داستان یک دانشمند؛ چرا شوروی در رقابت فضایی مغلوب شد؟

زمانی که فاجعه انفجار آپولو 1 و کشته شدن سه خدمه آن روی زمین اتفاق افتاد به نظر می رسید روس ها به فرود قریب الوقوع انسان روی ماه نزدیک تر از آمریکایی ها هستند اما هیچگاه حتی به این هدف نزدیک هم نشدند. دلیل این موضوع را باید در سرگذشت یک نام کمتر شنیده شده جستجو کرد: «سرگئی پاولوویچ کارالیوف»

20 جولای 2019 سالگرد 50 سالگی قدم گذاشتن انسان ها به ماه فرا می رسد. در آن زمان در بین تمامی کشورهای جهان (به غیر از ایالات متحده ) فقط اتحا جماهیر شوروی بود که می توانست زودتر به چنین افتخاری دست پیدا کند. در آن زمان در تلاش های روس ها برای فتح ماه اولین های بسیاری به چشم می خورد؛ ارسال اولین ماهواره و اولین فضاپیمای سرنشین دار به فضا، اولین پیاده روی فضایی، اولین انسانی که به دور مدار زمین گردش کرد، اولین زنی که به فضا رفت و ... اما این ایالات متحده بود که برای اولین بار موفق شد انسان ها را روی ماه فرود آورده و رقیب خود را در جنگ فضایی از میدان به در کند.

معادله راکت

مدت ها پیش از این که بشر موفق به شکستن محدودیت های جاذبه شود دانشمندان کم تعدادی از سراسر جهان در حال تحقیق روی مکانیک فضانوردی بودند تا پرواز و ناوبری در فضا را محقق کنند. اما تمامی این تلاش ها با محدودیت ها و نگرانی هایی همراه بود. بر خلاف سفرهای زمینی، فضانوردی به این معنی بود که نیاز به سوختی است که انسان ها را به فضای خارج از اتمسفر ببرد. علاوه بر این باید شتاب دهی به فضا پیما برای مدت طولانی ادامه پیدا می کرد. نیاز به تجهیزاتی بود که بتوانند از انسان ها و امکانات فضاپیما در تمامی شرایط دمایی، فشاری، خلاء خارجی فضا  و تشعشعات خورشیدی و کیهانی طول پرواز محافظت کنند. در کنار تمام این موارد باید نحوه به حداکثر رساندن ظرفیت محموله ها در کنار محدودیت های سوخت و جرم راکت به دقت محاسبه می شد.

در سال های اولیه تمامی این نگرانی ها با تئوری های متعدد پیوند خورده بود. در طول قرن بیستم چنیدن نفر در یافتن راه حل های مرتبط با این موضوع پیشگام شدند. «رابرت گدارد» آمریکایی اولین راکت با سوخت مایع را ساخت و به فضا پرتاب کرد؛ «رابرت اسنالت پلتری» طراح فرانسوی ایده نحوه مانور راکت ها را ارائه کرد؛ «هرمان اوبرت» آلمانی راکت، موتورهای آن و راکت های سوخت مایع را تولید کرد و به فضا فرستاد و علاوه بر این از استادان «ورنر فون براون»، پدر صنایع موشک سازی جهان به حساب می آمد.

اما پیش از تمامی این نام ها، «کنستانتین تسیولکوفسکی» دانشمند روس بود که برای اولین بار با معادله راکت به درکی از رابطه بین میزان مصرف سوخت راکت، جرم، پیشران و شتاب رسید. شاید بتوان گفت که کارهای اولیه او بیش از هر فرد دیگری در توسعه فضاپیما و اکتشافات فضایی در سراسر جهان اثر گذاشته. تسیولکوفسکی در سال 1935 فوت شد ولی کارالیوف که از همکاران او به حساب می آمد در سال 1933 در پرتاب اولین راکت شوروی با سوخت مایع و اولین راکت با سوخت ترکیبی نقش داشت. در 1938 شرایط برای کارالیوف به گونه دیگری رقم خورد و تصفیه کبیر استالین گریبان کارالیوف را گرفت. این دانشمند دستگیر شد و تا سال 1944 را در زندان گولاگ سپری کرد.

