LK (Raumschiff) - LK (spacecraft)

LK
LK-3 Mondlander-Engineering-Testeinheit.jpg
LK-3 Prüfgerät
Hersteller OKB-586
Designer Michail Yangel
Ursprungsland Sovietunion
Operator Sowjetisches Weltraumprogramm
Anwendungen Mondlandung mit Besatzung
Spezifikationen
Raumfahrzeugtyp Mondfähre
Startmasse 5.560 bis 6.525 kg
Besatzungskapazität 1 (2 bei späterer Variante)
Maße 5,20 bis 5,8 m hoch
4,50 m breit
insgesamt, Fahrwerk ausgefahren
Volumen 5 m 3
Leistung N 2 O 4 /UDMH
Batterien Ausgestattet
Regime Mondumlaufbahn
Leben gestalten 48 Stunden
Produktion
Status Abgesagt
Gebaut Mehrere
Gestartet 3 (T2K-Variante)
Jungfernstart Kosmos 379 (T2K-Variante)
Letzter Start Kosmos 434 (T2K-Variante)
Aufbau
Sowjetische lk-Raumschiffzeichnung mit Etiketten und einigen Farben.png
LK-Komponenten: 1) Passive Platte des Andocksystems, 2) Lagekontrolldüsen, 3) Orbital-Rendezvous-Fenster, 4) Landefenster (in einer konkaven Aussparung), 5) High-Gain-Antennen, 6) Festbrennstoff-"Nesting" Motoren, 7) Trittflächen, 8) Rundstrahlantenne, 9) Rendezvous-Radar, A) Druckraum, B) Geräteraum, C) Luke, D) Batterien, E) Motor und Kraftstofftanks, G) Leiter

Die LK ( russisch : ЛК , aus russisch : Лунный корабль , romanisiert :  Lunniy korabyl , wörtlich  'Mondfahrzeug'; GRAU-Index : 11F94 ) war eine Mondlandefähre ( Mondlander für die bemannte Raumfahrt) entwickelt in den 1960er Jahren als Teil von mehrere sowjetische Mondprogramme mit Besatzung . Seine Rolle war analog zur amerikanischen Apollo-Mondlandefähre (LM). Drei LK-Module der T2K-Variante wurden ohne Besatzung in der Erdumlaufbahn geflogen , aber kein LK erreichte jemals den Mond. Die Entwicklung der für den Mondflug benötigten Trägerrakete N1 erlitt Rückschläge (einschließlich mehrerer Startfehler), und die ersten Mondlandungen wurden von US-Astronauten erreicht . Infolgedessen wurden sowohl das N1- als auch das LK-Programm ohne weitere Entwicklung eingestellt.

Der N1-L3-Flugplan

Eine Zeichnung der LVA-Bühne während des Starts
Ein CGI-Bild der LVA-Bühne während des Starts
Eine Zeichnung und ein CGI-Bild der LVA beim Start.

Sergei Korolev , der führende sowjetische Raketeningenieur und Raumfahrzeugkonstrukteur in den 1950er und 1960er Jahren, plante, das gleiche Rendezvous- Konzept für die Mondumlaufbahn wie im Apollo-Programm zu übernehmen . Die Mondexpeditionssonde L3 sollte aus einem Sojus 7K-L3 Command Ship (eine Variante der Sojus ) und einem LK Lander bestehen. L3 würde eine Zwei-Mann-Besatzung auf einem einzigen dreistufigen superschweren N-1- Booster transportieren. Eine vierte Stufe, der Blok G, würde den L3 (LOK+LK) in Richtung Mond schieben, mit dem Blok D als fünfter Stufe.

Mondumlaufbahn

Das Blok-D- Triebwerk würde auch die L3 in die Mondumlaufbahn verlangsamen. Der Küste zum Mond folgend, würde ein Kosmonaut von der LOK zum LK ( Lunniy Korabl ) -Lander laufen und ihn betreten. Er würde dann die Blok-D-Stufe und den LK vom LOK trennen, bevor er mit der Blok-D-Engine zum Mond fiel. Sobald der Blok D von der Orbitalgeschwindigkeit abgebremst und auf eine Flugbahn in die Nähe des Landeplatzes gebracht wurde, würde sich der LK vom Blok D trennen und den Sinkflug und die Landung unter Verwendung seiner Blok E- Stufe auf dem LK für die Endverzögerung und Landung fortsetzen.

Mondlandung

Eine frühere unbemannte Sonde des Luna-Programms , ein Lunokhod, würde verwendet, um ein geeignetes Gebiet auszuwählen und dann als Leuchtfeuer für die LK zu fungieren. Ein Backup-LK würde dann zum Landeplatz gestartet. Im dritten Schritt würde ein bemannter LK mit einem einzelnen Kosmonauten landen.

