Kosmoselaev Sojuz

Videol on olemas ka eestikeelsed subtiitrid! Veel sarnaseid, väga põnevaid ning põhjalikke animatsioone saab näha Jared Owen Animations lehel ning Youtube kanalil https://www.youtube.com/@JaredOwen

Союз kosmoselaev (Sojuz) disainiti 60ndatel kuuprogrammi jaoks, kuid mingi aeg pärast 1969. aastat mängiti plaanid ümber ning Nõukogude Liit keskendus kosmosejaamade arendamisele. Vaatamata väljakutseid ja ebaõnnestumisi täis projekti algusele on Sojuz kahtlemata testituim, pikima ajalooga ning nüüdseks kõige rohkem kasutust leidnud kosmoselaev, mis teeb siiani regulaarseid lende ISS pardale ja tagasi. Sojuzi arvel on hetkel 153 mehitatud ja 180 mehitamata varustuse transpordiks mõeldud missiooni. Videos saame põhjaliku ülevaate selle ehitusest ja tööpõhimõtetest.

Vaatame veidi tagasi algusaegadesse.

Sojuz 1 startis 23. aprillil 1967a. Insenerid raporteerisid küll hulganisti erinevaid probleeme, kuid otsustati siiski lend sooritada. Varumeheks nimetatud Gagarin üritas end põhiliikmeks tõsta, et start katkestataks, kuid juhtkond ega kolleegid ei tahtnud rahvuskangelase eluga riskida. Orbiidile jõudes ei avanenud Sojuz 1 päikesepaneelid ja laev jäi nälga. Päästemissiooniks planeeriti juba valmis pandud Sojuz 2 starti, kuid öösel möllanud äike lõi kosmodroomi sisse ning raketi elektrisüsteemid oli vaja põhjalikult kontrollida ja see plaan tühistati. Pooleldi toimiva laeva atmosfääri sisenemise juhtimine tuli suures osas teha käsitsi ja sellega sai kosmonaut Vladimir Komarov hakkama – mootoriga pidurdamine õnnestus ja laev oli õigel trajektooril. Juhitud maandumine toimub lauge nurga all (horisondi suhtes u 20°) ja laev pidurdab atmosfääris 4-5 kordse raskuskiirendusega. Kontrollimatu maandumine toimub 45° ja rohkem, laev liigub suhteliselt otse maapinna suunas ning pidurdusjõud ulatub 10g-ni. Seda nimetatakse ballistiliseks langemiseks. Kahjuks ilmnesid järgmises faasis probleemid langevarjudega. Peavari ei voltinud end korralikult lahti. Komarov võttis kasutusele varuvarju, kuid sellegi nöörid läksid sõlme ning kapsel prantsatas vastu maad kiirusega 140km/h, toimus ka põleng. Komarov hukkus.

Sojuz 2 ja Sojuz 3 pidid katsetama orbiidil dokkimist, mis oli kuumissioonide oluline osa. Õnnetus Sojuz 1-ga pani aga järgnevad stardid 18-ks kuuks pausile, et teha täiustusi ja parandada sõidukil ilmnenud vead. 25. oktoobril 1968 startis mehitamata Sojuz 2, et dokkida orbiidil ühemehelise meeskonnaga Sojuz 3 pardal. Eesmärk jäi täitmata, kuna joondamine ja liginemine käsijuhtimisel oli keeruline ning korduvate katsete käigus kasutati liiga palju kütust. Sojuz 3 ja kosmonaut Beregovoy maandusid edukalt pärast 4 ööpäeva kosmoses ning kogu Sojuz programmi meeskond sai kinnitust, et tehtud parandused toimisid ja ollakse õigel teel.

Sojuz 4 ja 5 põkkusid edukalt 16. jaanuaril 1969. Kahe laeva vahel toimisid side- ja elektriühendused ning plaan oli ka inimesi ühelt laevalt teisele üle kanda. Sojuz 5 pardal olnud kaks kosmonauti kolmest pidid minema Sojuz 4 pardale, kus neid ootas ees üksi orbiidile saadetud kosmonaut. Põkkumisluuke ei olnud veel välja töötatud ja teisele kosmoselaevale minemiseks pidid kosmonaudid ette võtma sõidukiväliseid toiminguid (EVA). Meestel tuli pugeda skafandrisse nimega Ястреб (Yastreb), mis on kaaluta olekus omaette väljakutse. Komandörid sulgesid end mõlemas laevas laskumismoodulisse, orbitaalmooduleid kasutati õhulüüsina, avati luuk ja turvatrossidega kinnitatult roniti käsipuudest kinni hoides naabrimehe juurde, taastati rõhk, seejärel avati laskumismooduli luuk ning Sojuz 4 komandör sai minna oma külalisi tervitama. See oli Nõukogude Liidu teine kosmosekõnd. Varsti oli aeg laevadel üksteisest eralduda. Kõigepealt maandusid Sojuz 4 pardal edukalt Shatalov, Yelisejev ning Khrunov.

Meeskond Sojuz maandumiskapslis pärast maandumist ja luugi avamist. Nagu näha on seal ikka päris kitsas.

