancelář pracovat
na nových motorech (dnes známých jako NK-33, NK-43, NK-39 a NK-31 ), které
sice zcela vycházely z původních typů, měly však možnost několikanásobného
restartu (až 15x) a významně prodlouženou životnost. Tyto motory měly být
k dispozici v roce 1972 a tak bylo rozhodnuto pokračovat v letových zkouškách
s motory původními. Zpřísnily se ovšem kontroly všeho druhu.
Start
třetího exempláře se uskutečnil až 27. 6. 1971 v 02.15.07 hod. z levé rampy
(rampa č. 1 - pravá - nebyla ještě opravena). Poprvé pracovaly pravidelně
všechny motory. V okamžiku odpoutání rakety byla telemetricky zjištěna
nenormální funkce řídicího systému. Již 8 s po startu (výška rakety 250
m) byly ovládací trysky vykloněny na doraz, nebyly však schopny zvětšující
se náklon rakety vyrovnat. V patnácté sekundě byla odchylka již 14°, její
velikost a rychlost klonění stále vzrůstaly. Od třicáté deváté sekundy
už řídicí systém nedokázal raketu stabilizovat - došlo k poruše normální
funkce gyroskopů. Devět sekund na to - po překročení kritické hodnoty úhlu
náběhu - nastala dezintegrace rakety v místě spojení třetího stupně a bloku
užitečného zatízení, který dopadl v blízkosti vypouštěcí rampy. První tři
stupně rakety pokračovaly dále v neřízeném letu. V padesáté první sekundě,
kdy již odchylka sklonu činila 20°, zastavily koncové spínače gyrostabilizované
plošiny činnost všech motorů prvního stupně. Raketa pokračovala ještě nějakou
dobu v letu, postupně se rozpadala až dopadla 20 km od místa startu. Vytvořený
kráter měl průměr 30 m a byl 15 m hluboký. Trosky rakety pokryly plochu
několika čtverečních kilometrů.
Po analýze příčin havárie byla uskutečněna řada úprav, mnohdy velmi
podstatných (nový řídicí systém, změna systému ovládání na 1. a 2. stupni
aj.). Nelze se proto divit, že k dalšímu startu došlo až za 17 měsíců.
Čtvrtou
zkoušku vedl prof. Boris Čertok (akademik Mišin byl v nemocničním ošetření.
Raketa (N1-7L) byla vypuštěna z rampy č. 2 (levé) dne 23. 11. 1972 v 09.11.52
hod. moskevského času. Všechny motory pracovaly pravidelně, všechny parametry
rakety byly v mezích normy. Až do stosedmé sekundy se pozorovatelům zdálo
být vše v pořádku. Telemetrické údaje však zaznamenaly určité abnormality
již 104 s po startu, v čase 106,93 s došlo v zadní části prvního stupně
k výbuchu, který rozmetal celý pohonný systém a poškodil spodní část nádrže
okysličovadla. Druhý výbuch, který následoval v zápětí (107,13 s), roztrhl
raketu ve výšce asi 40 km.
Příčiny čtvrté havárie nebyly dodnes uspokojivě zodpovězeny. Podle oficiální
verze havarijní komise došlo k výbuchu v důsledku poškození motorového
bloku, vyvolaného propálením čerpadla LOX s následující explozí motoru
č. 4. Kancelář N. Kuzněcova (na rozdíl od OKB-1 V. P. Mišina) s tímto závěrem
nesouhlasila. Hlavní konstruktér kujbyševské NPP Trud, V. Orlov, tvrdí,
že příčinou havárie bylo porušení potrubí o průměru 250 mm, kterým se přiváděl
LOX do motoru č. 4, následkem hydraulického rázu. Podle letového programu
totiž skupina šesti centrálních motorů končí činnost 80-90 s po startu,
aby se zmenšilo přetížení a dosáhlo se hospodárnější spotřeby KPL. Při
náhlém vypojení těchto motorů lze skutečně mohutný hydraulický ráz zaznamenat,
vždyť potrubím proudí každou sekundu asi 350 kg LOX rychlostí kolem 6 m/s.
Pro pátou letovou zkoušku byly plánovány rozsáhlé úpravy celé rakety.
Měla být poháněna už dokonalejšími motory s větší životností i spolehlivostí.
Byl zjednodušen hydraulický systém rakety. Všechny důležité součásti a
uzly prošly bez závad rozsáhlými zkouškami.
Pátý exemplář N1-8L se začal montovat již počátkem roku 1974, ačkoliv
start byl plánován až na IV. čtvrtletí. Jenže v té době byl již další vývoj
rakety N-1 minulostí. Na jaře 1974 byl akademik Mišin odvolán z funkce
vedoucího OKB-1 a v květnu byl neočekávaně pro mnohé na jeho místo jmenován
tehdejší již šestašedesátiletý hlavní konstruktér raketových motorů V.
P. Gluško.
Jmenování V.P. Gluška do této funkce vedlo k tomu, že další práce na
raketě N-1 byly v nově organizovaném NPO Eněrgija ještě v květnu zastaveny.
Oficiálním důvodem ukončení projektu byl "Nedostatek těžkých užitečných
zatížení, která by odpovídala kapacitě této nosné rakety".
Podle svědectví V. P. Mišina přišel vývoj měsíční rakety N-1 na 4,5
mld. rublů včetně 1 mld. vyčleněné na výstavbu experimentálního zařízení,
nejspíše na stavbu vypouštěcího komplexu. Pro porovnání - v programu Apollo
byly z udávaných 24 - 25 mld. dolarů věnovány dvě třetiny rozpočtu (cca
15 mld. US dolarů) na zkušební zařízení a rozsáhlé zkoušky. I v tom a právě
v tom lze spatřovat základ úspěchu amerického měsíčního programu.
Je paradoxní, že v roce 1976 zahájilo totéž sdružení Eněrgija práce
na nové těžké kosmické raketě Eněrgija.
Pro tuto raketu ještě v Chimkách začal Gluško projektovat čtyřkomorový
raketový motor RD-170 o tahu skoro 7 MN. Jako KPL zde slouží Gluškem během
vývoje rakety N-1 zatracovaná kombinace LOX/kerosen. Po dvou startech odpočívají
hotové rakety Eněrgija v budově MIK,
kdysi postavené pro raketový nosič N-1. Důvod - nedostatek těžkých užitečných
zatížení, která by odpovídala kapacitě této nosné rakety.
Aktualizováno : 12.01.1998
[ Obsah | Rakety
a kosmodromy ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/nosice/rusko/n1/index.htm)