پایان جنگ و میراث تسیولکوفسکی

پس از جنگ جهانی دوم، برنامه های فضایی ایالات متحده و روسیه به لطف دانشمندان آلمانیِ اسیر شده سرعت بیشتری گرفت. ایالات متحده بیشتر دانشمندان ارشد به همراه راکت های V-2 آلمانی ها را به دست آورد. روس ها هم به تعداد زیادی از اسناد آلمان ها، مرکز تولید موشک V-2 و «هلموت گروتروپ»، دانشمند تأثیر گذار دست پیدا کردند. بر خلاف آمریکایی ها اما میراث تسیولکوفسکی، بنیان گذار سفرهای فضایی و مدرن و مکانیک فضانوردی بود که ایده های اولیه را به روس ها داد.

ترکیب تکنولوژی موشک های آلمانی V-2، کارهای تئوری تسیولکوفسکی و هوش سرشار کارالیوف خبر از آینده درخشان اتحاد جماهیر شوروی در حوزه فضایی می داد. کارالیوف پس از آزادی از زندان، در سال 1945 به سمت سرهنگی در ارتش دست یافت و به سرعت کار روی موتور راکت را آغاز کرد. مدتی پس از آن برای بازیابی تکنولوژی راکت V-2 به آلمان فرستاده شد. در سال 1946 وظیفه نظارت بر تیمی از متخصصین آلمانی از جمله گروتروپ به او سپرده شد تا برای توسعه برنامه راکتی و موشکی شوروی تلاش کنند.

کارالیوف به عنوان طراح ارشد موشک های دور برد انتخاب شد و تیم او در سال 1947 از راکت R-1 رونمایی کرد؛ نسخه ای با شبیه سازی دقیق از روی طراحی V-2. شکی نبود که در آن سوی دنیا آمریکایی ها هم در حال کار روی پروژه مشابهی بودند و تلاش می کردند تا اواخر دهه 40 میلادی راکت مشابهی را پرتاب کنند. در ادامه کارالیوف هدایت گروهی از متخصصان برای پیشرفت و بهبود طراحی راکت R-1 را به عهده گرفت. هدف افزایش برد و پیاده سازی یک بخش محموله جداگانه بود که می توانست به راحتی به عنوان یک کلاهک جنگی هم کاربرد داشته باشد.

در 1949 روس ها موفق شدند راکت R-2 با طراحی سرگئی کارالیوف را پرتاب کنند. این بار راکت بردی دو برابر داشت و دقت آن هم در مقایسه با مدل قبلی بهبود یافته بود. اما این ها برای کارالیوف کافی نبود و او به فراتر از این ها می اندیشید. او ایده انقلابی جدیدی را برای R-3 مطرح کرد که با برد 3000 کیلومتری به راحتی می توانست از مسکو به انگلستان برسد. پبشرفت های راکت ها و موشک ها، تحت نظارت کارالیوف سرعت بیشتری گرفت و  در 1957 شوروی موفق شد اولین پرتاب موفق R-7 سمیورکا را انجام دهد؛ سمیورکا اولین موشک بالستیک قاره پیمای جهان به حساب می آمد و راکتی دو مرحله ای با برد 7000 کیلومتر بود. این موشک می توانست محموله ای 5.4 تنی را حمل کند که برای حمل بمب هسته ای از سن پترزبورگ به نیویورک کافی بود.

موفقیت ها، نام این دانشمند را در سطح ملی بر سر زبان ها انداخت. در پی آن کارالیوف شروع به حمایت از R-7 برای پرتاب ماهواره به فضا کرد و این در حالی بود که ایده او با بی میلی حزب کمونیست روبرو شده بود. اما پرداختن رسانه های ایالات متحده به امکان سرمایه گذاری میلیون دلاری برای پرتاب ماهواره، در شوروی هم شرایط را تغییر داد. در نهایت در کمتر از یک ماه اسپوتنیک 1 طراحی، تولید و به فضا پرتاب شد.

آغاز عصر فضا با برتری شوروی

در 4 اکتبر 1957 بود که دوران فضایی به طور رسمی آغاز شد. راکت کارالیوف بشر را به فراتر از جاذبه، به مدار زمین برد. در حالی که نیکیتا خروشچف، رهبر شوروی پس از استالین، در ابتدا از برنامه پرتاب راکت های کارالیوف خسته شده بود اما دستاوردهای او در سطح جهان آن قدر سر و صدا به پا کرده بود که نمی شد نادیده گرفته شوند. تنها یک ماه بعد اسپوتنیک 2 با جرمی 6 برابر با محموله سگ نگون بخت لایکا به فضا رفت.

