LK

Lunnıy Korabl (Ay Kondusu)

Londra Bilim Müzesi'ndeki "Kozmonotlar" sergisinde sergilenen LK-3 (11F94) Ay Kondusu
Görev türü	Gezegen iniş aracı
Görev süresi	6-24 saat (tasarım ömrü 48 saat) (sonraki varyantlarda 72-168 saat)
Uzay aracı özellikleri
Uzay aracı tipi	Ay modülü
Üretici	OKB-586 / OKB-1
Fırlatma ağırlığı	5.560 - 6.525 kg
Boyutlar	5,20 m yükseklik 4,50 m çap
Güç	N2O4 / UDMH (Kimyasal piller)
Mürettebat
Üyeler	1 (sonraki varyantlarda 2)
Görev başlangıcı
Fırlatma tarihi	24 Kasım 1970 (Cosmos 379)
Roket	N1
Hedefler ve İniş Verileri
Vurgulanan misyon	Ay'a iniş ve alçak Ay yörüngesine kalkış

LK (Lunnıy Korabl - "Ay Gemisi" ya da "Ay Kondusu"), Sovyetler Birliği'nin 1960'lardaki gizli insanlı Ay projesinde Ay yüzeyine bir kozmonot indirmesi için üretilmiş uzay aracı.

LK modülünün geliştirilme süreci, 1960’ların başında Sergey Korolev liderliğindeki OKB-1 tasarım bürosunda başlatıldı. 3 Ağustos 1964 tarihinde yayımlanan gizli bir hükûmet kararnamesiyle, Sovyetler Birliği'nin insanlı Ay programı olan N1-L3 projesi resmen onaylandı. Bu kararnamenin ardından, LK'nın itki sistemlerinin (Blok E) geliştirilmesi sorumluluğu, füze teknolojileri konusundaki uzmanlığıyla bilinen Mihail Yangel yönetimindeki Yuzhnoye Tasarım Bürosu'na verildi.

1960'ların ortalarında, tasarım ekibi modülün son halini şekillendirirken; ağırlık sınırlarını aşmamak adına aracın her bir bileşeni için gram hesabı yapıldı. Bu dönemde Sovyet mühendisler büyük bir çıkmazla karşı karşıyaydı. N1 roketinin kapasitesi, tüm Ay kompleksini (NOK + LK) tek seferde fırlatmaya ucu ucuna yetiyordu. Bu durum, LK'nin tasarımını kökten etkiledi. Projenin ilk aşamalarında daha büyük bir kabin ve iki kişilik mürettebat düşünülmüş olsa da, 1965-1966 yıllarında yapılan revizyonlarla araç, tek bir kozmonotun ancak sığdırabileceği kadar küçültüldü.

Tasarım sürecindeki en büyük teknik zorluklardan biri, Ay yüzeyine güvenli inişi garanti altına alacak olan LPU (Ay İniş Ünitesi) bacaklarının tasarımıydı. Ay toprağının (regolit) taşıma kapasitesi o dönemde tam olarak bilinmediğinden, mühendisler aracı hem devrilmeye karşı koruyacak hem de kalkış sırasında bir fırlatma rampası görevi görecek olan kafes yapılı bir şasi geliştirdiler. 1968 yılına gelindiğinde, aracın uçuş modelleri Moskova yakınlarındaki Podlipki fabrikasında üretilmeye başlanmış ve yer testleri için devasa vakum odaları inşa edilmiştir. Aracın pilotaj eğitimleri için Ermenistan Sovyet Cumhuriyeti’nden getirilen volkanik tüf zeminler ve modifiye edilmiş helikopterler kullanılmıştır. Aleksey Leonov liderliğindeki kozmonot grubu, bu dar kabinde tek başlarına görev yapacak şekilde eğitilmiştir. Sovyet Ay Programı devam edebilseydi, proje kapsamında Ay Kondusu'nu operasyonel olarak kullanacak ve Ay'a ayak basacak ilk Sovyet kozmonotunun Aleksey Leonov olması planlanmıştı.

