Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

С помощью шестого ракетного модуля корабль переводится на трассу Марс-Земля. Перелет до Земли длится 330 суток, в течение которых осуществляется гравитационный маневр вблизи Венеры, что позволяет сократить общую продолжительность марсианской экспедиции. Все тот же шестой модуль обеспечивает вывод корабля на вытянутую околоземную орбиту. Межорбитальный буксир доставляет полетный модуль на низкую орбиту, откуда космонавтов может забрать шаттл. Последний из ракетных модулей также может использован для последующих полетов.

Этот отчет не получил широкого распространения, поскольку к этому моменту стало ясно, что администрация Р. Никсона не поддерживает марсианские устремления НАСА. Центр тяжести перемещался на создание многоразового космического корабля «Спейс Шаттл». Более того, было исключено финансирование по проекту «Нерва» на 1972 год, то есть работы по созданию ядерного ракетного двигателя в США фактически прекратились. Такой поворот дел привел к резкому снижению интереса в США к марсианской пилотируемой экспедиции. По сути дела до 1981 года в американской печати не появилось ни одного проекта пилотируемого полета на Марс.

В СССР проектирование ЯРД началось со второй половины 50-х годов. Этими работами занимались КБ главных конструкторов А. М. Люльки (ОКБ165), С. А. Лавочкина (ОКБ301), В. М. Мясищева (ОКБ23), М. М. Бондарюка (ОКБ670), В. П. Глушко (ОКБ456) совместно с рядом научно-исследовательских институтов – НИИТП (бывший НИИ1), ЦИАМ, Институтом атомной энергии, ВНИИТМ. Причем, если С. А. Лавочкин прорабатывал применение атомного двигателя для своей крылатой атомной ракеты (КАР) «375», а В. М. Мясищев – для стратегических бомбардировщиков М30 и М60, то коллективы, возглавляемые В. П. Глушко, М. М. Бондарюком и А. М. Люлькой, разрабатывали именно атомные двигатели для самолетов, баллистических и крылатых ракет. Проблема использования ядерных двигателей для полетов в космос тогда еще не ставилась.

Теоретически ядерный ракетный двигатель с твердофазным реактором позволяет получить в 2-4 раза больший удельный импульс чем при использовании ЖРД. Вполне естественно, что в 50-х годах именно за счет применения ядерной энергетики предполагалось совершить прорыв во многих областях техники. Но если применение ядерных реакторов в чистом виде в качестве силовой установки для подводных лодок и надводных кораблей себя оправдало, то при попытках использовать ядерный двигатель в авиации и ракетной технике встретились серьезные проблемы, не решенные до конца и по сей день. Однако в конце 50-х годов технические проблемы еще не давили на создателей ракетно-космической техники. Потому-то С. П. Королев при первых проработках тяжелых ракет предполагал использовать ядерные двигатели на верхних ступенях. Более того. В соответствии с Постановлением ЦК и Совета Министров СССР № 711-339 от 30 июня 1958 года коллективы ОКБ-670 (М. М. Бондарюк) и ОКБ456 (В. П. Глушко) получили задание на предварительные работы по созданию ядерного реактивного двигателя для перспективных космических ракет и МБР.

Согласно тому же Постановлению в ОКБ1 проводились научно-исследовательские работы по изучению возможностей создания баллистических ракет и ракет-носителей с ядерными двигателями. В частности, в 1959 году были разработаны проекты одноступенчатой МБР со стартовой массой 87 тонн и ядерным двигателем тягой 140 тонн (ОКБ456), а также МБР со стартовой массой 100 тонн и ядерным двигателем тягой 150-170 тонн (ОКБ670). В проекте же ядерно-химической ракеты ЯХР2 на второй ступени должен был устанавливаться ядерный ракетный двигатель тягой 140-170 тонн при удельном импульсе не менее 430 секунд, причем работать он начинал перед отделением «боковушек». В качестве рабочего тела для ЯРД предлагалось использовать либо чистый аммиак (ОКБ456), либо его смесь со спиртом (ОКБ670).

В июне 1960 года Постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР технические требования были изменены, и ОКБ-670 была поручена разработка эскизного проекта атомного ракетного двигателя (АРД) с тягой 300-400 тонн, использующего в качестве рабочего тела жидкий водород. В 1960-1961 годах проведенные исследования дали положительные результаты, положенные в основу эскизного проекта двигателя АРД-200 (шифр «021») для ракеты-носителя Н-1. Проект был выпущен и передан в ОКБ-1 в конце 1961 года. Летом 1962 года в Госкомитете по использованию атомной энергии состоялась защита эскизного проекта атомного РД. Он получил положительную оценку. Было решено продолжать работы по АРД, но уже с тягой 30-40 тонн (двигатель получил наименование АРД-3), поскольку именно на такую тягу проектировался американский ЯРД «Нерва».

Однако к этому моменту С. П. Королев сделал выбор в пользу применения жидкостных ракетных двигателей на всех ступенях ракеты Н1. Это было связано с высоким техническим риском и связанным с этим длительным циклом отработки ЯРД, что могло бы существенно задержать создание Н1. Хотя в перспективе С. П. Королев по-прежнему рассматривал возможность применения ЯРД на верхних ступенях ракет.

Тогда же начались работы по теме РД022, связанные с созданием бортового источника электропитания на базе ядерного реактора (тема БЭС5), а также электроядерных двигательных установок для космических аппаратов, в том числе плазменного и ядерного электроракетного двигателя. Эти работы были подкреплены Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 25 сентября 1958 года и 23 июня 1960 года. Более того, ОКБ1 выдало техническое задание ОКБ670 на разработку электроракетного ядерного двигателя, получившего название ЭЯРД-6.

В соответствии с тем же Постановлением от 25 сентября 1958 года ОКБ670 под руководством М. М. Бондарюка в содружестве с ведущими организациями страны, такими как ОКБ-52, КБ-1 ГКРЭ, ФЭИ, ОКБ-12, Сухумский ФТИ, ИЛ ВАР и другими была разработана уникальная ядерная энергоустановка БЭС-5 для ИСЗ космической системы морской разведки и целеуказания системы УСА. Основу ядерной энергетической установки БЭС-5, получившей название «Бук», составил атомный реактор БР-5А с жидко-металлическим (калиево-натриевым) теплоносителем мощностью 5 кВт. Первый запуск спутника УСА с ядерной энергоустановкой на борту состоялся 27 декабря 1967 года («Космос-198»). Всего был запущен 31 спутник системы морской разведки и целеуказания с ЯЭУ «Бук». В течение 70-80-х годов в НПО «Красная звезда» была создана более совершенная ядерная энергоустановка ТЭУ5 с термоэмиссионным реактором-преобразователем электрической мощностью 5 кВт, которая получила название «Топаз1». Для ее отработки в НПО «Южное» в Днепропетровске был создан экспериментальный аппарат «Плазма-А». Всего было осуществлено два запуска этого аппарат с ЯЭУ «Топаз-1»: 2 февраля 1987 года («Космос-1818») и 10 июля 1987 года («Космос-1876»).