Sojuz 5-ga sõitnud Volynov sai surmalähedase kogemuse, kuid pääses siiski eluga. Atmosfääri sisenemise eel ei teinud plahvatuspoldid oma tööd korralikult ja teenindusmoodul ei eraldunud laskumismoodulist, orbitaalmoodul eraldus nagu peab. Esiteks tähendas see oluliselt suuremat massi ning purjepinda ja kogu kerele mõjuvaid ekstreemseid temperatuure. Teiseks, kuumakilp oli paigutatud kahe mooduli vahele ja seega ei täitnud see oma eesmärki. Nägu liikumissuunas ja rindkere tugevalt rihmadesse surutuna, mooduli sisemus tihendite kärsahaisu täis tajus Volynov lõppu lähenevat. Õnneks andsid orbitaalmooduli kinnitused neile mõjuvatele jõududele järele enne kui laeva esiosas olev luuk. Ühe versiooni kohaselt eraldus moodul tänu turvasüsteemile, mis tuvastas kõrge temperatuuri ja andis veelkord käsu moodulid vabastada. Laskumismoodul keeras end õiget pidi ja edasise laskumise jooksul kaitses kapslit selleks disainitud kuumakilp. Peale sellist kogemust ja kergendust ootas kosmonauti ees veel veidi seiklusi. Langevarju tropid läksid kapsli pöörlemise tõttu keerdu ja lisaks ei töötanud vahetult enne maandumist hoogu pidurdavad retroraketid. Lõualuu sodi, hambad osaliselt murtud, paarsada kilti eesmärgis kaugemal, väljas -38°C, jõudis päästemeeskond temani siiski õigel ajal. Volynov oli veidi aega eemal, kuid lendas hiljem Sojuz 21-ga Saljut 5 kosmosejaama ja tagasi.

Sojuz 6-7-8 pidid orbiidil kohtuma oktoobris 1969. Sojuz 6 ülesandeks oli pildistada kuidas 7-8 dokivad. Aga laevade juhtelektroonikas olid tekkinud vead ja manuaalselt dokkimine osutus liiga keeruliseks. Kuuprogrammile tugev hoop. Maandumised läksid hästi ja ohutult.

01. juunil 1970 Sojuz 9 pardal startinud 2 kosmonauti viibisid kaaluta olekus peaaegu 18 päeva, millega püstitati uus kestvusrekord. Põhiline eesmärk oligi uurida kosmoses viibimise mõjusid inimkehale ja valmistuda kosmosejaamade rajamiseks. N. Liidu Kuule minek ei olnud ka veel lõplikult tühistatud.

19. aprillil 1971 saadeti orbiidile esimene kosmosejaam Салют-1, Saljut 1. Esimesed mehitatud reisid kosmosejaama olid Sojuz 10 ja 11, mis olid varustatud tänapäevase sisemise ülekande süsteemiga. See võimaldab pärast põkkumist avada kahe kosmosemasina vahel luugid ja liikuda ühest aparaadist teise skafandrit kasutamata. Sojuz 10 dokkis kosmosejaamaga, kuid tugevat haaret ei õnnestunud luua. Automaatne süsteem jäi hätta ning laev lukustus liitesondiga kosmosejaama külge. Oli variant Sojuziga eralduda nii, et orbitaalmoodul jääks maha Saljut 1 külge, aga sel juhul oleks jaama ainuke põkkumisport blokeeritud ja jaam sisuliselt hüljatud. Probleem oli selles, et insenerid ei olnud näinud ette sellist osalise põkkumise olukorda ja vastavad käsijuhtimise nupud puudusid. Õnneks osati kosmonaute juhendada, kuidas dokkimisüsteemi ahelaid sondi vabastamiseks sillata. Põkkumissond õnnestus lahti päästa ja tagasi tõmmata. Sojuz 10 maandus edukalt pärast 2 ööpäeva kosmoses viibimist.

Vasakul esiosas orbitaalmoodul pikkusega 2,6m, keskel laskumismoodul 2,3m ja kõige taga teenindusmoodul pikkusega 2,5m. Päikesepaneelide laius 10,6m. Laeva läbimõõt 2,2m.

Sojuz 11 missioon algas veidi paremini. Automaatne dokkimissüsteem lõpetas küll töö 100m enne sihtpunkti, kuid põkkumine sooritati käsijuhtimisel, selleks kulus 3h19min. Kosmonaudid viibisid Saljut 1 pardal rekordilised 22 päeva, pärast mida valmistuti jaamast lahkumiseks ja maandumiseks. Laeva aeglustamiseks ja atmosfääri sisenemiseks teostati liikumissuunaga vastupidine mootori töötsükkel. Peale seda heideti ära teenindus- ja orbitaalmoodul ning alles jäi ainult laskumismoodul. Sel hetkel katkes laevaga side, mis on palju varem kui atmosfääri sisenemisest tingitud raadiovaikus. Automaatsed süsteemid toimisid ja 25 minutit hiljem maandus Sojuz 11 pehmelt. Kapslit avades leiti aga kõik 3 meest surnuna. Uurimine tuvastas, et automaatne õhuklapp orbitaal- ja laskumismooduli vahel oli avatud ning pärast moodulite eraldust lekkis laskumismoodulis olev õhk avakosmosesse. Rõhulanguse mõjul hakkas veres olev hapnik ning lämmastik keema, purustades õrnemaid veresooni, mehed lämbusid ja surid. Peale seda õnnetust pole avakosmoses inimesi surma saanud. Sojuzile tehti parendusi ja sisemus disainiti ümber, et edaspidi oleks ruumi kanda skafandrit.

