Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Для сборки на орбите марсианского экспедиционного комплекса потребуется запуск пяти улучшенных ракет-носителей «Сатурн-5» с грузоподъемностью 160 тонн. Сборка производится в течение 32 суток. В качестве даты старта в проекте было названо 17 мая 1986 года. Общее время экспедиции – 450 суток. По мнению специалистов компании «Дженерал Электрик» создание марсианского экспедиционного корабля обошлось примерно в 10 миллиардов долларов.

Хотя к середине 1967 года была окончательно похоронена идея пилотируемого облета планет Солнечной системы, 3 августа 1967 года Центр пилотируемых космических кораблей в Хьюстоне направил 28 компаниям просьбу о том, как бы они решили следующих пять задач (проблем) при создании межпланетного экспедиционного корабля, предназначенного для облета Марса и Венеры:

• конструкция полетного модуля и его применение в качестве основы для создания орбитальной станции с экипажем 6-12 человек;

• конструкция возвращаемого аппарат по типу командного модуля «Аполлона», но с увеличением численности экипажа до 6 человек;

• конструкция корректирующей двигательной установки;

• конструкция лабораторного модуля, включающего один автоматический аппарат для посадки на Марс, забора образцов грунта и доставки их на борт корабля для последующего исследования;

• общая схема экспедиционного корабля.

В качестве базовой была принята конфигурация, предложенная объединенной рабочей группой. Одной из компаний, приславших свои ответы, была «Дуглас Эйркрафт». Отвечая на первый вопрос, специалисты компании пришли к выводу, что невозможно оптимальным образом унифицировать конструкцию орбитальной станции и полетного модуля марсианского корабля. По их мнению полетный модуль, рассчитанный на пребывание в нем экипажа из четырех человек, должен быть двухэтажным цилиндром с высотой каждого этажа 2,1 метра и диаметром 6,5 метров, масса модуля – 7,65 тонны. К внешней стороне полетного модуля крепятся на штангах солнечные батареи.

Среди возможных конструкций возвращаемого аппарата специалисты компании «Дуглас Эйркрафт» предложили командный модуль «Аполлона», увеличенный в диаметре на 23 см и весящий 6,5 тонн.

В целом, масса четырех модулей межпланетного корабля (полетный модуль, возвращаемый аппарат, лабораторный модуль и корректирующая двигательная установка) должна составить 38,15 тонны. Причем эта масса практически не зависит от схемы экспедиции. Общая же масса межпланетного корабля, по мнению специалистов «Дуглас Эйркрафт», составит порядка 100 тонн, из которых оставшиеся 61,85 тонны придутся на зонды, метеоритную и радиационную защиту, систему жизнеобеспечения и запасные части.

Сборка марсианского пролетного комплекса начинается запуском с помощью двухступенчатой ракеты-носителя «Сатурн-5» полетного и лабораторного модулей. На вершине ракеты расположен командный модуль (возвращаемый аппарат) вместе с космонавтами. После выхода на орбиту командный модуль отделяется, а затем стыкуется с полетным модулем, куда переходят космонавты. После десятидневных проверок проводится стыковка корабля с первой ступенью разгонного блока, созданного на базе ступени S-IVB, также разработанной компанией «Дуглас Эйркрафт». Количество ступеней S-IVB зависит от конкретной энергетики, необходимой для полета к Марсу. При старте в 1975 году таких ступеней требуется две. Сборка на орбите всего комплекса длится пять дней.

После выхода на траекторию полета к Марсу или Венере дальнейшая программа полета типична для всех пролетных экспедиций, включая дистанционное исследование планеты, а также запуск к ней автоматических зондов.

Сам по себе проект был достаточно хорошо проработан. И в принципе его можно было бы взять за основу для дальнейшей разработки марсианского пролетного корабля. Почти аналогичный проект в сентябре 1967 года был предложен объединенной рабочей группой в штаб-квартире НАСА. Однако, как уже говорилось, идея пилотируемого облета планет доживала последние дни. К тому же, Соединенные Штаты Америки окончательно завязли во Вьетнаме, из-за чего уже в 1967 году дефицит бюджета США составлял 30 миллиардов долларов. Естественно, что в этих условиях пошли под нож все перспективные программы НАСА. В первую очередь это коснулось программы пилотируемого полета к Марсу. Были срезаны ассигнования даже на дальнейшее развитие программы «Аполлон», о чем уже говорилось в предыдущей главе. Как следствие, в ноябре 1967 года была расформирована объединенная рабочая группа по исследованиям планет.

Впрочем, сила инерции была еще достаточно велика. Еще продолжались предпроектные проработки по марсианскому экспедиционному комплексу. И самой серьезной была работа специалистов компании «Боинг» по контракту с Исследовательским центром имени Лэнгли, завершившаяся выпуском многотомного отчета в январе 1968 года. Их взгляд на облик пилотируемого марсианского корабля стал классическим и долгое время цитировался всеми, кто в той или иной степени интересовался полетом к Марсу. Проект базировался на максимальном использовании задела по программе «Сатурн» – «Аполлон». В то же время, его основу составляли разгонные ступени с ядерным ракетным двигателем «Нерва-2». Причем они использовались на всех этапах полета. Однако электрореактивные двигатели и аэроторможение в атмосфере Марса были отвергнуты по причине высокого технического риска. Общая длина марсианского экспедиционного комплекса после сборки на орбите Земли составляет 175 метров, из них 32,5 метра – длина самого корабля, а остальное приходится на космическую ракету.

Космическая ракета представляет собой связку из пяти стандартных ракетных модулей, чья конструкция заимствована от второй ступени S-II ракеты «Сатурн5». Каждый модуль диаметром 10 метров и длиной 48 метров содержит 175 тонн жидкого водорода и оснащен ядерным ракетным двигателем «Нерва» тягой 88,5 тонн. Диаметр сопла такого ЯРД – 4 метра. Первая ступень космической ракеты, состоящая из трех параллельно расположенных ракетных модулей, предназначена для разгона экспедиционного комплекса на траекторию полета к Марсу. Два других ракетных модуля предназначены для выхода на орбиту Марса и схода с нее для возвращения к Земле.

В верхней части марсианского космического корабля установлен отсек с автоматическими зондами и конический двухступенчатый марсианский посадочный модуль, чьи характеристики и внешний вид заимствованы из проекта компании «Норт Америкэн Рокуэлл», проводившей соответствующие исследования по контракту с Центром пилотируемых космических кораблей с октября 1966 по август 1967 года.

Далее следует переходной отсек со стыковочными узлами для причаливания корабля снабжения, созданного на базе командного модуля «Аполлона», автоматических аппаратов. Переходной отсек, в свою очередь, соединен с четырехпалубным полетным модулем. На первой палубе (ближе к хвосту) находится жилой отсек экипажа с шестью каютами, а также душ и медицинский отсек. На второй палубе расположены командный пост, кают-компания, служащая также столовой, хранилище запчастей и продовольствия, а также камбуз. На третьей палубе в основном содержатся запасы продовольствия, воды и запчастей. Здесь же находится и камера радиационной защиты, оборудованная средствами аварийного управления кораблем. На четвертой палубе оборудованы лаборатории по исследованиям в области электроники, биологии, геофизики, оптики, а также научно-информационный центр.