LK登月艙
 LK-3 測試單元 | |
| 製造 | 南方設計局 |
|---|---|
| 設計 | 米哈伊爾·楊格爾 |
| 國家 | 前蘇聯 |
| 營運 | 蘇聯太空計劃 |
| 應用 | 載人登月 |
| 技術指標 | |
| 航天器類型 | 登月艙 |
| 設計壽命 | 48 小時 |
| 發射重量 | 5560 到 6525 千克 |
| 乘員 | 1 (2 後期型號)名 |
| 尺寸 | 起落架展開後整體高5.2到5.8米，寬4.5米 |
| 體積 | 5 米3 |
| 能源 | 四氧化二氮/偏二甲肼 |
| 電池 | 配備 |
| 軌道 | 繞月軌道 |
| 建造 | |
| 狀態 | 已取消 |
| 已建造 | 數艘 |
| 已發射 | 3 (T2K 變型)艘 |
| 首次發射 | 宇宙379號 (T2K 變型) |
| 末次發射 | 宇宙434號 (T2K 變型) |
| 構造 | |
 着陸艙組件: 1) 被動式對接盤, 2) 姿態控制噴嘴, 3)軌道交會觀測窗, 4)着陸觀察窗(凹面) , 5) 高增益天線, 6) 「嵌套」式固體燃料引擎, 7) 腳墊, 8) 全向天線, 9)交會雷達, A) 增壓艙, B) 設備艙, C) 艙門, D) 電池, E) 發動機和燃油箱, G) 扶梯 | |
LK(取自俄語"Лунный корабль"的縮寫，羅馬化為」Lunniy koraby」，即「登月飛行器」之意，GRAU 編號: 11F94) 為20世紀60年代前蘇聯依據所制定的載人登月計劃而開發的登月艙，其作用類似於美國的阿波羅登月艙，有數艘LK艙曾在地球軌道上進行過不載人試飛，但尚沒有一艘到達過月球。由於飛往月球所需的N1發射載具研製屢遭挫折(包括數次發射失敗)，人類首次登月被美國太空人拔得頭籌。因而，N1火箭和LK登月艙項目後均被取消，沒獲得任何進一步的發展。
N1-L3 飛行計劃
20世紀50年代和60年代蘇聯首席火箭工程師和航天器設計師謝爾蓋·帕夫洛維奇·科羅廖夫計劃採用與阿波羅計劃相同的月球軌道交會概念。探月飛船(L3)將由一艘聯盟7K-L3號指令船(聯盟號的變型)和一艘月球着陸艙組成。飛船上搭載二名太空人，由一枚超重型的N1三級助推火箭發射升空。第四級G組級引擎，則將探月飛船和第五級D組級引擎一起送往月球。
環月軌道
D組級引擎將降低探月飛船(L3)進入月球軌道的速度，隨着向月球的平穩滑行，LOK指令艙中的一位太空人將通過太空行走進入着陸艙(LK)，然後分離下降段(着陸艙及D組級引擎)與指令艙的連結。D組級引擎將進一步減慢下降段的軌道速度並逼近着陸點附近，屆時，着陸艙將與D組級引擎分離，啟動着陸艙上的E組級引擎繼續下降，最終減速並降落在月球表面。
登陸月球
在早期不載人登月方案中，一台月球車將被用來選擇合適的着陸區，並充當着陸艙的指引地標。隨後，發射一架備用着着陸艙(LK)到該着陸點。第三步將是一艘帶有一位太空人的着陸艙登陸。
儘管並不清楚登月後的具體活動細節，但與土星/阿波羅相比，N-1火箭/聯盟軌道艙/登月艙體積小，有效載荷能力有限，意味着不可能進行太多的科學實驗。最有可能的是，太空人會把蘇聯國旗插在月球上，採集一些土壤樣本、拍照並部署一些小型科學實驗包。而長期的任務、月球車以及阿波羅登月後執行的其他活動都是不可能進行的。
返回地球
在月球表面停留一天後，着陸艙將以着陸架為發射台啟動引擎升空。為減輕重量，着陸所用的引擎在發射中將被炸掉，着陸艙返回月球軌道後，通過「聯盟康塔克」(Kontakt)對接系統與軌道艙實現自動對接。太空人攜帶着月球岩石樣本經太空行走進入軌道艙，之後着陸艙將被拋棄，軌道器火箭點火返回地球。着陸艙的對接口是一塊96個六邊形孔的網格板，網孔等距排列，每個套孔都是一個對接口，以便兩艘飛船即使沒有精確對準，軌道器上的對接探頭也能插入進去。由於重量限制，對接接口被設計得儘可能簡單，並帶有嚴格的機械鎖扣裝置，無電氣或流體連接，對接停靠只有一次機會[1]。
設計
着陸艙可被再分為降落段(LPA)和上升段(LVA)[2] 登月和離月都依靠E組級推進系統，信息顯示系統(航天器上的控制面板和控制裝置)版本被稱為「魯契」 (Luch)。
有四次任務使用了「T2K」變型着陸器，它們幾乎與標準的LK着陸器相同，只是沒有起落架。
系統
航天器上包含有以下系統：[2]
- 加壓的太空人艙；
- 飛行控制航電系統；
- 生命支持系統；
- 姿態控制系統；
- 月球着陸裝置(LPU)，帶有四條着陸支架；
- 電源系統，由連接在着陸裝置上的化學電池組成。
設備
航天器上安裝有下列設備：[2]
- 「普拉內塔」(Planeta)着陸雷達；