Obwohl die Einzelheiten zu den geplanten Aktivitäten auf der Mondoberfläche vage bleiben, bedeuteten die geringe Größe und die begrenzte Nutzlastkapazität der N-1/Sojus LOK/LK im Vergleich zu Saturn/Apollo, dass keine wissenschaftlichen Experimente möglich gewesen wären durchgeführt. Höchstwahrscheinlich würde der Kosmonaut die sowjetische Flagge auf dem Mond platzieren, Bodenproben sammeln, Fotos machen und ein paar kleine wissenschaftliche Pakete einsetzen. Langfristige Missionen, Mondrover und andere Aktivitäten, die bei den späten Apollo-Landungen durchgeführt wurden, waren überhaupt nicht möglich.

Erdrückkehr

Nach einem Tag auf der Mondoberfläche würde das Triebwerk des LK erneut zünden und seine Landebeinstruktur als Startrampe verwenden. Um Gewicht zu sparen, würde das für die Landung verwendete Triebwerk die LK mit dem Sojus-Kontakt- Docking-System auch wieder in die Mondumlaufbahn bringen, um sie automatisch an die LOK anzudocken. Der Kosmonaut würde dann mit den Mondgesteinsproben zurück zum LOK gehen, und der LK würde dann abgeworfen. Danach würde das LOK seine Rakete für die Rückkehr zur Erde abfeuern. Die Andocköffnung des LK war ein Gitterwerk aus 96 sechseckigen Löchern, die in einem isometrischen Raster angeordnet waren, jedes als potenzielle Andocköffnung für die schlingenförmige Sonde des LOK, um ohne genaue Ausrichtung der beiden Schiffe hineinzupassen. Aufgrund von Gewichtsbeschränkungen wurde die Docking-Schnittstelle so einfach wie möglich gestaltet, mit einer rein mechanischen Verriegelung und ohne elektrische oder flüssige Verbindungen. An- und Abdocken war nur einmal möglich.

Entwurf

Das LK-Raumschiff kann in das Mondlandeaggregat ("Lunnyi Posadochnyi Agregat", "LPA") und das Mondaufstiegsfahrzeug ("Lunnyi Vzletnyi Apparat", "LVA'") unterteilt werden. Der Antrieb, sowohl zum Landen als auch zum Abheben des Mondes, basierte auf dem Blok E- Antriebssystem. Die Version des Informationsanzeigesystems (Raumfahrzeugkontrolltafeln und -steuerungen) wurde Luch genannt .

Bei den vier Missionen mit einem LK wurde die T2K- Variante verwendet, die fast identisch mit der Standard-LK ist, jedoch ohne Fahrwerke.

Systeme

Das Raumfahrzeug umfasste die folgenden Systeme:

  • Unter Druck stehendes Kosmonautenfach;
  • Flugsteuerungsavionik;
  • Lebenserhaltungssystem;
  • Haltungskontrollsysteme;
  • Mondlandegerät oder LPU mit vier Landebeinen;
  • Stromversorgungssystem, bestehend aus chemischen Batterien, die an der LPU befestigt sind;

Instrumente

Das Raumfahrzeug enthielt die folgenden Instrumente:

  • Planeta- Landeradar
  • unter Druck stehender Avionikbehälter
  • zwei Kommunikationsantennen
  • drei Batterien
  • vier Behälter mit Wasser für eine Verdampfereinheit
  • Roboterarm und Bohrer

Testen

Die LK-Variante T2K wurde unbemannt im Erdorbit über drei Missionen als Kosmos 379 , Kosmos 398 und Kosmos 434 getestet . Der erste Test fand am 24. November 1970, der zweite am 26. Februar 1971 und der dritte am 12. August 1971 statt. Alle drei LKs wurden mit der Sojus-L- Rakete gestartet. Der Erstflug imitierte den geplanten Arbeitszyklus der Blok E- Stufe. Der zweite und dritte Flug sollten das Verhalten des LK unter mehreren Fluganomalien testen. Alle Flüge verliefen gut und die LK galt als flugbereit.

