نابغه‌ای به نام سرگئی کارالیوف: راز سر به مهر روسیه در آغاز عصر فضا

چند روز بعد از بازگشت یوری گاگارین (Yuri Gagarin) به زمین، او در کنار رهبر شوروی، نیکیتا خروشچف (Nikita Khrushchev) در میدان سرخ مسکو ایستاده بود تا هزاران نفر بازگشت و موفقیتش را جشن بگیرند. یک جشن بسیار شلوغ و تا حد زیادی خودجوش برای این دستاورد شوروی.

اما مهندسی که اولین پرواز انسان به فضا با تلاش‌های او ممکن شد، هیچ جا به چشم نمی‌خورد. فقط بعد از مرگ این طراح ارشد در سال ۱۹۶۶ بود که نامش، سرگئی پاولوویچ کارالیوف (Sergei Pavlovich Korolev)، برای دنیا آشکار شد. این نابغه در قلب برنامه فضایی روسیه یکی از سر به مهرترین رازهایی بود که در اتحاد شوروی پنهان می‌شد.

کارالیوف، متولد اوکراین، ناظر طراحی راکت بزرگ R7 بود که اولین ماهواره، اولین سگ، اولین مرد، اولین زن و اولین فضانوردی که در فضا راهپیمایی کرد را به فضا فرستاد. او کپسول‌ها، سیستم‌های کنترل و چک‌هایی را توسعه داد که در تمام دوران زندگی‌اش بازگشت هر فضانورد به زمین را تضمین کردند.

فقط ارزش پروپاگاندای کار او به قدری بزرگ بود که می‌توانست موقعیت شوروی را به عنوان یک ابر قدرت تثبیت کند. اما برخلاف همتای آمریکایی خود، ورنر فون براون (Wernher von Braun)، هویت «طراح ارشد» ارزشمندتر از آن در نظر گرفته می‌شد که بشود با دنیا به اشتراک گذاشت.

کاتلین لوییس (Cathleen Lewis)، سرپرست بخش برنامه‌های فضایی بین‌المللی در موزه هوا و فضای اسمیت‌سونیَن (Smithsonian Air and Space Museum) در واشینگتن دی.سی، می‌گوید «اعتبار شایسته‌ای نصیب مهندسان و تکنسین هایی که روی آن فضاپیما کار کردند نمی‌شود، چون آن‌ها ارتشی هستند که واقعا باعث امکان‌پذیر شدن این سفر شدند. انرژی و تلاش خارق‌العاده‌ای نیاز است تا جان یک انسان در فضا حفظ شود.»

مهندسان کارالیوف برای چالش‌هایی که در فضا پیش روی انسان هستند به راه حل‌های بسیار زیرکانه‌ای رسیدند، که اغلب با راه حل‌های همتایان آمریکایی‌شان متفاوت بودند. گاهی اوقات راه حل‌هایی بسیار ساده که نتیجه محدودیت‌های تکنولوژیکی شوروی بودند.

برای نمونه، پرتابگر R7 برپایه یک موشک بالستیک بین قاره‌ای طراحی شده بود. سایز این راکت، با حدود ۳۰ متر ارتفاع که چهار بوستر به اطرافش بسته شده بود، نشانگر جرم بمب هسته‌ای بود که در کلاهک خود حمل می‌کرد.

چون سلاح‌های هسته‌ای شوروی بزرگتر و سنگین‌تر از مدل‌های آمریکایی بودند، راکت‌ها نیاز به قدرت بیشتری داشتند. این به این معنی بود که وقتی قرار شد یک فضاپیما به همراه یک کیهان‌نورد (cosmonaut، واژه‌ای که روس‌ها برای فضانورد انتخاب کرده بودند) با آن پرتاب شود، این فضاپیما نیز می‌توانست بزرگ‌تر باشد.

لوییس می‌گوید: «بر خلاف آمریکایی‌ها، آن‌ها نیازی به نگرانی برای مراحل کوچک‌سازی محموله فضایی یا تکنولوژی جمع و جورتر نداشتند. صنعت هوانوردی آمریکا از لوله‌های خلا به ترانزیستورها گذار کرده بود، اما شوروی در اواسط دهه ۱۹۶۰ هنوز از لوله‌های خلا استفاده می‌کرد.»