- 增壓的航電設備箱；
- 兩根通信天線；
- 三組電池；
- 四個用於蒸發裝置的水箱；
- 機械臂和鑽頭。
測試
曾有三台T2K型着陸艙以宇宙379號[3]、宇宙398號和宇宙434號之名，在地球軌道上進行過不載人測試[4]。第一次是在1970年11月24日，第二次於1971年2月26日，第三次是1971年8月12日。所有三艘着陸艙都由聯盟-L型火箭發射。第一次飛行測試所設計的E組級階段運行狀況，第二和第三次飛行則是測試着陸艙在幾種飛行異常情況下的性能狀況。所有的飛行進行得都很順利，着陸艙的載人飛行被認為已準備就緒[1]。
取消
1969年，阿波羅項目成功地將美國太空人送上了月球，這意味着美國已贏得了登月競賽，儘管直到20世紀70年代初蘇聯才開始制定計劃，也曾嘗試過四次N1發射，包括後來的兩次模擬登月艙試飛，但均未獲成功，儘管每次故障後都進行了工程改進。1969年7月3日的第二次發射嘗試，就在阿波羅11號發射前13天，是一次災難性的失敗，摧毀了火箭和發射設施。隨後，為1974年8月改進型N1火箭的第五次發射，準備了一艘帶全套探月綜合設施的L3航天器，包括用於環月飛行和着陸的月軌飛行器和常規着陸艙(LK)，其任務是為未來的載人登月作一次全面性的不載人試飛。1974年5月蘇聯取消了載人登月計劃(N1-L3)，決定集中精力發展空間站，在這一過程中取得了幾項第一[5]。
2017年，一位匿名人士聲稱，中國官員要求烏克蘭人用現代材料(如新的計算機技術)重建着陸艙的推進模塊，以取代艙內飛行控制系統中過時的電子設備。根據協議，烏克蘭人將向中國移交新推進模塊的全套設計文件，但硬件本身仍將留在烏克蘭。消息人士稱，未來烏克蘭人可能會協助中國組織在華生產這項技術[6]。
與阿波羅登月艙的比較
由於N1火箭發送至近地軌道的有效載荷能力僅為95噸，而土星5號運載火箭能達到140噸，因此LK着陸艙的體積比阿波羅登月艙小：:
- 它有不同的着陸方案。
- 它的重量只有阿波羅登月艙的三分之一。
- 起初只搭載一名太空人，後期改進型增至兩名，阿波羅登月艙攜帶兩人。
- 它沒有阿波羅登月艙那樣的對接通道，太空人在軌道器與着陸艙之間的往返只能通過太空行走。
- 為脫離月球軌道並開始下降，着陸艙使用了將整個飛船送入月球軌道的同一D組級制動引擎；而阿波羅登月艙則使用了着陸級發動機(後來阿波羅任務也使用SPS發動機幫助登月艙脫離軌道)。
- 最後的減速是在月表以上4公里高度從100米/秒的速度開始的，通過一台可多次重啟的E組級引擎完成，該引擎也用於着陸艙從月表返回軌道的上升階段推進；阿波羅登月艙着陸階段有一台專用的發動機用於着陸。
- 為獲得更好的性能，E組級引擎使用渦輪泵輸送燃料，並通過固體電池快速啟動渦輪泵，從而限制了點火次數。
- 着陸艙起落架被設計為一座小型發射台，用於上升段的升空，而阿波羅登月艙也以同樣的方式使用其下降段。
- 着陸艙的E組級引擎既有主發動機，也有備用發動機，可確保升空，而阿波羅登月艙只有一台升空發動機，沒有備用或後備發動機，其設計簡單可靠，使升空得到最佳保證，但一旦上升引擎發生故障將會導致關鍵任務徹底失敗。[1]。
當前所在
目前還剩有五台處於不同完成階段的月球着陸器，它們分別在：
- 莫斯科航空學院(臨時陳列在巴黎迪士尼樂園度假區)
- 德米特羅夫莫斯科鮑曼國立技術大學奧雷沃科研和教育館
- 莫斯科州科羅廖夫城科羅廖夫能源火箭航天集團
- 坦波夫空軍基地
- 聖彼得堡亞歷山大·莫扎伊斯基軍事航天學院
另請參閱
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 1.2 LK. Encyclopedia Astronautica. [2009-07-15]. （原始內容存檔於2009-04-18）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 存档副本. [2013-12-15]. （原始內容存檔於2013-12-30）.
- ^ 美国宇航局空间科学数据协调档案馆. [2021-01-06]. （原始內容存檔於2021-01-09）.
- ^ 存档副本. [2009-04-18]. （原始內容存檔於2009-04-18）.
- ^ Mark Franchetti. 《俄罗斯计划第一批登陆火星的人》. 泰晤士報 (London). July 3, 2005 [2008-02-05].
- ^ Zak, Anatoly. 《长期废置的苏联技术可能会帮助中国登上月球》. Popular Mechanics. [18 September 2019]. （原始內容存檔於2021-01-17）.