Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

В качестве основных принципов, положенных в проект марсианской экспедиции были использование только химических двигателей и аэроторможения в атмосфере Марса. Рассчитывать в 70е годы на ядерные двигатели, по мнению специалистов «Дуглас Эйркрафт», было бы слишком рискованно. Итак, марсианский экспедиционный комплекс должен был состоять из разгонной ступени длиной 10 метров и диаметром 16,5 метров и марсианского космического корабля. На разгонной ступени в качестве топлива используются водород и фтор.

Марсианский космический корабль представляет собой усеченный конус длиной 12 метров и наибольшим диаметром 16, 5 метров. Он, в свою очередь, состоит из двигательной установки для выхода на орбиту Марса и схода с нее, возвращаемого аппарата и жилого модуля в виде тороидального двухэтажного отсека весом 40 тонн, предназначенного для размещения 10 человек. Двигательная установка корабля также использует в качестве топлива водород и фтор. Возвращаемый аппарат весом 7 тонн, рассчитанный на 10 человек, по форме напоминает командный модуль «Аполлона», но несколько больше: длина 4,2 метра против 3 метров у «Аполлона». Космонавты находятся в возвращаемом аппарате при работе двигательной установки, во время аэроторможения, а также во время солнечных вспышек. Создания искусственной гравитации для всего корабля не предусматривается. Однако корабль оснащен центрифугой с двумя кабинами для регулярного профилактического воздействия на космонавтов. Для выработки электроэнергии используются три 10-метровых рефлектора солнечной электродинамической установки.

В верхней части корабля расположен также конический марсианский посадочный аппарат массой 71 тонну, рассчитанный на пребывние на поверехности Марса 6 человек в течение 500 дней. Его ширина у основания 10,6 метра, а длина 15 метров. МПК состоит из посадочного модуля, включающего двигатель и посадочные опоры, теплового экрана, парашютов, тороидального жилого модуля объемом 195 м3 и взлетной ракеты с топливными баками. В состав МПК включены также два марсохода массой по 4 тонны для перемещения трех космонавтов по поверхности планеты на расстояние до 500 км в течение 1-2 недель.

Реализация программы пилотируемого полета на Марс по проекту компании «Дуглас» обеспечивается более мощными чем «Сатурн-5» ракетами-носителями. Их грузоподъемность должна составлять 1 миллион фунтов или 450 тонн, а диаметр полезного груза – 22 метра. При первом пуске такой гигантской ракеты на орбиту выводится весь марсианский корабль в сборке, а при втором пуске – полностью заправленная разгонная ступень. После их стыковки на орбите вся связка стартует к Марсу. Время полета по трассе Земля-Марс – 200 суток.

С помощью аэродинамического торможения в атмосфере Марса корабль переходит на эллиптическую орбиту. Затем уже с помощью двигательной установки формируется круговая орбита высотой 800 км.

После выбора района посадки шесть космонавтов переходят в МПК и приземляются на поверхности Марса, используя для этого парашюты и двигатели мягкой посадки. Обратный путь проходит по классической схеме.

Полная стоимость реализации программы в течение более чем 15 лет по расчетам компании «Дуглас Эйркрафт» составит 17,5 миллиардов долларов.

Вообще на середину 60-х годов приходится пик интереса к полетам на Марс. Помимо исследований инициированных НАСА были и самостоятельные работы. Так, руководитель отдела Лаборатория космических технологий компании TRW Роберт Сон, участвовавший в работах по контракту с Центром Эймса в 1963-1964 года, опубликовал в майском номере журнала «Астронавтикс&Аэронавтикс» еще один проект пилотируемого полета на Марс в возможно более ранние сроки. Это можно было сделать в четыре этапа. Первым этапом являлась бы реализация программы «Аполлон» с отработкой ракеты «Сатурн-5», корабля «Аполлон» и орбитальных методов сближения и стыковки.

На втором этапе предлагалось создать на базе программы «Аполлон» научно-исследовательскую лабораторию (AORL) с экипажем из трех человек, а также модификацию корабля «Аполлон» для совершения длительных полетов. Станция выводится на орбиту с помощью ракеты «Сатурн-5» вместе с основным блоком корабля «Аполлон», а размещается вместо лунной кабины в переходном отсеке. Срок – 1970 год.

На третьем этапе небольшая орбитальная станция AORL заменяется на станцию больших размеров MORL, которая станет прототипом полетного модуля межпланетного корабля. Станция выводится на орбиту с помощью ракеты «Сатурн-5». Экипаж станции MORL составит от 6 до 8 человек.

Четвертым этапом является сама марсианская экспедиция. Для ее осуществления необходим запуск 4-5 ракет «Сатурн-5» увеличенной грузоподъемности (до 200 тонн). В результате сборки на орбите создается межпланетный корабль, состоящий из основного блока корабля «Аполлон» на вершине, жилого модуля типа MORL в середине и разгонной ступени. В качестве топлива на всех ракетных блоках используется водород и фтор. Для экспедиции с посадкой на планету в состав экспедиционного корабля входят также двухместный посадочный корабль и ступень для ухода с марсианской орбиты. Выход на орбиту Марса предполагается с помощью аэродинамического торможения. Время пребывания на Марсе – 15 дней. В ходе перелета создается искусственная гравитация. При реализации пролетного варианта достаточно одного пуска ракеты «Сатурн-5» увеличенной грузоподъемности. По прогнозам Р. Сона пролет Марса мог бы состояться в 1975 и 1978 годах, а посадка на Марс – в 1982 году.

Не осталась в стороне от «марсианского поветрия» и компания «Норт Америкэн авиэйшн», бывшая головным разработчиком основного блока корабля «Аполлон». В том же 1965 году ими был предложен межпланетный корабль для облета Марса и Венеры, разработанный на базе корабля «Аполлон». Разгонная же ступень представляла собой ступень S-IIB, также разработанную в этой компании.

Впрочем, тема пилотируемого облета планет Солнечной системы постепенно себя исчерпала. Хотя он мог быть реализован при существующем уровне развития техники, но ведь простой облет ничего не давал нового науке по сравнению с автоматическими станциями типа «Маринер». Так зачем же тратить деньги? Правда, по инерции еще продолжали рождаться проекты пролетных кораблей, но время их ушло. Тот же Вернер фон Браун в ноябрьском номере журнала «Астронавтикс&Аэронавтикс» считал облет Венеры и Марса необходимым шагом на пути к высадке человека на Марс и созданию там постоянной базы.

Для решения этой задачи фон Браун предложил несколько увеличить грузоподъемность ракеты-носителя «Сатурн-5» (вариант «Сатурн MLV-3») со 100 тонн (без довыведения) до 155 тонн. Для запуска в 1978 году облетного корабля первым на околоземную орбиту выводятся сам космический корабль и топливные баки общей массой 124 тонны. Вторым пуском на орбиту выводится стандартный двигательный модуль с ядерным ракетным двигателем «Нерва-2».