کپسول وستوک (Vostok) شوروی که اولین مرد و بعد اولین زن را به فضا حمل کرد، قطعا ارتباط چندانی با فضاپیمای مرکوری ناسا نداشت. ماژول مخروطی شکل مرکوری (Mercury)، که فقط کمی از انسان درونش بزرگتر بود، دریایی از سوییچ‌ها، صفحات مدرج، اهرم‌ها و دکمه‌ها بود. این فضاپیما یک شگفتی الکترونیک و زیرسازی به شمار می‌رفت.

از طرف دیگر، وستوک شبیه یک توپ جنگی بسیار بزرگ تو خالی بود که داخلش با یک لایه تشک پوشیده شده بود. در آن یک رادیو وجود داشت – شبیه رادیوی ماشین، با یک کلید تلگراف برای انتقال کد مورس به عنوان یک ابزار کمکی – و فقط یک پنل کنترل. بالای این پنل یک کره رنگ شده شبیه زمین وجود داشت که حرکتش با یک کامپیوتر الکترو-مکانیکی که موتور محرکش چرخ‌دنده‌ای بود، تنظیم می‌شد. این وسیله به فضانورد نشان می‌داد که در چه موقعیتی نسبت به زمین قرار دارد.

غیاب ابزارهای پیچیده کنترل یکی دیگر از تفاوت‌های اساسی بین این دو کشور بود. فضانوردان مرکوری ایالات متحده باید فضاپیماهای خود را هدایت می‌کردند. وستوک به طور اتوماتیک و طبق یکسری دستورالعمل از پیش تعیین شده کار می‌کرد و وظایف زیادی برای کیهان‌نوردش باقی نمی‌ماند.

تنها راهی که آن‌ها می‌توانستند کنترل‌های دستی اندک را فعال کنند، زدن یک کد مخفی روی یک کیبورد بود. کد در یک نامه زیر صندلی مهر و موم شده بود و فقط باید در صورت از کار افتادن سیستم اتوماتیک باز می‌شد. هرچند کارالیوف و چندین نفر دیگر پیش از پرواز اعداد کد را در گوش گاگارین زمزمه کردند.

طراحی وستوک که شبیه یک توپ جنگی بود، ورود دوباره به اتمسفر زمین را ساده‌تر می‌کرد. فضانوردان مرکوری باید با دقت کپسول خود را به گونه‌ای قرار می‌دادند که سپر دمای آن از کپسول محافظت کند. هرچند وستوک تماما با ماده‌ای عایق حرارت پوشیده شده و وزن قسمت آن نیز بیشتر بود تا به راحتی در جهت درست قرار بگیرد.

اما وقتی کار به فرود می‌کشید، شوروی با یک مشکل روبرو بودند. ایالات متحده برنامه داشت تا در اقیانوس فرود بیاید، اما کیهان‌نوردان شوروی باید روی زمین می‌نشستند. لوییس می‌گوید: «آن‌ها نمی‌توانستند وستوک را به اندازه کافی کند کنند و هیچ انسانی نمی‌توانست در فرود آن زنده بماند. به همین دلیل است که یوری گاگارین در ارتفاع ۲۰ هزار پایی (۶ کیلومتر) از فضاپیما به بیرون پرتاب شد و جداگانه فرود آمد.»

مهندسان کارالیوف برای فضاپیمای بعدی، وسخود (Voskhod) یک سیستم فرود «نرم» طراحی کردند که شامل صندلی‌های فنردار برای کیهان‌نوردان و یک سیستم راکت بود که درست پیش از برخورد کپسول به زمین روشن می‌شد. امروز فضاپیمای سایوز از یک تکنولوژی مشابه استفاده می‌کند، هرچند سرنشین‌هایش بازگشت به زمین را به یک تصادف ماشین با سرعت زیاد تشبیه می‌کنند.

وسخود علیرغم اینکه از وستوک بزرگتر نبود، برای رقابت با فضاپیمای دونفره جمنای آمریکا، باید بیشتر از یک کیهان‌نورد حمل می‌کرد؛ در واقع سه نفر! و یکی از آن‌ها مهندسی بود که در طراحی آن مشارکت داشت.

ایده استفاده از مهندسان، به جای اینکه فقط خلبان به فضا فرستاده شود، یکی دیگر از نوآوری‌های کارالیوف بود. ایالات متحده این ایده را تا زمان شاتل فضایی به کار نگرفت.

