Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

По мнению Ф. Зингера такой полет мог бы состояться в 1990-1991 годах. Причем в этом году имелась бы возможность за счет облета Венеры сократить продолжительность экспедиции.

В другом докладе, представленном на той же конференции президентом фонда Всемирного космоса Робертом Стейхлом, рассмотрена марсианская экспедиция с упором на солнечные паруса и аэродинамический захват. Он представил рассредоточенной экспедиции, согласно которому 14 автоматических грузовых кораблей с солнечными парусами доставляют следующие грузы к Марсу:

• два марсианских посадочных аппарата;

• баки с топливом для посадочной ступени;

• два корабля для полета к Земле, дублирующих марсианскую орбитальную станцию;

• стыковочный модуль для временной марсианской орбитальной станции;

• два спускаемых аппарата для спуска в земной атмосфере и посадки на Землю;

• запасы топлива и продовольствия для обратного перелета к Земле.

Солнечные паруса представляют собой квадраты из тонкой пленки, покрытой тонким слоем алюминия, со стороной квадрата 2 км. Каждый такой парус способен доставить к Марсу с околоземной орбиты груз массой 32 тонны. Первоначально солнечный парус в сложенном состоянии выводится шаттлом на низкую орбиту. Затем с помощью разгонного блока «Центавр» он доставляется на орбиту высотой 2000 км. Здесь парус разворачивается, после чего начинается раскрутка по спирали. Через 720 дней разгона аппарат разгоняется до второй космической скорости. Перелет до окрестностей Марса длится 500 суток, а скрутка по спирали до высоты 3000 км – еще 340 суток. Общее время полета к Марсу составляет 4,2 года.

Естественно, что пребывание человека в невесомости столь длительное время неприемлемо. Поэтому сам экипаж экспедиции из 8 человек стартует с околоземной орбиты на двух кораблях уже после доставки грузов на марсианскую орбиту. Каждый корабль выводится на трассу полета к Марсу с помощью ракетной ступени массой 244 тонны, состоящей из двух баков с жидким водородом, шести баков с жидким кислородом и оснащенной двумя двигателями типа SSME. Основу собственно космического корабля массой 62,8 тонны составляют два блока «Спейслэб», соединенных между собой туннелем. Снаружи установлены четыре солнечных батареи. Для коррекции траектории служит двигательная установка на химическом топливе.

Самое интересное, что тот корабль, на котором космонавты летят к Марсу на околомарсианскую орбиту не выходит. Он становится искусственным спутником Солнца после пролета Марса. Незадолго до подлета космонавты переходят в небольшой (9,9 тонны) аппарат в виде двойного конуса, который, отделившись от основного корабля, совершает аэродинамическое торможение в атмосфере Марса, после чего выходит на его орбиту. После ряда маневров оба аппарата с космонавтами выходят на орбиту высотой 3000 км, где их ожидают грузы, доставленные солнечными парусами. В течение 14 дней (таков ресурс каждого аппарата) космонавты обязаны собрать все грузы.

Из доставленных ранее модулей космонавты собирают марсианскую орбитальную станцию шириной 40 метров. Такой размах требуется для создания вращением искусственной тяжести, равной марсианской и составляющей 1/3 от земной. Это делается для адаптации космонавтов к марсианскому тяготению после длительного перелета. В ходе 6-месячного полета по орбите космонавты заправляют топливом из баков марсианские посадочные корабли. Затем по два космонавта в каждом корабле совершают посадку на поверхность Марса, где проводят исследования в течение месяца. После 18 месяцев пребывания на орбите корабли возвращения к Земле, образующие станцию, расстыковываются и стартуют к Земле. Вход в атмосферу Земли и посадку на ее поверхность космонавты совершают в конусообразном аппарате, который обеспечивал аэродинамическое торможение у Марса. Основная же экспедиционных кораблей, пролетев мимо Земли, выходит на гелиоцентрическую орбиту.

С одной стороны эта схема марсианской экспедиции достаточно хорошо обоснована и технически реализуема. Но с другой стороны большое количество динамических операций и тонких мест делает эту схему ненадежной.

Хотя первая конференция по Марсу состоялась еще в 1981 году, но ее доклады были опубликованы лишь в 1984 году, когда там же в июле 1984 года состоялась уже вторая аналогичная конференция. В докладе, представленном на конференции братьями Соломи Бенджамином Эйдельманами, была рассмотрена экспедиция на Фобос, который мог бы стать промежуточным или базовым портом для исследования Марса, поскольку он лучше всего для этого подходит. Кроме того, на Фобосе можно было бы организовать производство ракетного топлива (жидкий кислород и водород). Этот промежуточный «космодром» мог бы обслуживать следующие типы кораблей:

• большие космические корабли или лайнеры, способные перевозить большое количество пассажиров и грузов, например, доставка воды на Луну или околоземную орбиту с Фобоса дешевле чем с Земли;

• многоразовые грузопассажирские корабли для полетов между Марсом и Фобосом;

• аппараты для обслуживания искусственных спутников Марса и полетов к Деймосу;

• пилотируемые корабли для полетов к астероидам и кометам.

Сам же Фобос мог бы также служить в обсерватории для размещения больших телескопов в самых различных диапазонах электромагнитного спектра. В связке с телескопами, размещенными на Луне или околоземной орбите, они могли бы образовывать интерферометры со сверхбольшой базой. Такой инструмент позволил бы обнаруживать планеты у других звезд.

Прошедшие в Боулдере две конференции по Марсу свидетельствовали о повторном пробуждении интереса к пилотируемому полету на Марс. Повернулось лицом к межпланетным пилотируемым полетам даже Планетарное общество во главе с его президентом, известным астрофизиком Карлом Саганом. Хотя оно-то должно было бы всегда заниматься этими проблемами. Под его эгидой сотрудниками Отдела космических наук Международной корпорации научных применений Аланом Фридландером, Стивеном Хоффманоми Джоном Найхоффомбыло проведено концептуальное изучение возможности создания межпланетного корабля для полета в 2001 году к Луне, Марсу и астероидам. Сообщение о нем было сделано в сентябре 1984 года на симпозиуме, проведенном Планетарным обществом.

Согласно их проекту для сборки на околоземной орбите высотой 370 км межпланетного корабля массой 120,6 тонны потребуется запуск 18 многоразовых кораблей «Спейс Шаттл». Сам корабль с экипажем из 4 человек состоит из трех составных частей. Основным из них является межпланетный аппарат с двумя панелями солнечных батарей включает в свой состав также модуль материально-технического обеспечения, модуль управления, стыковочный модуль со шлюзовой камерой и устройством перемещения космонавта в открытом пространстве MMU, лабораторный и жилой модули. Масса его при отлете от Земли составляет 38,5 тонн, из которых 18,7 тонны являются расходными материалами. Лабораторный и жилой модули создаются на базе модуля «Спейслэб». Во время перелета два жилых модуля располагаются на концах штанги, которая вращает их со скоростью 3 оборота в минуту для создания искусственной силы тяжести.