Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть II)

К сожалению, программа «Марс Директ» все еще находится на стадии обсуждения. Из власть предержащих в Америке мало кто разделяет энтузиазм членов «Марсианского общества», созданного Робертом Зубриным. То обстоятельство, что НАСА удалило пункт о пилотируемой экспедиции из своего перспективного плана, ставит крест на надежде, что план Зубрина будет реализован в обозримом будущем.

Проекты марсианских экспедиций НПО «Энергия»

В Советском Союзе к идее пилотируемой экспедиции на Марс вновь обратились в 1987 году — после успешного запуска сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия».

Этот проект во многом использовал технические решения программы 1969 года, разработанной еще при Василии Мишине. Главным новшеством здесь было использование ракеты-носителя «Энергия» в качестве средства доставки элементов корабля на орбиту. Кроме того, для межпланетного перелета использовались две независимые двигательные установки, каждая из которых представляла собой пакет электрореактивных двигателей с ядерным источником электроэнергии мощностью по 7,5 МВт, снабженным тепловым радиатором. Это позволило резко увеличить надежность и безопасность межпланетного перелета без увеличения начальной массы и стоимости. Увеличению надежности также способствовало и то, что на корабле планировалось устанавливать бортовое оборудование, прошедшее «обкатку» на орбитальных станциях «Салют» и «Мир».

Была полностью пересмотрена конструкция спускаемого экспедиционного аппарата (ЭА). Вместо «фары» с тепловым экраном теперь предлагалось использовать «несущий корпус» с конической носовой частью диаметром 3,8 метра, длиной 13 метров и весом 60 тонн. Аппарат имел две двигательные установки. Одна, расположенная в хвосте, должна была осуществить сход с орбиты и плавное снижение; вторая, расположенная под «брюхом», обеспечивала мягкую посадку в горизонтальном положении на четыре опоры. После посадки экипаж спускался на поверхность Марса по цилиндрическому туннелю-тамбуру. В момент отправления в верхней части цилиндра ЭА открывался люк, и через образовавшийся проем стартовал возвращаемый модуль.

Сам межпланетный корабль имел такие габариты: полная длина — 210 метров, максимальный диаметр — 4,1 метра, полная масса — 365 тонн. Согласно расчетам экспедиция на красную планету с использованием корабля «Марс-1987» заняла бы 716 дней.

Этот проект был существенно изменен в 1988 году, когда в экспедиционном комплексе в качестве энергетической установки вместо ядерного реактора предложили экологически чистую систему с использованием пленочных солнечных батарей на линейных разворачиваемых фермах, отработанных на станциях «Салют-7» и «Мир». Большое влияние на это решение оказал прогресс в создании пленочных фотопреобразователей энергии, что позволяло значительно упростить конструкцию солнечной электростанции большой мощности.

Межпланетный корабль на четырех космонавтов в версии 1988 года имел полную массу 355 тонн и состоял из следующих модулей: марсианский орбитальный аппарат (длина — 23 метра, диаметр — 4,1 метра, масса — 80 тонн, три жилых отсека, оранжерея), экспедиционный аппарат, возвращаемый аппарат (разработанный для «МЭК» 1969 года), панели солнечных батарей (площадью 200 на 200 метров каждая, масса — 40 тонн, мощность — 15 МВт), электроракетные двигатели (топливо — ксенон, тяга — 45 килограммов, скорость истечения — 40 км/с), баки с ксеноном (масса топлива — 165 тонн).

Схема полета к Марсу выглядела так. Для быстрого преодоления радиационных поясов Земли собранный на низкой орбите корабль сначала выталкивается двигателями по спирали на высоту до 40000 километров — этот переход должен занять не более 29 дней. Затем двигатели включаются на маршевый режим, подразумевающий меньшую тягу, но большую скорость истечения. 100 дней уйдет на достижение третьей космической скорости, еще 270 дней — на полет к Марсу и 38 дней — на маневр торможения.

Полетное время экспедиции в этом варианте составляло 716 дней, время пребывания на орбите Марса — 30 дней, время пребывания двух космонавтов на поверхности Марса — 7 дней.

Экспедицию на Марс планировалось провести с последовательным наращиванием средств, начиная с автоматов и заканчивая пилотируемым полетом.

Предполагалось три этапа.

Первый — отработка принципов совместного функционирования элементов марсианского экспедиционного комплекса с использованием его моделей, доставляемых грузовыми кораблями «Прогресс» на орбитальную станцию и собираемых там космонавтами и совершающих дальнейший самостоятельный полет в автоматическом режиме.

Второй — генеральная «репетиция» пилотируемой экспедиции, в ходе которой «солнечный буксир» доставит на поверхность Марса два посадочных аппарата вместо одного, причем один из них используется для отработки схемы посадки и возвращения экипажа, а второй (с несколькими марсоходами массой около 20 тонн) — для проведения детального исследования поверхности Марса.

Третий — собственно пилотируемая экспедиция на Марс.

За 10 лет проект марсианской экспедиции НПО «Энергия» (с 1994 года — РКК «Энергия» имени Королева) претерпел дополнительные коррективы в соответствии с изменившейся ситуацией в космической отрасли. Этапы подготовки экспедиции теперь напрямую связаны с этапами строительства Международной космической станции.

По сравнению с предыдущим проектом изменениям подверглись конструкция солнечных батарей — они стали модульными. Посадочный аппарат приобрел форму «диска», и теперь их два: пилотируемый и грузовой. Кроме того, конструкторы снова вернулись к численности экипажа экспедиции в шесть человек, что привело к увеличению расчетной массы межпланетного корабля до 600 тонн.

В отличие от предыдущих новый проект предусматривает широкую кооперацию с другими странами.

Например, США имеют большой опыт по посадке и взлету экипажа с Луны, посадке автоматических аппаратов на Марс. Поэтому целесообразно именно США взять на себя головную роль по разработке посадочного аппарата — одного из самых ответственных элементов экспедиции. Российская Федерация имеет большой опыт создания и эксплуатации орбитальных станций. Межпланетный орбитальный корабль по своим задачам очень близок к жилым модулям орбитальных станций. Поэтому Россия может взять на себя головную роль по разработке этого корабля. При принятии проекта РКК «Энергия» для межпланетного комплекса головная роль по разработке солнечного буксира может принадлежать как США, так и России. Но в любом случае при этом будут использоваться российские технологии по созданию трансформируемых конструкций, работам экипажа по их развертыванию.

Это один из возможных вариантов кооперации. Возможны и другие. При этом для участия в проекте приглашаются европейские страны, Япония, Канада.

Стоимость экспедиции оценивается в 20 миллиардов долларов. В проекте уже принимают участие НАСА и компания «Боинг» — со стороны США, Европейское Космическое агентство и фирма «Астриум» — со стороны Евросоюза, РКК «Энергия», Росавиакосмос, Исследовательский центр имени Келдыша, Институт космических исследований РАН, Институт медико-биологических проблем, Институт микробиологии РАН — со стороны Российской Федерации. Для повышения результативности кооперации создан Международный комитет управления пилотируемой экспедиции на Марс, в который вошли восемь представителей России, восемь — США и пять — Европейского союза. Задача комитета — координировать национальные программы развития космонавтики так, чтобы они были направлены на достижение конечной цели — организацию полета человека к Марсу.

Руководство РКК «Энергия» убеждено, что если финансирование проекта начать прямо сейчас, то вполне реально уже в 2012 году вывести к Марсу беспилотный вариант корабля, а в 2015 году отправить пилотируемую экспедицию.