1969 yılına gelindiğinde, LK modülü uçuşa hazır hale getirilmişti. Aracın yörüngedeki performansını test etmek amacıyla 1970 ve 1971 yıllarında üç kritik insansız görev icra edildi. Cosmos 379, Cosmos 398 ve Cosmos 434 kod adlarıyla gerçekleştirilen bu test uçuşlarında; LK modülü Dünya yörüngesinde Ay'a iniş, kalkış ve acil durum iptal manevralarını simüle ederek motorlarının güvenilirliğini kanıtladı. 1971'deki son test uçuşunun başarıyla tamamlanmasının ardından LK modülü insanlı uçuş için teknik onay alsa da, projeyi taşıyacak olan N1 roketinin yaşadığı kronik başarısızlıklar süreci tıkadı. 1974 yılında Sovyet Ay programının iptal edilmesiyle birlikte, üretilen tüm LK modülleri hangarlara kapatıldı ve proje terk edildi. 1974'te projenin iptaliyle varlığı gizlenen LK üniteleri, Perestroyka sonrasında gün yüzüne çıkmıştır. Sağlam kalan araçlardan ikisi Moskova Havacılık Enstitüsü ve RKK Energia Müzesi'nde halka açık bir şekilde sergilenmektedir.

LK, ABD’nin iki astronot taşıyan Apollo Ay Modülü’nün aksine, N1 roketinin kapasite sınırları ve ağırlık kısıtlamaları nedeniyle son derece minimalist bir yapıda tasarlanmıştır. Sadece tek bir kozmonotu taşıyacak kapasitede olan bu araçta ağırlıktan tasarruf etmek amacıyla, ana gemi (LOK) ile LK arasında bir geçiş tüneli inşa edilmemişti. Bu tasarım tercihi, kozmonotun inişten önce ve yörüngeye dönüşten sonra araçlar arası geçişini, uzay boşluğunda yürüme (EVA) yoluyla yapmasını zorunlu kılıyordu. Kozmonot, Ay inişinden önce ana gemiden (LOK) ayrılıp LK modülüne geçmek için ilk EVA operasyonunu gerçekleştirecek; Ay yüzeyindeki görevi bittikten sonra ise yörüngeye dönüp ana gemiyle kenetlenince, topladığı numunelerle birlikte tekrar dışarı çıkıp ana gemiye geri dönmesi gerekecekti. Apollo sisteminde astronotlar korunaklı ve basınçlı bir tünelden geçerken, Sovyet kozmonotu her geçişte uzay giysisinin (Krechet) basınç kaçırması veya kapakların tam kapanmaması gibi ölümcül risklerle iki kez yüzleşmek zorundaydı. Bu durum, hata payını sıfıra indiren operasyonel bir risk oluşturuyordu.

Ayrıca kabin içindeki görüş alanı, ağırlık yapan geniş pencereler yerine, iniş manevrası sırasında kozmonota kısıtlı bir bakış açısı sunan özel bir periskop sistemi ve küçük bir vizörle sınırlandırılmıştı.

LK yörüngedeyken, LK'nin hemen altında bulunan ve alçak Ay yörüngesinde LOK modülünden ayrıldıktan sonra Ay'a iniş için gereken frenleme ateşlemesini sağlayacak Block D adında bir aşama bulunacaktı. İniş için LOK modülünden ayrılacak LK + Block D sistemi Ay'a iniş için frenleme ateşlemesine başlayacak, frenleme ateşlemesinin deltaV değerinin büyük kısmını üstlenen (~1,6 km/s) bu Block D aşaması, yüzeye yaklaşık 2-4 kilometre kala ayrılarak Ay’a çakılacak şekilde programlanmıştı. Geriye kalan hassas iniş ateşlemesi (~0,3-0,6 km/s) ve yörüngeye geri dönüş kalkışı için yapılacak ateşleme (~1,6-1,9 km/s) ise LK modülünün kendisi tarafından yapılacaktı.

