Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Базовыми элементами марсианского экспедиционного комплекса являются корабля для возвращения экипажа и его производные, грузовой корабль и жилой модуль. Корабль для возвращения экипажа, рассчитанный на экипаж из пяти космонавтов, обеспечивает сближение и стыковку, аэродинамическое торможение в атмосфере Марса и Земли, посадку на Землю и Марс, а также взлет с поверхности Марса. Он представляет собой конус с небольшой цилиндрической носовой частью. Базовая конструкция с диаметром теплозащитного экрана 6,5 метров служит основой для спускаемого аппарата, марсианской взлетной ракеты и марсианского вездехода. При этом спускаемый аппарат весит 15,5 тонн, взлетная ракета 16 тонн, дублер возвращаемого корабля 11 тонн, а вездеход 19 тонн. Марсианский взлетный корабль имеет в своем составе две ракетные ступени и установку по производству ракетного топлива, а корабль для возвращения на Землю только одну ракетную ступень. Аналогично устройство и корабля-дублера, но на нем отсутствуют запасы продовольствия и система жизнеобеспечения замкнутого цикла.

Грузовой корабль обеспечивает доставку на Марс ядерной энергоустановки, научного оборудования и 10 тонн водорода для обеспечения работы установки по производству ракетного топлива. Посадочная платформа грузового корабля может перемещаться для доставки топлива на марсианский взлетный корабль.

Жилой модуль представляет собой цилиндр с закругленными торцами длиной и диаметром по 6,5 метров и массой 24,2 тонны. В его состав входят также 6 скафандров для выхода космонавтов на поверхность Марса и один открытый вездеход.

После старта с околоземной орбиты жилой модуль отделяется от разгонного блока, оставаясь связанным с ним 125-метровой алюминиевой фермой. Вращаясь вокруг общего центра масс со скоростью, эта конструкция позволяет создать для космонавтов силу тяжести равную земной.

Первая марсианская экспедиция начинается запуском 1 июля 2011 года ракеты-носителя Q3041 с беспилотным кораблем для возвращения на Землю. Он летит к Марсу по медленной, энергетически более выгодной траектории, поэтому прибывает к Марсу только 15 июля 2013 года и после аэродинамического торможения выходит на орбиту ожидания. 27 октября 2011 года такая же ракета выводит к Марсу грузовой корабль, но он прибывает раньше (24 августа 2012 года) и с помощью аэродинамического торможения выходит на орбиту, а затем совершает посадку на поверхность планеты. Грузовой корабль доставляет на Марс ядерный реактор и посадочный маяк. И наконец, 11 ноября 2011 года к Марсу запускается взлетный корабль без экипажа, который 7 сентября 2012 года совершает посадку около грузового корабля. Посадочная платформа грузового корабля подъезжает к взлетному корабля для подключения к ядерной энергоустановке. Получаемая от реактора электроэнергия позволяет запустить топливную фабрику, доставленную вместе с взлетным кораблем.

Уже после того, как выработано определенное количество топлива, 20 ноября 2013 года с Земли запускается марсианский взлетный корабль без экипажа для следующей экспедиции. Вскоре после этого запускается грузовой корабль для следующей экспедиции с вездеходом и запасом водорода, предназначенным для обеспечения работы топливной фабрики.

В начале января 2014 года завершается заполнение баков первой и второй ступеней взлетного корабля «местным» топливом (30 тонн метана и 106 тонн жидкого кислорода). А фабрика продолжает вырабатывать топливо для следующих экспедиций. Вскоре после этого ракета-носитель Q3041 выводит на орбиту жилой модуль с разгонным блоком. 11 января 2014 экипаж из пяти человек в возвращаемом корабле или командно-служебном модуле стартует на ракете Q1310. После стыковки вся связка с помощью разгонного блока выводится на траекторию полета к Марсу.

Уже на трассе Земля-Марс возвращаемый корабль отделяется от жилого модуля и летит в беспилотном режиме неподалеку на случай аварии жилого модуля. Если же она произойдет, то экипаж может в возвращаемом корабле, облетев Марс, вернуться на Землю через два года полета.

25 мая 2014 года космонавты прибывают к Марсу после 134 дней полета. Возвращаемый корабль пролетает мимо планеты, а жилой модуль с помощью аэродинамического торможения выходит на орбиту, а затем совершает посадку рядом со взлетным и грузовым кораблями.

4 июля 2016 года там же совершает посадку еще один грузовой корабль с вездеходом, который используется космонавтами для исследования удаленных областей планеты. 15 сентября 2016 года в том же районе садится еще один взлетный корабль, который предназначен для второй экспедиции, но может быть использован экипажем первой в случае аварии своего. После его посадки к нему перемещается топливная фабрика, и начинается заполнение топливом его баков.

25 декабря 2015 года беспилотный возвращаемый корабль с помощью аэродинамического торможения выходит на орбиту Земли для его последующего использования второй экспедицией. Первая экспедиция стартует с марсианской поверхности 27 января 2016 года. Выйдя на орбиту они стыкуются с орбитальным кораблем, после чего вся экспедиция стартует к Земле. При этом до самого подлета к Земле в составе экспедиции остаются и жилой модуль взлетного корабля, и жилой модуль орбитального корабля. Наличие в составе обоих кораблей аэродинамического тормозного экрана позволяет экипажу на любом из них выйти на орбиту Земли без посадки на ее поверхность. Эти же корабли после восстановления могут быть использованы для последующих экспедиций.

В общем-то, идеи, заложенные в проекте студентов Калтеха, встречались и у других. Но, может быть, именно им из-за своей молодости удастся осуществить свою мечту – полет человека на Марс.

Пока же на пути всех заинтересованных в разработке марсианской экспедиции непреодолимым препятствием встают финансовые проблемы. В предыдущей главе уже рассказывалось о полете человека на Луну, проходившее под флагом соревнования двух социальных систем и вылившееся в космическую гонку между СССР и США. Стремление опередить потенциального противника приводило к неоправданным тратам, зато цель была достигнута. В настоящее время ни одна страна, даже США, не будет тратить колоссальные деньги на столь грандиозный технический проект. Соперничество не только в космосе, но и в других сферах человеческой деятельности, постепенно превращается в сотрудничество. Ярким примером тому является Международная космическая станция. Этот поворот не мог не отразиться и на проектах марсианских экспедиций.

С 14 по 16 сентября 1998 года в Институте космических исследований Российской Академии наук в Москве состоялось международное совещание под названием «Экспедиция к Марсу», организованное РКК «Энергия», ИКИ РАН, а также Планетарным обществом США и его исполнительным директором Луисом Фридманом. На совещании были представлены проекты марсианской экспедиции РКК «Энергия» Космического центра НАСА имени Джонсона, а также Исследовательского центра имени М. В. Келдыша.