Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Всего для запуска пролетного корабля требуется четыре улучшенных ракеты-носителя «Сатурн-5». Одна ракета выводит сам корабль, а три остальных – третью ступень с увеличенной заправкой MS-IVB. После сборки именно три ступени MS-IVB последовательно разгоняют марсианский комплекс до второй космической скорости. Перелет до Марса длится 130 суток, но на обратный полет затрачивается уже 537 суток. В ходе обратного перелета корабль достигает пояса астероидов. В целом, это был достаточно реалистичный проект. Его разработчики пытались вдохнуть жизнь в угасающую идею полетов с облетом планет. Их основным аргументов была необходимость исследования проб марсианского грунта на борту корабля во избежание загрязнения атмосферы Земли. Однако эта идея не нашла поддержки. Ведь, в сущности, всю работу выполняли автоматы. Человек требовался лишь для исследования образцов грунта в лаборатории. Но эту лабораторию можно было бы разместить и на борту околоземной орбитальной станции.

Все эти проекты полетов на Марс неплохо выглядели на бумаге. Но пока еще не была выполнена национальная задача десятилетия – высадка человека на Луну по программе «Аполлон». Поэтому нечего было и мечтать хоть о каком-нибудь финансировании марсианских проектов. Тем не менее, многие задумывались о том, что будет после «Аполлона». В это число входили и политики. В феврале 1967 года Консультативным комитетом по науке при Президенте США была подготовлена программа космических исследований после завершения программы «Аполлон». Эта программа должна была стать одним из кирпичиков предвыборной программы хозяина Белого дома Линдона Джонсона в 1968 году. В ней, в частности, подвергалась сомнению полезность и необходимость пилотируемого облета Марса. Гораздо больше пользы науке без риска загрязнения принесли бы исследование автоматами образцов грунта Марса непосредственно на его поверхности. Но, поскольку, такие автоматы слишком сложны, то предлагалось управлять ими с борта пилотируемого корабля, совершающего полет по околомарсианской орбите. И только затем можно было бы приступить к реализации экспедиции с посадкой человека на Марс.

В принципе, этот подход явился первым гвоздем в крышку гроба марсианской пилотируемой экспедиции. Ведь создание сложных автоматов для исследования Марса и любых других тел Солнечной системы есть вопрос лишь времени и денег. Причем денег, все равно, потребуется меньше, чем на пилотируемую экспедицию.

Но пока не было принято политического решения о разворачивании работ по Марсу, НАСА продолжало заключать с различными компаниями контракты на проведение проектно-поисковых работ по выбору облика марсианской экспедиции. В частности, в июле 1966 года Центр космических полетов имени Маршалла НАСА заключил контракт с компанией «Дженерал Электрик» на проведение в течение года работ по марсианскому кораблю с ядерным ракетным и ядерным электроракетным (ионным) двигателем. В принципе, это была дальнейшая разработка проекта Э. Штулингера.

Согласно проекту «Дженерал Электрик» корабль с экипажем из восьми человек должен состоять из 11 модулей. Основу энергетического модуля составляет ядерный реактор массой 3,6 тонны и экран радиационной защиты. Реактор способен вырабатывать электрическую энергию мощностью 3 киловатта. Сброс избыточного тепла происходит через коническо-цилиндрический радиатор.

Следом за радиатором идет модуль электрореактивной двигательной установки, состоящей из 126 ЭРД. Суммарная тяга всей ЭРДУ составляет всего лишь 7,6 кг, а вектор тяги направлен перпендикулярно осевой линии корабля. Четырнадцать баков диаметром по 1,5 метра содержат всего 45 тонн цезия, являющегося топливом для ЭРДУ.

Марсианский посадочный корабль, рассчитанный на пребывание четырех человек в течение 30 суток на поверхности Марса, напоминает МПК, предложенный компанией «Форд Аэронутроник» в проекте 1964 года. Это – треугольное тело с несущим корпусом длиной 17,4 метра, ширина между стабилизаторами – 8,5 метра и максимальной толщиной у основания – 5,7 метра. Высота МПК на поверхности Марса с четырьмя посадочными опорами составляет 26 метров. Масса МПК при сходе с орбиты составляет 96,5 тонн, а при посадке – 63,7 тонны. Посадочный корабль, помимо возвратной ракеты, содержит жилой отсек, шлюзовую камеру и марсоход массой 5 тонн для перемещения экипажа по поверхности Марса.

Полетный модуль вместе с возвращаемым аппаратом выдвигаются на штанге длиной 50 метров для удаления от реактора, а также для создания искусственной гравитации путем вращения относительно центра масс со скоростью 6 оборотов в минуту. Двухэтажный полетный модуль имеет форму цилиндра диаметром 10 метров и высотой 6 метров при массе 33 тонны. Внутренний объем модуля, рассчитанный на проживание в нем восьми членов экипажа, составляет 45 м3. Внутри полетного модуля находится также камера радиационной защиты.

На «крыше» полетного модуля крепится возвращаемый аппарат, который представляет собой тело с несущим корпусом массой 9,5 тонн, длиной 9 метров, шириной 5,3 метра и максимальной толщиной у основания 4 метра.

В отличие от проекта Э. Штулингера в предложениях «Дженерал Электрик» ЭЯРДУ имеет вспомогательный характер. Наличие электроракетных двигателей позволяет более гибко использовать стандартный экспедиционный корабль при разных датах пуска. В то же время операции по выводу на трассу перелета Земля-Марс, выходу на орбиту Марса и отлету с нее осуществляются при помощи двигателей с большой тягой: ЖРД илли ЯРД.

Ступень для разгона экспедиционного комплекса к Марсу состоит из двух модулей топливных баков и одного двигательного модуля. Один из топливных баков диаметром 10 метров и длиной 14 метров содержит 72,6 тонны жидкого водорода, а второй диаметром 10 метров и длиной 22 метра содержит 127 тонн того же топлива. В качестве двигателя для отлета с околоземной орбиты используется ЯРД «Нерва-2» тягой 112 тонн. Полная масса разгонной ступени составляет 325 тонн, а ее длина – 82 метра.

Ступень для вывода экспедиционного корабля на орбиту Марса при диаметре 10 метров и длине 6,5 метра весит 61,9 тонны и оснащена двумя химическими двигателями тягой по 6,8 тонны. В качестве топлива используются жидкий кислород и водород.

Ступень для отлета с марсианской орбиты при том же диаметре и длине 9 метров весит 24 тонны и также оснащена двумя кислородно-водродными двигателями тягой по 6,8 тонны.

Полная стартовая масса марсианского экспедиционного комплекса по проекту компании «Дженерал Электрик» на орбите Земли составляет 682 тонны при общей длине 181 метр. Масса корабля на трассе перелета Земля-Марс составляет 330 тонн, а на трассе Марс-Земля –103,4 тонны.