Amerikan Apollo sisteminde iniş ve kalkış için iki ayrı motor bulunurken LK'nin tek motorlu yapısı, iniş ve kalkış ateşlemesinin birbirine bağlı olmasına sebep oluyordu. İniş sırasında normalden biraz daha fazla yakıt harcanması kalkış için gereken yakıttan çalmaya ve bunun sonucunda yetersiz yakıt sebebiyle yörüngedeki LOK modülüne ulaşamamaya sebep olabilirdi bu sebeple iniş sırasında hata toleransı çok düşüktü. Bu tek motorlu tasarım iniş sırasında oluşabilecek mekanik bir arızanın iniş sonrası kozmonotun Ay yüzeyinde mahsur kalmasına neden olabilecek riskli bir senaryo da sunuyordu. Ay'da mahsur kalmanın telafisi olmayan kritik bir aşama olmasının farkında olan Sovyet mühendisler, tek motor kullanımının riskleri azaltmak amacıyla aracın motor ünitesini yedekli bir motor mimarisi şeklinde tasarlamıştı. Sisteme hem birincil (11D411) hem de ikincil bir yedek motor (11D412) entegre etmişlerdi. Aslında her iki motor tek bir motor gibi bütünleşikti ve aynı egzoz çıkışını kullanıyordu. Eğer ana motor kalkış sırasında arızalanırsa veya beklenen itkiyi veremezse, yedek motor devreye girerek kozmonotun yörüngeye ulaşmasını sağlayacaktı.

İniş güvenliğini artırmak adına, Sovyet mühendisler özgün bir stabilizasyon çözümü geliştirmişlerdi. Ay yüzeyinin engebeli yapısı nedeniyle aracın sekmesini veya devrilmesini önlemek amacıyla, egzozları yukarı bakan dört küçük katı yakıtlı "bastırma roketi" sisteme dahil edilmişti. Ay yüzeyine temas anında ateşlenen bu roketler, aracı yere doğru bastırarak 20 dereceye kadar eğimli yüzeylere dahi stabil bir iniş yapılmasına olanak tanıyordu. Ay'dan ayrılış ise Apollo Ay Modülü'nü andıran bir şekilde, iniş takımlarının kalkış sırasında Ay yüzeyinde bırakılacağı şekilde tasarlanmıştı. (Apollo modülünde iniş takımları ile birlikte iniş sırasında kullanılan aşama da 'Descent Stage' bırakılır. Bu durum ile karıştırılmamalıdır. Benzetme sadece iniş takımlarının bırakılışı amacıyla yapılmıştır.) Araç Ay'dan ayrılacağı sırada iniş takımları ve ona bağlı birtakım ölü ağırlık (yüzeye iniş merdiveni, iletişim sistemleri vb.) yüzeyde bırakılacak, modül bu parçalardan ayrıldığı anda motorunu çalıştırarak yörüngeye çıkacaktı.

Ay yüzeyine iniş manevrası sırasında yaşanabilecek motor arızası veya denge kaybı gibi felaket senaryolarına karşı, Sovyet mühendisler sıra dışı bir "iniş iptal" (landing abort) stratejisi geliştirmişlerdi. Bu sistemin merkezinde, modülün dar kabinine yerleştirilmiş olan ve bir savaş uçağındakine benzer mantıkla çalışan bir fırlatma koltuğu (ejection seat) bulunuyordu. Eğer inişin son aşamasında, yüzeye yaklaşık 100-200 metre kala araç kontrolden çıkarsa kozmonot koltukla birlikte modülden fırlatılacaktı. Ay'da atmosfer bulunmadığı için paraşüt kullanımının imkansız olduğu bu senaryoda; koltuğun altındaki özel darbe emiciler ve uzay giysisindeki küçük itici roketler yardımıyla kozmonotun yüzeye "sert ama hayatta kalınabilir" bir iniş yapması planlanmıştı bu sayede Ay'a çakılsa bile kozmonot sağ kurtulacaktı. Bu sistem kozmonotu infilak etmek üzere olan bir araçtan fiziksel olarak uzaklaştırabilse de, onu Ay yüzeyinde bir fırlatma koltuğuyla ve kısıtlı yaşam desteğiyle yapayalnız bırakacağı için aslında görev başarısından ziyade sadece o anki patlamadan sağ çıkmaya odaklanan bir son çare yöntemiydi. Sovyet mühendisler bu gibi bir senaryoda kozmonotu kurtarabilme amacıyla insanlı iniş görevinden önce, inişin yapılacağı yakın bir bölgeye yedek insansız bir LK indirmeyi planlamıştı. Kozmonot, eğer böyle bir senaryo sonucu iniş yaptığı LK aracını kaza kırım sonucu kaybeder ve Ay'da mahsur kalırsa yakınlarında bulunan hazırdaki LK'ye gidecek ve onunla Ay'dan hemen ayrılıp yörüngede bekleyen LOK modülüne ulaşıp diğer mürettebat üyesiyle Dünya'ya dönecekti.

