Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Как уже говорилось, на том же 40-м Конгрессе Международной федерации по астронавтике в Испании представитель компании «Мартин-Мариетта» Бентон Кларквыступил с докладом, в котором описал предложения компании по облику марсианского посадочного и экспедиционных кораблей. В докладе им было предложено шесть концепций построения марсианских экспедиционных кораблей с искусственной гравитацией.

«Концепция 1» – вращающийся аэродинамический экран диаметром 41 метр с восемью жилыми цилиндрическими модулями, расположенными по окружности и соединенными концами между собой. Численность экипажа может достигать 18 человек.

«Концепция 2» – такой же вращающийся аэродинамический экран, но меньшего диаметра и с четырьмя жилыми модулями.

«Концепция 3» – два жилых модуля, расположенных вне экрана на вращающихся узлах. Сами модули, ось которых направлена перпендикулярно к оси вращения экрана, имеют пять палуб (этажей) с различной силой тяжести. Перед подлетом к Марсу модули «прячутся» за экран.

«Концепция 4» – два жилых модуля, соединенных с аэродинамическим экраном тросом длиной несколько сот метров. В этом случае экран играет роль противовеса.

«Концепция 5» – те же два модуля сами играют друг для друга роль противовеса, а экран остается в центре вращения.

«Концепция 6», которой сам Б. Кларк отдавал предпочтение, предусматривала в центре вращения узловую конструкцию диаметром 4,4 метра, от которой отходят в разные стороны два туннеля длиной по 12,5 метра. На конце этих туннелей располагаются жилые модули диаметром 4,5 метра. Пол каждого модуля, рассчитанного на экипаж из 2-4 человек, находится на расстоянии 17 метров от центра вращения. В принципе, ресурсы модуля могут обеспечить пребывание в нем всего экипажа. В состав первой экспедиции предполагается включить пять человек: пилот, врач, инженер, ученый, техник.

Для всех видов экспедиционных кораблей предусматривается выработка электроэнергии с помощью солнечных батарей мощностью у Марса 13 кВт.

Марсианский посадочный корабль согласно концепции компании «Мартин-Мариетта» состоит из аэродинамического экрана, посадочных опор, цилиндрического жилого модуля, пилотируемого герметичного марсохода и конусообразной взлетной ракеты.

Весь марсианский экспедиционный комплекс, включая корабль «Концепция 6», выводится на орбиту за 6 пусков тяжелой ракеты-носителя. Стартовая масса комплекса на орбите составляет 710 тонн. Разгон комплекса к Марсу производится с помощью первой ступени массой 573 тонны, которая затем отбрасывается. Для выхода на эллиптическую орбиту Марса с высотой перицентре 250 и в апоцентре 33810 км используется вторая ступень массой 61 тонна. Такая орбита кратна марсианским суткам.

После выхода на орбиту три космонавта высаживаются на поверхность Марса в посадочном корабле, а двое оставшихся на орбите космонавтов проводят различные исследования, включая телеуправление марсоходами и аппаратами для доставки грунта с Марса. После месяца пребывания на поверхности Марса космонавты возвращаются на орбитальный корабль. Затем с помощью двигателей третьей ступени массой 30,3 тонны корабль направляется к Земле. Вход в атмосферу Земли, снижение и посадку космонавты совершают в спускаемых аппаратах типа командного модуля «Аполлона», но рассчитанным на 5 человек.

Выступление президента Джорджа Буша 20 июля 1989 года вызвало соответствующую реакцию НАСА. В ноябре того же года администратор НАСА, бывший астронавт Ричард Трулидал указание рабочей группе, возглавляемой Аароном Коэном, подготовить материалы в Национальный Совет по космосу для обсуждения путей развития пилотируемой космонавтики, причем конечной целью был именно Марс. Хотя, следуя обращению Буша, сначала подразумевалось создание орбитальной станции «Фридом», затем возвращение на Луну и только потом путешествие на Марс. В принципе, такие же вехи расставил Вернер фон Браун еще в 50-е годы.

В материалах НАСА рассматривалось несколько путей достижения конечной цели. Согласно одному из них, имевшему девизом «баланс и скорость» предполагалось завершение строительства орбитальной станции «Фридом» в 1997-1999 годах; испытания лунного буксира и лунного посадочного корабля – 1999 год; возвращение человека на Луну – 2001 год; начало строительства лунной базы – 2002 год; доведение производства на Луне до 60 тонн в год – 2010 год; начало полномасштабного исследования Марса – 2012 год; полет четырех космонавтов на Марс с использованием добытого на Луне кислорода и с пребыванием на поверхности Марса в течение 30 суток – 2016 год; начало строительства марсианской базы – 2018 год.

Другой подход ставил своей целью как можно более раннее достижение человеком Марса. Такой подход, ставящий первую марсианскую экспедицию на 2011 год требует очень больших ежегодных затрат в течение 2000-2010 годов.

Рассматривался и подход «уменьшенного масштаба», требующего значительно меньших ежегодных затрат. Но при этом и сроки сдвигались: возвращение на Луну – 2004 год; постоянно обитаемая лунная база – 2012 год; первая 30-суточная посадка человека на Марс – 2016 год; двухмесячная экспедиция на Марс – 2018 год; трехмесячная экспедиция на Марс – 2022 год; постоянно обитаемая база на Марсе – 2027 год.

В сообщении НАСА содержался также призыв поддержать создание тяжелых ракет-носителей на основе шаттла с максимальной грузоподъемностью до 140 тонн. Кроме того, рассматривалась возможность отработки на орбитальной станции «Фридом» элементов марсианского экспедиционного комплекса. Правда, НАСА не делало оценок стоимости всей программы, но призывало к увеличению космического бюджета.

С точки зрения планомерного освоения Марса такой подход вполне закономерен. Но в таком случае нога человека ступит на марсианскую поверхность не раньше чем через 25 лет. Альтернативу такому «долгострою» предложили инженеры компании «Болл Спейс Системс» Р. Рейнерти М. Кроуч. Свой проект они представили на четвертой конференции по Марсу 4 июня 1990 года в Боулдере. Согласно их проекту два четырехместных корабля, созданные с участием СССР, Канады, Японии и стран Европы, могли бы стартовать к Марсу уже в декабре 1998 года.

Сборка экспедиционного корабля на орбите занимает в общей сложности 11 месяцев. Для выведения на орбиту модулей планируется использовать ракету-носитель «Шаттл-С» грузоподъемностью 70 тонн. Первыми выводятся базовый блок советской станции «Мир» в качестве полетного модуля, состыкованный с узловым модулем от американской станции «Фридом». Полетный модуль оснащен канадским манипулятором типа того, который используется на шаттле. На узловом модуле расположено пять стыковочных узлов.