Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Марсианский орбитальный аппарат массой 19,5 тонн включает две панели СБ, стыковочный модуль также со шлюзовой камерой и устройством перемещения космонавта в открытом пространстве MMU, жилой модуль, остронаправленную антенну диаметром 5 метров и ракетную ступень массой 10,3 тонны для отлета с марсианской орбиты.

Третьим элементом экспедиционного корабля является марсианский посадочный аппарат массой 54 тонны. Его отличительной особенностью является наличие огромного аэродинамического зонтика диаметром 54 метра для торможения в атмосфере Марса. Марсианский орбитальный и посадочный аппараты вместе называются марсианским исследовательским аппаратом.

Обратно к Земле экипаж возвращается в корабле массой 43 тонны, напоминающем межпланетный аппарат, но вместо марсианского посадочного корабля в голове расположен спускаемый аппарат с аэродинамическим зонтиком меньшего диаметра (13,3 метра). Масса спускаемого аппарата с аэродинамическим экраном – 4432 кг.

Вся марсианская экспедиция проходит по следующей схеме. 5 июня 2003 года к Марсу стартует беспилотный возвращаемый корабль. Его разгон последовательно обеспечивают три многоразовых межорбитальных буксира, работающих на кислороде и водороде. 15 июня 2003 года стартует сам экипаж на экспедиционном корабле. Поскольку он в три раза тяжелее возвращаемого корабля, то для его разгона требуется уже 7 межорбитальных буксиров. Перед подлетом к Марсу 24 декабря 2003 года космонавты переходят в марсианский исследовательский аппарат, который совершив аэродинамическое торможение в атмосфере Марса, выходит на орбиту высотой 1000 км. Оставшаяся часть экспедиционного корабля пролетает мимом планеты и выходит на гелиоцентрическую орбиту. Затем трое из четырех членов экипажа совершают посадку на поверхность Марса.

Примерно через месяц, 23 января 2004 года космонавты стартуют с поверхности, забрав с собой до 400 кг образцов марсианского грунта. Состыковавшись с марсианским орбитальным аппаратом, космонавты стартуют с марсианской орбиты и стыкуются с возвращаемым кораблем, который в это время пролетает мимо Марса. 5 июня 2006 года космонавты возвращаются на Землю. Технически такой проект, который обошелся бы в 38,5 миллиардов долларов, вполне по силам США на современном уровне развития техники, однако расчет на стыковку аппаратов на пролетной траектории грозит гибелью космонавтов в случае малейшей задержки.

В октябре того же года на 35-ом Конгрессе Международной Астронавтической Федерации (МАФ) в Лозанне выступил «ветеран» марсианских проектов Гарри Рапп, известный своими предложениями еще с начала 60-х годов. Тогда он работал в Центре Маршалла, на сей раз представлял Технический университет Мюнхена. По его мнению в 60-х Марс казался ближе, чем в 80-х. Тогда была создана тяжелая ракета-носитель «Сатурн5», а перспективы создания ЯРД и ЯЭДУ были «за углом». В то же время у 80-х есть свои преимущества:

• наличие многоразовой транспортной космической системы «Спейс Шаттл»;

• наличие лабораторно-жилых модулей «Спейслэб»;

• опыт длительных космических полетов;

• информация об условиях на поверхности Марса, полученная от автоматических станций «Викинг».

Рапп предложил проект марсианской экспедиции стоимостью 15 миллиардов долларов, основанный на доступных технологиях, что перекликается со статьей Паркинсона. По его расчетам для сборки марсианского экспедиционного комплекса на орбите массой 2000 тонн потребуется 5 пусков шаттла и 35 запусков тяжелых ракет, созданных из элементов МТКК «Спейс Шаттл». При этом разгонная ступень состоит из подвесных топливных баков шаттла и нескольких ЖРД SSME. Экипаж из четырех космонавтов путешествует в двойном модуле «Спейслэб». В качестве источника энергоснабжения служит радиоизотопный генератор. Корабль несет два блюдцеобразных марсианских посадочных аппарата, по форме напоминающих посадочный аппарат «Викинга». Внутри одного из них находится 6-колесная цилиндрическая передвижная лаборатория «Molab» массой 45 тонн, рассчитанная на экипаж из двух человек. Этот посадочный аппарат садится первым вблизи экватора. Затем рядом с ним приземляются два космонавта в аппарате, напоминающем лунную кабину «Аполлона». Они предпринимают 390-дневный поход длиной 25000 км в сторону южного полюса, проводя по дороге эксперименты и исследования. Космонавты, оставшиеся на орбите проводят исследования Фобоса и Деймоса. Для входа в атмосферу Земли Рапп предложил спускаемый тира командного модуля «Аполлона», но несколько больших размеров.

Вся экспедиция рассчитана на три года: с 1996 по 1999 годы.

Всевозрастающий интерес к пилотируемому полету на Марс не могли не привлечь внимание НАСА к этой теме. В июне 1985 года в Хантсвилле, в Центре космических полетов имени Маршалла прошел симпозиум, посвященный проблеме полета на Марс. С большим докладом выступил представитель Центра НАСА имени Джонсона Барни Робертс. Этот доклад явился результатом совместной работы НАСА и Национальной лаборатории в Лос Аламосе, занимающейся ядерными исследованиями. В то же время это была попытка опередить СССР, которые по сообщению ЦРУ собирались осуществить пилотируемую экспедицию на Марс в конце 90-х годов. Чтобы сохранить престиж, достаточно было бы просто облететь Марс без посадки на его поверхность. Хотя еще в конце 60 годов американцы отказались от облета Марса как от не имеющего серьезной научной ценности проекта. Здесь опять проявился рецидив космической гонки без оглядки на научную необходимость.

Этот проект базируется на уже разработанной многоразовой транспортной космической системе «Спейс Шаттл» и проектировавшихся в 80е годы элементах модульной орбитальной станции и пилотируемой межорбитальном буксире OTV. В процессе сборки шаттлы доставляют на орбиту два топливных бака массой по 10,5 тонн каждый и полетный модуль массой 16,3 тонны, представляющий собой жилой модуль орбитальной станции. Полетный модуль стыкуется с командным модулем массой 5,5 тонн и двумя межорбитальными буксирами OTV массой по 5,2 тонны каждый. Затем с Земли стартует тяжелая ракета-носитель, которая доставляет на орбиту 200 тонн топлива (жидкий водород и кислород). Это топливо перекачивается в топливные баки и межорбитальные буксиры. После старта с орбиты топливные баки не отбрасываются, а служат в качестве противометеорного экрана. Корабль должен пролететь мимо Марса на расстоянии 160 морских миль (292 км) со скоростью 8км/с. При подлете к Земле Б. Робертс предложил с помощью двигательной установки снизить скорость с 16,5 км/с до 10,5 км/с.

Развивая идеи, изложенные на второй конференции по Марсу Центр научной политики, расположенный в том же Боулдере, по заказу Лаборатории реактивного движения в апреле 1986 года опубликовал «Концепцию развития марсианской исследовательской станции». Основной идеей концепции было создание условий для долговременного пребывания человека на «красной» планете. Это, в свою очередь, влекло за собой необходимость использования марсианских ресурсов, в том числе для производства кислорода и ракетного топлива. Такая постановка дела снизила бы массу доставляемых с Земли грузов, а, соответственно, и марсианских кораблей в несколько раз.