Bu yaklaşım, Amerikan Apollo sistemindeki kurtarma mantığıyla taban tabana zıddı. Apollo Ay Modülü'nde (LM) bireysel bir fırlatma koltuğu bulunmazken, sistem bir bütün olarak "yukarı doğru kaçış" üzerine kurgulanmıştı. Bir arıza anında Apollo astronotları, modülün üst aşamasını (ascent stage) iniş aşamasından (descent stage) ayırıp üst aşamanın kendi motoruyla tekrar yörüngeye fırlatabiliyor ve yörüngede bekleyen ana gemiye (command module) kenetlenerek güvenli bir şekilde Dünya'ya dönebiliyordu. Sovyet tarafında ise ağırlık kısıtlamaları ve fırlatma kapasitesindeki darlık nedeniyle böyle entegre bir yörüngeye dönüş kurtarma sistemi yerine, kozmonotu araçtan ayırıp Ay toprağına fırlatarak sağ kurtarmayı hedefleyen daha riskli ve minimalist bir çözüm tercih edilmiştir.

LK'nın operasyonel tasarımı, lojistik ve yaşam destek üniteleri kısıtlığı nedeniyle "in, bayrağı dik ve en kısa zamanda ayrıl" felsefesi üzerine kurulmuştur. Apollo görevlerinde 2 astronot Ay yüzeyinde günlerce kalabilirken, LK modülünün bu kısıtlı imkânları nedeniyle kozmonotun yüzeyde geçireceği süre 6 ile 24 saat arasında planlanmıştı. Temel olarak kozmonot aracı Ay'a indirecek, kapıyı açıp Ay yüzeyine inecek, Sovyetler Birliği bayrağını dikecek, temel bilimsel çalışmaları gerçekleştirip gözlemler yapacak, kısıtlı miktarda Ay örneği toplayıp araca dönecek ve motoru çalıştırıp Ay'dan ayrılacaktı.

İleride yapılacak geliştirmelerle LK'nin Ay yüzeyinde daha uzun süre (3-7 gün) ve daha çok mürettebat üyesiyle (2 kişi) görev yapması planlanıyordu.

Bu "tek kişilik" görev tasarımı, Sovyet Ay Programı'nı sadece teknik değil, psikolojik açıdan da tarihin en zorlu uzay görevlerinden biri hâline getiriyordu. Apollo görevlerinde iki astronot Ay'a inişi, yüzeyindeki görevlerde stresi, karar alma süreçlerini ve iş yükünü paylaşırken; Sovyet kozmonotu, iniş radarını takip etmekten periskopla zemini süzmeye ve olası bir acil durumda fırlatma koltuğunu ateşlemeye kadar her kritik kararı tamamen yalnız başına almak zorundaydı. Dünya’dan yaklaşık 380.000 kilometre uzakta, dar bir kabinde yaşanan bu mutlak izolasyon ve "yalnızlık" hissi, görevin bilişsel yükünü uç noktalara taşıyordu. Olası bir hata anında müdahale edebilecek veya rehberlik edecek ikinci bir mürettebat üyesinin eksikliği, LK sisteminin en büyük insani risk faktörlerinden biri olarak kabul edilmektedir.

Ayrıca, LK'nin kontrol sistemleri Apollo'nun dijital altyapısına kıyasla büyük oranda analog ve mekanik bir mimariye sahipti. Bu durum, olası sistem arızalarının tespitini de zorlaştıyordu.

LOK

N1 roketi

Apollo Ay Modülü

Sovyet insanlı Ay programı

Apollo Projesi

• 
  N1 roketinin 4. aşaması olan Block G'nin LOK (roketin en üstünde görünen) ve LK (LOK'un hemen altındaki kargo bölümünde kapalı muhafazada bulunan) modüllerini TLI yörüngesine oturtmak için yaptığı ateşlemeyi gösteren bir illüstrasyon.