Uuendatud Sojuz 12 mahutas 2 inimest. 23. septembril 1973 startinud laeva missiooniks oli dokkida kosmosejaamaga Saljut 2. Kuid Saljut 2 teekond katkes planeeritust varem, kui orbiidil plahvatanud Proton raketiastme tükid seda tabasid. Saljut 1 oli juba 1971. aasta oktoobris orbiidilt alla vajunud. Päikesepaneelideta Sojuz 12 pardal tehti erinevaid katseid ja vaatlusi ning laev koos meeskonnaga maandus ohutult.

Sojuz 13 startis 18. detsember 1973. Laev oli spetsiaalselt modifitseeritud kandmaks Orion 2 ultraviolett-teleskoopi. Nädala jooksul salvestati spetsiaalsele Kodak filmile laialt taevaalalt tuhandete tähtede spektrogrammid ning tuvastati planetaarudus IC 2149 titaani ja alumiiniumi.

Juuli 1974, Sojuz 14 põkkub edukalt jaamaga Saljut 3. Sojuz 15 üritab sama, kuid probleemid Igla juhtsüsteemiga sunnivad kasutama käsijuhtimist, mis kulutab paljude paranduste tegemiseks liialt kütust ning laev pöördub tagasi Maale.

Sojuz põkkumas Rahvusvahelise kosmosejaamaga, väga hästi on näha põkkumismehhanismid: lukustushoovastik ja põkkumisond, mille all luuk inimisete liikumiseks laevalt jaama ja tagasi.

Detsember 1974, Sojuz 16 katsetab Sojuz-Apollo kohtumiseks vajalikke tehnoloogiaid.

10. jaanuar 1975, Sojuz 17 dokib edukalt 350km kõrgusel orbiidil Saljut 4-ga. Kosmonaudid veedavad jaama pardal 29 päeva, puhkavad minimaalselt, muuhulgas on neil kaasas päikeseteleskoop. Sojuz 18 meeskond jätkab mais eksperimentidega. Kõigepealt jaama hooldus: spektromeeter remonditakse, uus gaasianalüsaator, uus kondensaadipump jms. Bioloogilised ja meditsiinilised katsed, uuriti tähti, planeete, Maad ja atmosfääri, tehti üle 2000 pildi Maast ja 600 pilti Päikesest. Kasvatati taimi, putukaid. Missioon kujunes päris pikaks – peaaegu 63 päeva ning kattus ajaliselt eduka sõprusmissiooniga Sojuz(19)-Apollo. Saljut 4 külastab veel mehitamata Sojuz 20.

Järgnevad kosmosjaamad Saljut 5, Saljut 6, Saljut 7 ning MIR, mille teenindamiseks aastakümnete jooksul kasutatakse Sojuzi. Toimuvad nii mehitatud kui ka transportreisid. Sojuzi põhjale meeskonna arvelt suurema pakiruumiga transport-sojuzi nimi on Progress. Progress varustab kosmosejaama 2400kg kaubaga: vesi, õhk, kütus, toit, instrumendid ja muu vajalik. Tagasi pöördub ta üldiselt prügilastiga ja põleb atmosfääris täielikult. Alates 1978. aastast on erinevatesse kosmosejaamadesse toimunud 180 varustusreisi.

Saljut 6-l (1977-1982) oli esmakordselt kaks dokkimisporti, mis võimaldas missioonide ülekatteid. See võimaldas läbi viia pikaajalisi katkematuid eksperimente. Jaama külastasid Sojuzidega paljude teiste riikide kosmonaudid Tšehhoslovakkiast, Poolast, Ida-Saksamaalt, Ungarist, Kuubalt, Mongooliast, Rumeeniast.

Saljut 7 (1982-1991) külastasid veel Prantsusmaa ja India mehed, kasutati 7 mehitatud Sojuzi.

MIR modulaar-kosmosejaam oli kasutusel 1986-2001 ja seda ISS eelkäijat külastas 104 inimest 13-st riigist. MIRi külastas 30 mehitatud Sojuz kosmoselaeva ja 9 korral kasutati selleks USA Kosmosesüstikut.

1998. a. saab alguse Rahvusvaheline Kosmosejaam kui Ameerika, Venemaa, Euroopa riigid (ESA) ja Jaapan panevad seljad kokku, et ellu viia üks inimkonna megaprojektidest.

Pärast NASA kosmosesüstikuprogrammi lõppu aastal 2011, sai Sojuzist ainuke mehitatav ISS-i teenindav laev. Hiljaaegu on lisandunud Space X Dragon Crew ning veel testimisfaasis olev Boeing Starliner.