Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

• передвижная лунная топливная фабрика массой 10 тонн с автоматизированным механизмом для рытья траншеи и подачей лунного грунта в ядерную топку. При нагревании лунного грунта до 500 должен выделяться водород, а при нагревании до 1000 освобождаться вода, из которой можно получить до одной тонны ракетного топлива (кислород и водород) в день;

• автоматический космический аппарат-танкер (сухая масса 3,7 тонны), который включает четыре сферических бака диаметром по 2,4 метра для хранения 10 тонн жидкого кислорода каждый и столько же цилиндрических баков для хранения 10 тонн жидкого водорода каждый. Для производства такого количества компонентов топлива требуется 6 недель. После заполнения баков космический танкер с помощью надежных двигателей типа RL-10 перевозит топливо в точку либрации L4, при этом сжигается половина запасов топлива;

• космическая станция массой 6 тонн с экипажем 5 человек в точке либрации L4, созданная на основе проекта надувного модуля для лунной базы «Колумбус». В задачу экипажа входит заполнение двух топливных резервуаров компонентами топлива, привезенными танкером. Каждый резервуар вмещает до 100 тонн топлива. Авторы доклада сравнили эту станцию с бензоколонкой;

• космический корабль для полета на Марс массой 48 тонн. Такой корабль можно было вывести на орбиту с помощью одной модифицированный ракет «Титан-3», но для перелета в точку либрации L4 требуется 78 тонн топлива, которое доставляется на орбиту уже двумя пусками такой же ракеты. Жилой модуль этого корабля также создается на основе проекта надувного модуля «Колумбус».

После заправки в точке либрации 205 тоннами топлива космический корабль стартует к Марсу. На Землю экипаж корабля возвращается в спускаемом аппарате типа командного модуля «Аполлона» массой 5 тонн.

По оценкам авторов проект «Олимпия» при затратах в 2,9 миллиардов долларов можно было бы реализовать за 6 лет. В этом проекте фантастична, пожалуй, не сама идея, а его оценочная стоимость и сроки.

31 мая 1989 года с подачи Белого дома НАСА как и 20 лет назад начала готовить материалы для доклада нового Президента США Джорджа Буша относительно будущего Америки в космосе, который выступил с ним в Национальном музее авиации и космонавтики 20 июля 1989 года в честь двадцатой годовщины высадки человека на Луну. Своим докладом Джордж Буш положил начало космической исследовательской инициативе. Вот ее основные вехи:

• 1995-2000 годы – орбитальная станция «Фридом», полеты автоматических станций на Луну;

• 2001-2010 годы – лунная база, полеты автоматических станций на Марс;

• после 2010 года – марсианская экспедиция.

Надо сказать, что реально при Президенте Буше деньги выделялись только на орбитальную станцию «Фридом», а на все остальное денег не было. Тем не менее, даже такие заявления Президента США вызывали к жизни новый всплеск интереса к пилотируемому полету на Марс. Правда, все понимали, что даже при разворачивании этой программы ограничения по финансам будут довольно значительными. С этой точки зрения было довольно характерным выступление на 40-м Конгрессе Международной федерации астронавтики в Малаге в октябре 1989 года специального помощника по системной разработке и планированию исследовательского бюро штаб-квартиры НАСА Айвена Бики. В своем докладе он изложил взгляд НАСА на эволюционную программу пилотируемого полета на Марс меньшего масштаба, поддержанный исследованиями компании «Мартин-Мариетта».

На первом этапе этой программы высадка человека производится не на Марсе, а на его спутнике Фобосе, но при этом сам экспедиционный корабль и посадочный аппарат создаются как для последующей высадки на поверхность Марса. Несмотря на то, что в этот период шла разработка орбитальной станции «Фридом», по мнению НАСА для марсианской экспедиции выгоднее использовать мощные ракеты-носители для запуска небольшого количества блоков и модулей экспедиционного комплекса, чем собирать его из множества более мелких, подобных модулям станции «Фридом».

Преимущество первого этапа заключается в том, что максимальная масса экспедиционного корабля для полета на Фобос (700 тонн) равняется минимальной массе марсианского корабля. Это позволяет сделать экспедицию на Фобос более короткой за счет попутного облета Венеры. В своем докладе А. Бики выделяет ряд последовательных этапов реализации марсианской экспедиции.

При старте в 2004 году экспедиционный корабль с экипажем из трех человек несет в своем составе марсианский посадочный корабль, который совершает посадку в автоматическом режиме и служит в качестве резерва для марсианской экспедиции. Экипаж же экспедиционного корабля исследует Фобос, демонстрируя возможность получения ракетного топлива из местных ресурсов. Продолжительность пребывания экспедиции в окрестностях Марса – около месяца.

На втором этапе корабль с экипажем из 5 человек стартует в 2007 году. На поверхность Марса космонавты совершают посадку рядом с резервным посадочным аппаратом, прилетевшим туда в 2004 году. Продолжительность пребывания этой экспедиции на Марсе – 1 год.

Третья экспедиция с пятью космонавтами также высаживается на Марс, но попутно организовывает промышленное производство ракетного топлива на Фобосе.

Четвертая экспедиция завершает создание марсианской инфраструктуры, позволяющей организовать регулярные полеты кораблей к Марсу для снабжения постоянно действующей марсианской базы.

По мнению А. Бики такая схема марсианской экспедиции потребует вдвое меньший объем грузооборота, чем предложенный в 1987 году Международной корпорацией по применению достижений науки. В качестве технических средств марсианской экспедиции им были предложены экспедиционный корабль с искусственной гравитацией (Концепция 4) и марсианский посадочный корабль, проект которых был разработан специалистами компании «Мартин-Мариетта» и изложен на том же Конгрессе в Малаге. Основу экспедиционного корабля «Концепция 4» составляет большой аэродинамический экран и два цилиндрических жилых модуля типа модулей станции «Фридом», вращающихся на конце большого троса для создания искусственной силы тяжести.

Для вывода на орбиту модулей и компонентов марсианского экспедиционного корабля А. Бики предложил ракету-носитель на основе МТКК «Спейс Шаттл», которую он назвал «Шаттл-Z», состоящую из 3-4 двигателей SSME, усиленного подвесного топливного бака и двух твердотопливных ускорителей. При использовании доразгона с помощью марсианского разгонного блока, оснащенного четырьмя ЖРД SSME, в качестве третьей ступени можно вывести на орбиту Земли полезный груз массой 164 тонны. Элементы марсианского экспедиционного корабля «Концепция 4» могут быть выведены на орбиту двумя пусками ракеты «Шаттл-Z». Еще три пуска этой же ракеты потребуется для дозаправки разгонных блоков топливом. Экипаж марсианской экспедиции доставляется на борт шаттлом.