Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

При следующем пуске, примерно через полмесяца после первого, шаттл доставляет к полетному модулю четырех космонавтов-монтажников, командно-служебный модуль и модуль обеспечения внешнекорабельной деятельности. Командно-служебный модуль пристыковывается к передней части узлового модуля, а модуль обеспечения ВКД, содержащий шлюзовую камеру, скафандры и устройства для перемещения космонавтов, – к его правому стыковочному узлу. Командно-служебный модуль представляет собой небольшой космический корабль с двумя стыковочными узлами и двигательной установкой.

Следующей стартует тяжелая ракета-носитель «Шаттл-С», которая выводит на орбиту цилиндрический модуль материально-технического обеспечения №1 массой 35 тонн. Он стыкуется к одному из стыковочных узлов командно-служебного модуля, после чего манипулятором переносится на верхний стыковочный узел узлового модуля. С помощью такого же носителя выводится и первый из четырех предусмотренных двигательных модулей с запасом топлива (гидразин и четырехокись азота). Каждый такой модуль содержит три стыковочных узла и двигательную установку на базе двигателя XLR-132. Командно-служебный модуль с помощью манипулятора пристыковывают двигательный отсек к хвостовой части полетного модуля, где он служит в качестве топливного склада для командно-служебного модуля в течение всей сборки.

Еще один носитель «Шаттл-С» выводит на орбиту сразу два посадочных корабля, причем один из них предназначен для посадки на Марс, а другой – для посадки на его спутники: Фобос и Деймос. Чтобы уменьшить издержки они используют тот же самый базовый модуль, что и командно-служебный модуль и модуль обеспечения ВКД. Аэродинамический экран марсианского посадочного корабля из-за слишком больших габаритов собирается уже на орбите. Сам МПК пристыковывается к нижнему стыковочному агрегату узлового модуля, а аппарат для посадки на Фобос и Деймос – к левому стыковочному узлу.

При следующих трех пусках ракеты «Шаттл-С» выводятся еще три двигательных модуля. Тем самым завершается строительство марсианского экспедиционного корабля. За полгода до старта начинается выведение элементов криогенного разгонного блока, обеспечивающего перевод комплекса на трассу перелета Земля-Марс. Сначала с помощью ракеты-носителя «Шаттл-С» выводится сам блок в незаправленном состоянии, который стыкуется с экспедиционным кораблем. Затем с помощью пяти пусков сверхмощной ракеты-носителя грузоподъемностью 140 тонн последовательно выводятся четыре больших сферических бака с переохлажденным жидким кислородом и один цилиндрический бак с жидким водородом.

За неделю до старта при очередном пуске ракеты «Шаттл-С» выводится модуль материально-технического обеспечения №2, который заменяет выведенный ранее. Только после этого экипаж марсианского экспедиционного корабля заменяет экипаж космонавтов-монтажников.

По расчетам Р. Рейнерта и М. Кроуча полет проходит по следующей схеме. 17 декабря 1998 года двигательная установка криогенного блока разгоняет экспедиционный корабль к Марсу, куда он прибывает через 280 суток полета. Сразу после разгона происходит реконфигурация комплекса для создания искусственной тяжести путем вращения со скоростью 2 оборота в минуту. Перед прибытием к Марсу, которое состоится 28 сентября 1999 года космонавты восстанавливают первоначальную конфигурацию комплекса. Выход на высокую околомарсианскую орбиту обеспечивается последовательной работой двух двигательных модулей. Затем два космонавта совершают посадку на поверхность Марса, где проводят исследования в течение 30 дней. После их возвращения еще два космонавта с помощью командно-служебного модуля доставляют другой посадочный аппарат к одной из марсианских лун, где также проводятся исследования в течение 30 дней. После воссоединения экипажа опять образуется необходимая для создания искусственной конфигурация комплекса, которая сохраняется до момента отлета к Земле. Это необходимая процедура, поскольку общее время пребывания космонавтов на марсианской орбите составляет 545 суток.

Старт экспедиционного корабля к Земле намечен на 25 января 2001 года. Перед стартом космонавты опять восстанавливают начальную конфигурацию комплекса, но при этом отбрасываются два двигательных модуля с пустыми топливными баками, модуль обеспечения ВКД и складской модуль. Таким образом, в составе корабля остаются командно-служебный модуль, узловой модуль, полетный модуль и один двигательный модуль, который обеспечивает перевод комплекса на траекторию полета к Земле. Обратный перелет длится 280 суток. В течение этого перелета также создается искусственная гравитация.

2 сентября 2001 года космонавты переходят в командно-служебный модуль и отстыковываются от комплекса. С помощью двигательной установки этого модуля они выходят на высокую околоземную орбиту с периодом 24 часа. На низкую орбиту экипаж доставляется с помощью пилотируемого межорбитального буксира.

Для повышения надежности всей экспедиции Р. Рейнерт и М. Кроуч предлагали отправлять к Марсу сразу два аналогичных корабля. В принципе, эта схема достаточна традиционна и, можно даже сказать, консервативна. В ней используются только проверенные технические решения. С этой точки зрения она легко реализуема. Но одновременно использование только двигательных установок на химическом топливе приводит к возрастанию стартовой массы и к увеличению количества запусков ракет-носителей. При этом любая авария ракет может привести к срыву всей экспедиции, ведь стартовать нужно в достаточно узкое астрономическое «окно». Впрочем, это относится и к многим другим проектам.

К следующему проекту применима поговорка о том, что «новое – это хорошо забытое старое». Его представили в 1990 году Роберт Зубрини сотрудник компании «Мартин-Мариетта» Дэвид Бэйкер. Суть этого проекта заключается в использовании прямой схемы полета на Марс без промежуточного выхода на околомарсианскую орбиту. Как известно, именно такая схема рассматривалась в первоначальном плане проекта «Аполлон», для чего предлагалось создать гигантскую ракету «Нова». Однако в 1962 году НАСА приняло для реализации идею Джона Хуболта, предполагающую промежуточную стыковку на окололунной орбите, как требующую для запуска ракету-носитель меньшего размера. Надо сказать, что НАСА в 1993 году приняло идею прямого полета на Марс Р. Зубрина и Д. Бэйкера для проработки собственных проектов пилотируемого полета на Марс, при этом прямой полет к Марсу позволил бы осуществить пилотируемую экспедицию уже в 2001 году. Правда, отцы этой идеи рассматривали старт к Марсу в декабре 1996 года.