اسپوتنیک 3 اما حاوی محموله متفاوتی بود: مجموعه ای از ابزارهای علمی به همراه دستگاه های ضبط ابتدایی. این ماهواره که در ماه مه 1958 به فضا پرتاب شد خبر از قابلیت های بالای برنامه فضایی اتحاد جماهیر شوروی می داد. اما کارالیوف باز هم قانع نبود و به هدف مهم تر، یعنی ماه می اندیشید. برای سفر به قمر زمین در ابتدا انتظار می رفت از R-7 استفاده شود تا محموله ای روی آن فرود بیاید. کارالیوف بخش بالایی راکت را تغییر داد تا به طور جداگانه در فضا قابل استفاده باشد. این اولین راکتی بود که برای حضور جداگانه در فضا طراحی شده بود.

علی رغم بودجه بسیار اندک، محدودیت زمانی و عدم امکان آزمایش سخت افزارها پیش از ارسال، کارالیوف مصمم بود که محموله ای را به ماه بفرستد. در دوم ژانویه 1959 مأموریت لونا 1 به ماه رسید اما به جای فرود، از فاصله کمتر از 6 هزار کیلومتری آن عبور کرد. تنها چند ماه بعد در 14 سپتامبر 1959 لونا 2 موفق شد و اولین ساخته دست بشر روی ماه فرود آمد. تنها کمتر از یک ماه بعد لونا 3 اولین تصویر از نیمه پنهان ماه را ثبت کرد.

تمامی این ها موجب شدند اتحاد جماهیر شوروی یکی پس از دیگری محدودیت ها را کنار بزنند و از سوی دیگر آمریکایی ها همواره یک قدم عقب تر باشند. رویاهای کارالیوف اما تمامی نداشتند و او در فکر فرود روی سیاره های مریخ و زهره بود. اما بزرگترین رویایش چیز دیگری بود؛ سفر فضایی بشر و بردن انسان ها به هر جایی که در توان راکتش است.

با آغاز سال 1958 این دانشمند کار روی طراحی فضاپیمای وستوک را آغاز کرد. این کپسول کاملاً خودکار  می توانست انسان ها را در محیط فضا در خود حفظ کند. در ماه مه 1960 مدلی اولیه و بدون سرنشین به فضا پرتاب شد و پس از 64 بار گردش به دور زمین در نهایت به جو بازگشت. در آگوست 1960 دو سگ به نام های بِیکا و استرِیکا به مدار پایینی زمین ارسال شده و با موفقیت بازگشتند. این اولین باری بود که یک مخلوق به فضا رفته و با سلامت باز می گشت.

در دوازدهم آوریل 1961 با نسخه ای تغییر یافته از R-7 «یوری گاگارین» به فضا رفت تا اولین انسانی باشد که از بند جاذبه زمین رها می شود. گاگارین همچنین اولین فردی بود که به دور مدار زمین گردش کرد. وستوک در پروازی دیگر و تحت نظارت کارالیوف (به عنوان هماهنگ کننده زمینی کپسول) اولین ارتباطِ بین فضاپیمایی و اولین ملاقات بین آنها را رقم زد. علاوه بر این «والنتینا ترشکوا» نخستین زن فضانورد با آن به فضا رفت.

پس از آن سرگئی کارالیوف کار روی پروژه واسخود را آغاز کرد که هدف آن ارسال چندین انسان به فضا و در نهایت به ماه بود. در 1961 طراحی راکت فوق سنگین N-1 آغاز شد که از موتورهای با سوخت مایع NK-15 بهره می برد. N-1 ابعادی در حد ساترن 5 ایالات متحده داشت و با قابلیت حمل 3 خدمه، فرود روی ماه و بازگشت از آن همراه شده بود.

در 12 اکتبر 1964 «ولادیمر کاماروف»، «بوریس یگوروف» و «کونستانتین فئوکتیستوف» سه فضا نورد اتحاد جماهیر شوروی با موفقیت 16 بار گردش مداری با واسخود 1 را تکمیل کردند. 5 ماه بعد «الکسی لئونوف» اولین پیاده روی فضایی بشر را به ثبت رساند و به نظر می رسید قدم بعدی باید ماه باشد. کارالیوف هم برای این مأموریت آماده بود و پس از برکناری خروشچف، به تنهایی مسئولیت برنامه فضایی سرنشین دار شوروی را عهده دار شد. هدف نهایی، فرود انسان در اکتبر 1967 و به مناسبت پنجاهمین سالگرد انقلاب اکتبر بود.

