Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Блок ЯЭРДУ представлял собой два “запараллеленных” реактора большой мощности, расположенных в крайней точке комплекса и экранированных от других систем теневой защитой и коническим баком с рабочим телом ЭРД (расплавленный литий). Между теневой защитой и баком по кольцу были расположены электроплазменные движители, выхлопные струи которых, бьющие под небольшим углом к образующей конуса бака, также служили своеобразным радиационным экраном от излучения реакторов. Далее следует телескопический раздвижной двухсекционный радиатор-излучатель энергоустановки, в передней части которого имеется агрегат для стыковки с другим блоком, включающим МОК и МПК. Здесь же расположены теневой экран для тепловой защиты обитаемых отсеков комплекса. За ним возвращаемый аппарат МОК, который должен был входить в атмосферу Земли со скоростью, превышающей вторую космическую. Экипаж после длительного полета в невесомости мог плохо переносить перегрузки, а потому разработчики предусматривали выбор рациональных форм СА с повышенным аэродинамическим качеством (0,45). Рассматривались типичная “союзовская” “фара” увеличенного размера (диаметр – 4,35 метра, высота – 3,15 метра), чечевица диаметром 6 метров или клиновидное аэродинамическое тело. Далее шли отсеки комплекса МОК. Они имели вертикальное построение в семь этажей: приборно-агрегатный, рабочий, лабораторный, биотехнический, жилой, салон и отсек двигателей ориентации.

Предполагалось, что после окончания активного участка разгона «Земля – Марс» ЭРД выключаются, энергетическая установка переходит в режим “холостого хода” и комплекс в течение 150 суток совершает пассивный полет. Затем начинается второй активный участок полета к Марсу – торможение перед входом в сферу действия Красной планеты (61 сутки), полет по скручивающейся спирали для выхода на орбиту ИСМ (24 суток), в результате чего МЭК оказывается на околомарсианской орбите.

Во время 30-суточного пребывания на орбите ИСМ от комплекса отделяется МПК с тремя космонавтами, который совершает мягкую посадку на поверхность Марса.

МПК имел раскрываемый аэродинамический экран, снаружи которого крепился сбрасываемый навесной отсек для стыковки на орбите ИСЗ и торможения и схода МПК с орбиты ИСМ. МПК был оснащен посадочной ступенью с ЖРД, цилиндрическим жилым отсеком, соединенным с кабиной космонавтов посредством люка-лаза, а также двухступенчатой взлетной частью МПК со сферической кабиной. На всех ступенях в качестве топлива использовались пентаборан и перекись водорода с удельным импульсом 380 секунд.

Выполнив исследования в течение 5 суток, с Марса стартует взлетная часть МПК, которая выходит на орбиту, осуществляет взаимный поиск, сближение и стыковку с МОК. Космонавты переходят в жилые отсеки орбитального комплекса, а ненужный уже посадочный корабль отбрасывается. Двигатели МОК включаются на режим разгона, который продолжается 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 – вне его пределов. После длительного пассивного участка, когда траектория комплекса проходит на максимально близком расстоянии от Солнца (между Венерой и Меркурием), следует 17-суточный активный участок возврата. Фактически это коррекция траектории с целью уменьшения длительности полета путем увеличения скорости. Далее снова идет пассивный участок, а за трое суток до полета к Земле ЯЭРДУ включается вновь, уменьшая скорость комплекса. При входе в сферу действия Земли от МЭК отделяется спускаемый аппарат, а сам корабль переводится на пролетную траекторию. Общая продолжительность экспедиции составила бы 630 суток.

В том же аванпроекте Н1М рассматривался вариант межпланетного экспедиционного комплекса с использованием ядерных ракетных двигателей РО31, разрабатываемых в тот момент в КБ Химавтоматики (бывшее ОКБ154) под руководством А. Д. Конопатова, возглавившего коллектив после гибели С. А. Косберга в 1965 году. Этот двигатель, работающий на водороде, при тяге 40 тонн имел удельный импульс 910 секунд. В этом случае МЭК, имеющий форму карандаша длиной около 200 метров, помимо марсианского орбитального и посадочного кораблей состоял из трех ступеней, каждая из которых была оснащена ЯРД. На первой ступени стояло 6 ЯРД, на второй – 2 и на третьей один ядерный двигатель РО31. Для сборки комплекса на орбите необходим был запуск пяти тяжелых ракет-носителей Н2. Общая продолжительность экспедиции составила бы около 1000 суток.

Тогда же, потеряв надежду участвовать в лунной гонке, В. Н. Челомей решил стать первым на Марсе. В соответствии с приказом министра общего машиностроения С. А. Афанасьева от 30 июня 1969 года в рамках темы «Аэлита» в ЦКБМ началась разработка проекта ракеты-носителя УР700Ми марсианского корабля МК700.

Предварительные проработки показали, что масса марсианского экспедиционного комплекса на орбите Земли должна составлять по меньшей мере 900-1000 тонн, а еще лучше 1200-1400 тонн. Использование ракеты УР700 затянет время сборки, поскольку потребуется 10 запусков такой огромной ракеты. Поэтому были рассмотрены несколько вариантов гигантских ракет-носителей. При этом В. Н. Челомей использовал тот же модульный принцип что и на УР700. На УР700М (она же УР900) грузоподъемностью 240 тонн первые две ступени образовывали связку уже не из 9, а из 15 блоков, на каждом из которых должен был стоять двигатель РД270 тягой 640 тонн на АТ и НДМГ разработки КБ «Энергомаш» под руководством В. П. Глушко. При создании этого двигателя для экономии времени решили вместо создания единого турбонасосного агрегата использовать два меньшей мощности. Для самовоспламеняющихся компонентов, каковыми являются АТ и НДМГ, требуется их абсолютно синхронная подача в камеру сгорания. Однако все 29 попыток запуска двигателя при огневых испытаниях закончились взрывом. Оставшийся экземпляр этого двигателя и по сей день хранится в музее предприятия. На четвертой ступени предполагалось использовать ядерный ракетный двигатель РД0410.

Значительно более тяжелый вариант УР700М при стартовой массе 16000 тонн имел грузоподъемность уже 750 тонн. Чаще всего именно этот вариант ракеты-носителя называли УР900. Для сборки марсианского корабля достаточно было уже запустить две такие ракеты. Компоновка ракеты УР700М в целом напоминала компоновку УР700, однако при этом В. Н. Челомей отошел от любимого гептила. Взрыв на старте такой ракеты с токсичными компонентами топлива привел бы к гибели целые регионы нашей страны. Поэтому для первой и второй ступеней были выбраны кислород и керосин, а для третьей ступени – кислород и водород. Каждый из блоков первой ступени имеет диаметр 9 метров и оснащен восемью двигателями тягой по 600 тонн разработки КБ «Энергомаш» (кислородно-керосиновый вариант РД270). Центральный блок второй ступени при диаметре 12,5 метров оснащен 12 кислородно-керосиновыми двигателями тягой по 600 тонн. Третья ступень установлена на второй ступени и имеет такой же диаметр (12,5 метров). На третьей ступени установлены шесть кислородно-водородных двигателей типа НК35 с тягой в пустоте по 220 тонн.