Stornierung

Der Erfolg des Projekts Apollo , 1969 amerikanische Astronauten auf den Mond zu bringen, bedeutete, dass die Vereinigten Staaten das Mondrennen gewannen , obwohl bis in die frühen 1970er Jahre Pläne geschmiedet wurden. Vier N1-Starts wurden versucht, darunter zwei später mit Dummy-LK, aber alle waren fehlgeschlagen, trotz technischer Verbesserungen nach jedem Fehler. Der zweite Startversuch am 3. Juli 1969, nur 13 Tage vor dem Start von Apollo 11 , war ein katastrophaler Misserfolg, der sowohl die Rakete als auch den Startkomplex zerstörte. Anschließend wurde der komplette L3- Mondexpeditionskomplex mit regulären LK- und Sojus-7K-LOK- Modul-Raumschiffen für den Mondvorbeiflug und die Landung durch eine vollständige unbemannte Mission des zukünftigen bemannten Szenarios für den fünften Start der modifizierten N1-Rakete im August 1974 vorbereitet. Das N1-L3- Programm wurde im Mai 1974 abgesagt und die Sowjets beschlossen, sich auf die Entwicklung von Raumstationen zu konzentrieren , und erzielten dabei mehrere Premieren.

Im Jahr 2017 gab es eine anonyme Behauptung, dass chinesische Beamte die Ukrainer gebeten hätten, das sehr ursprüngliche Antriebsmodul des LK mit modernen Materialien wie neuer Computertechnologie wieder aufzubauen, die veraltete Elektronik im Flugsteuerungssystem des Moduls ersetzt. Laut Vereinbarung werden die Ukrainer China die neu erstellten Konstruktionsunterlagen für das Antriebsmodul übergeben, die Hardware selbst verbleibt jedoch in der Ukraine. In Zukunft könnten Ukrainer die Chinesen bei der Organisation der Produktion der Technologie in China unterstützen, hieß es aus Quellen.

LK im Vergleich zur Apollo-Mondlandefähre

Eine Zeichnung der Lander Apollo LM und sowjetischer LK
Ein CGI-Bild des Apollo LM und des sowjetischen Lk-Landers.
Eine Zeichnung und ein CGI-Bild der Lander Apollo LM und der sowjetischen LK.

Da die Nutzlastkapazität der N1-Rakete nur 95 Tonnen für LEO betrug , im Vergleich zu den 140 Tonnen der Saturn V für LEO, wurde die LK so konzipiert, dass sie weniger sperrig ist als die Apollo-Mondlandefähre (LM):

  • Es hatte ein anderes Landeprofil
  • Es war mit nur einem Drittel der Masse des LM . leichter
  • Ursprünglich sollte die LK einen einzigen Kosmonauten mitführen. Eine spätere Variante hätte eine Zwei-Mann-Besatzung; der LM trug zwei
  • Es hatte keinen Docking-Tunnel wie der LM; der Kosmonaut würde Raum zu Fuß vom LOK (Soyuz 7K-L3) zum LK und zurück.
  • Um die Mondumlaufbahn zu verlassen und den Sinkflug zu beginnen, verwendete die LK dieselbe Bremsstufe, die Blok D, die den LK-Sojus-Stapel in die Mondumlaufbahn brachte; das LM benutzte sein Landebahntriebwerk (spätere Apollo-Missionen verwendeten auch das SPS-Triebwerk, um das LM zu verlassen).
  • Die abschließende Verlangsamung aus einer Geschwindigkeit von 100 m/s in einer Höhe von 4 km über der Mondoberfläche erfolgte mit einer Blok E-Stufe, die mehrere Neustarts ermöglicht. Dies ermöglichte es dem Blok E, auch als Aufstiegsstufe zu dienen, um den LK in die Mondumlaufbahn zurückzubringen; die Anlegestelle des LM hatte ein spezielles Triebwerk für die Landung.
  • Für eine bessere Leistung verwendeten LK Blok E-Motoren Turbopumpen , um sie mit Kraftstoffkomponenten zu versorgen. Feste Ladungen wurden zur schnellen Aktivierung der Pumpen verwendet, die die Anzahl der Zündungen begrenzten.
  • Nach der Landung sollte die LK-Fahrwerksstruktur als Mini-Launch-Komplex für den Abheben der Oberstufe dienen; der Apollo LM nutzte seine Abstiegsphase auf die gleiche Weise.
  • Der LK Blok E hatte sowohl Primär- als auch Reservetriebwerke, die einen sicheren Aufstieg ermöglichten; Der Apollo LM hob mit einem einzigen Aufstiegsmotor ab und hatte keine Reserve oder Reserve, war jedoch auf Einfachheit und Zuverlässigkeit ausgelegt, um eine optimale Aufstiegssicherheit zu ermöglichen. Ein Ausfall des LM-Aufstiegstriebwerks würde einen kritischen Missionsausfall garantieren.

Aktueller Standort

Ein Lander im Hauptquartier von RKK Energia.

Es gibt noch fünf verbleibende LK in verschiedenen Stadien der Fertigstellung. Sie sind am:

Siehe auch

Verweise