آغاز طراحی سایوز و یک اتفاق غیر منتظره

کارالیوف شروع به طراحی فضاپیمای سایوز کرد که قرار بود خدمه را به ماه برساند. در کنار آن کار روی مأموریت خودروی لونا برای فرود روی ماه و مأموریت های رباتیک در مریخ و زهره نیز در حال انجام بود. او همچنین در فکر محقق کردن رویای تسیولکوفسکی برای فرود انسان ها روی مریخ از طریق یک سیستم زنده محصور شده، موتورهای راکت الکتریکی و یک ایستگاه فضایی مداری به عنوان سکوی پرتاب بین سیاره ای بود.

اما یک اتفاق غیر منتظره شرایط را عوض کرد. کارالیوف در 5 ژانویه 1966 برای جراحی روده در بیمارستان بستری شد و تنها 9 روز بعد به دلیل عوارض سرطان روده جان داد. با فقدان این طراح ارشد، همه برنامه های پیش رو به سرعت رو به سقوط رفت. با این که کارالیوف در طول حیات خود تلاش کرده بود تعدادی از طراحان را آموزش دهد اما خلاء قدرتی که پس از او به وجود آمد فاجعه بار بود.

«واسیلی میشین» فردی بود که به عنوان جایگزین کارالیوف انتخاب شد و به دنبال آن فاجعه ها یکی پس از دیگری اتفاق افتاد. میشین برای عملی کردن برنامه قبلی گردش به دور مدار ماه در سال 1967 و فرود در 1968 تحت فشار قرار گرفت. در 23 آوریل 1967 فضاپیمای سایوز یک به همراه کاماروف به فضا پرتاب شد. این اولین پرتاب پس از فوت کارالیوف بود.

پرتاب در حالی انجام شده بود که مهندسان پروژه خبر از تعداد بسیار بالای 203 اشتباه طراحی داده بودند. بلافاصله پس از پرتاب چندین نقص پیش آمد؛ ابتدا باز نشدن یکی از پنل های خورشیدی موجب کمبود انرژی شد. پس از آن تشخیص دهنده های جهت از کار افتادند و سیستم خودکار تثبیت کننده هم با مشکل مواجه شد.

پرتاب سایوز 2 که قرار بود با سایوز یک ملاقات کند هم به دلیل طوفان و رعد و برق لغو شد. پس از گزارش کاماروف در سیزدهمین گردش در مدار، مرکز فرماندهی تصمیم گرفت ادامه مأموریت را لغو کنند. در گردش هجدهم در 7 ساعت بعد، راکت های یکپارچه سایوز یک روشن شدند و فضاپیما وارد جو زمین شد. به دلیل یک مشکل دیگر چتر باز نشد و کاماروف تلاش کرد چتر را به طور دستی باز کند اما در این حین چتر گره خورد. به این ترتیب اولین پرتاب پس از فوت کارالیوف به بدترین شکل ممکن پایان یافت تا اولین تلفات انسانی در سفرهای فضایی هم به نام اتحاد جماهیر شوروی ثبت شود.

• نگاهی به اولین سفر انسان به مدار ماه، نیم قرن پس از پرتاب آپولو 8 
• داستان یک پرواز؛ ساترن 5 چگونه انسان را به ماه رساند؟
• از کوچه های مسکو تا سفر به فضا؛ به یاد اولین سگ فضانورد که در مدار زمین قرار گرفت

به مرور پسرفت های متعدد تبدیل به یک اتفاق عادی شد و حتی گاگارین در پرواز آزمایشی در سال 1968 جان داد. از معدود نقطه عطف های آن دوران در ژانویه 1969 و زمانی اتفاق افتاد که با اتصال دو فضاپیمای سایوز در فضا به هم، خدمه بین آنها جابجا شدند.

فوت کارالیوف و اشتباهات متعددی که افراد پس از او مرتکب شدند دلیل اصلی عقب افتادن اتحاد جماهیر شوروی در مسابقه فضایی و عدم فرود روی ماه بود. بعدها روس ها توانستند به هدف های کوچکی از جمله فرود اولین ربات روی ماه و اولین فرود بدون سرنشین روی ماه و زهره در سال های 1970 دست پیدا کنند. اما هیچ کدام از برنامه های دیگر طبق رویاهای سرگئی کارالیوف پیش نرفت و اگر او با مشکلات ناگهانی سلامتی و مرگ روبرو نمی شد احتمالاً تاریخ فضایی شوروی به گونه دیگری رقم می خورد. سرگذشت کارلیوف نشان داد که چگونه بود و نبود تنها یک فرد می تواند موفقیت یا شکست یک کشور را رقم بزند.