دومین قهرمان اتحاد شوروی، کیهان‌نورد الکساندر الکساندروف (Aleksandr Aleksandrov)، دوران حرفه‌ای خود را در اوایل دهه ۱۹۶۰ با کار روی وسخود شروع کرد و بعدها دو بار سایوز را در پرواز به ایستگاه‌های فضایی شوروی هدایت کرد.

الکساندروف می‌گوید: «ایده اصلی انتخاب کیهان‌نوردان از بخش مهندسی این است که این متخصصان روی راکت‌هایی که طراحی کرده‌اند و ساخته‌اند مشغول کار شوند. آن‌ها می‌توانند بفهمند که راکت چرا و چگونه کار می‌کند و در هدایت فضاپیمایی که خودشان طراحی کرده‌اند، ماهر شوند.»

همچنین بدبین‌ترها پیشنهاد می‌کنند که داشتن مهندسی که هم در خلق فضاپیما دست داشته و هم در آن پرواز کند باعث پیشرفت‌های حیرت‌انگیزی در کنترل کیفیت می‌شود. در هر صورت، هر دو پرواز سرنشین‌دار وسخود موفقیت آمیز بودند – شوروی سه انسان را در سال ۱۹۶۴ و اولین مردی که در فضا راهپیمایی کرد، الکسی لئونوف (Alexei Leonov) را در ۱۹۶۵ با وسخود-۲ راهی فضا کردند (هرچند این ماموریت دومی هم مشکلات منحصر به خودش را داشت).

با همه این اوصاف، شاید ماندگارترین اختراع کارالیوف راکت سایوز (Soyuz) بود. پرتابگری که روسیه تا به امروز از آن استفاده می‌کند، تقریبا با R7 یکسان به نظر می‌رسد و ساده‌گرایی در طراحی خاص شوروی در جای جای آن به چشم می‌خورد.

با پنج موتور راکت و ۲۰ محفظه احتراق و همچنین ۱۲ موتور کوچکتر برای هدایت، ضروری است که تمام موتورها همزمان روشن شوند. در غیر این صورت، سوخت می‌تواند از یک موتور روشن نشده به بیرون نشت کند و احتمال انفجاری فاجعه‌بار افزایش پیدا کند.

این همزمانی با کمک کبریت‌هایی غول‌پیکر محقق می‌شود. وقتی سایوز در جایگاه پرتاب قرار می‌گیرد، مهندسان ترکه‌هایی از جنس چوب توس با دو جرقه‌زن الکتریکی پیروتکنیک (pyrotechnic) در انتهایشان را داخل نازل‌های راکت می‌گذارند. این‌ها بعد با سیم‌های برنجی به هم متصل می‌شوند.

درست پیش از پرتاب، جرقه‌زن‌ها روشن می‌شوند و آتش از راه سیم منتقل می‌شود. وقتی کل سیم‌های آتش قطع شوند، به این معناست که آتش درون تمام نازل‌ها وجود دارد و می‌توان به طور ایمن دریچه‌های سوخت را باز کرد. این سیستم تضمین می‌کند که سوخت تنها زمانی آزاد می‌شود که تمام این کبریت‌های غول‌پیکر آتش گرفته‌اند.

خانه کارالیوف در مسکو – که حکومت شوروی در ۱۹۵۹ آن را به او هدیه داد (به طور پنهانی) – حالا به عنوان یک موزه نگهداری می‌شود. این مکان پر است از یادگارهایی از برنامه‌های فضایی که او ناظرشان بود: مدل‌های هواپیما و راکت‌ها، عکس‌های کیهان‌نوردان، کتاب‌ها و مقاله‌های تخصصی.

بیرون از اتاق مطالعه او یکی از دیوارها با نقشه کامل و با جزییات سطح ماه پوشیده شده. رویای کارالیوف برای فرود آوردن یک شهروند شوروی روی ماه هیچگاه محقق نشد، اما طراحی‌های او روی راکت‌ها، فضاپیما‌ها و ایستگاه‌های فضایی امروزی به حیات خود ادامه می‌دهند. شصت سال بعد از این که یوری گاگارین برای اولین بار در مدار زمین قرار گرفت، مهندسی که آغازگر رقابت فضایی بود، شایسته شهرتی جهانی است.