Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Несмотря на то, что работа непосредственно над проектом марсианской экспедиции ведется исключительно на бумажном уровне, а в российском бюджете нет даже намека на полет человека к Марсу, многие технические решения, которые предполагается использовать, уже опробованы, или это будет сделано в ближайшие годы. Достаточно будет отметить доведение продолжительности пребывания человека в условиях невесомости до почти полутора лет, развертывание на борту орбитального комплекса «Мир» больших ферменных конструкций типа «Рапана», «Софора», а также радиотелескопа КРТ10 и рефлектора. Кроме того, прошли испытания в условиях космического пространства электрореактивные двигатели типа ДАС55 и тонкопленочные покрытия в экспериментах «Знамя», правда, без фотопреобразователей. Впрочем, на внешней поверхности орбитальной станции «Мир» в октябре 1998 года было проведено экспонирование тонкопленочной солнечной батареи с аморфным кремнием (толщина 20 мкм).Уже есть серьезные наработки по системам жизнеобеспечения «с замкнутым циклом» по кислороду и воде. Накоплен большой опыт по стыковкам на орбите космических аппаратов, в том числе в беспилотном режиме, по работе космонавтов в открытом космосе и по выведению на околоземную орбиту тяжелых грузов массой порядка 100 тонн с помощью ракетных систем типа «Сатурн-5», «Энергия» и «Спейс Шаттл».

На ближайшие годы планируется создание серии модулей прообразов марсианских кораблей, доставляемых на орбитальную станцию грузовыми кораблями «Прогресс». Первый экспериментальный аппарат «Модуль-М» массой 225 кг планируется доставить на МКС в составе корабля «Прогресс», после чего экипаж при выходе в открытый космос выполнит сборку аппарата и отвод его от станции. Аппарат с помощью маршевых электрореактивных двигателей ДАС38 тягой 3,5 грамма при удельном импульсе 2100 секунд осуществит подъем орбиты до 1200 км. Во время этого полета будут проведены исследования по влиянию на аппаратуру длительной работы электрореактивных двигателей.

Следующий аппарат «Модуль М2» массой 960 кг планируется направить в точку Лагранжа L1 (Н = 1,5 млн. км). На нем будут установлены ЭРД ДАС55. Наряду с отработкой принципиальных проблем полета межпланетного корабля, этот аппарат планируется использовать для предупреждения о магнитных бурях на Земле, вызванных солнечной активностью.

И, наконец, «Марс-модуль» массой 2600 кг планируется направить к Марсу для проведения его исследования. На нем будут установлены те же самые ЭРД ДАС100, которые предполагается установить на пилотируемом марсианском корабле. Тяга одного модуля ДАС100 составляет 30 грамм при удельном импульсе 4000 секунд. Он будет первым аппаратом, который одновременно с отработкой межпланетного корабля будет предназначен для исследования Марса с помощью доставляемой на нем аппаратуры дистанционного зондирования и спускаемых аппаратов с необходимым оборудованием. При этом обеспечивается длительность функционирования аппаратуры на орбите Марса более двух лет. При необходимости этот аппарат способен вернуться на околоземную орбиту. С помощью «Марс-модуля» возможно решение следующих задач:

• исследование климата, поверхности и внутреннего строения Марса;

• глобальная фотосъемка поверхности Марса;

• дистанционное зондирование Марса.

Основная особенность серии аппаратов для отработки межпланетного комплекса – доставка их на МКС в составе кораблей «Прогресс» с последующей их сборкой силами экипажа станции. Реализация этих планов связана со стабильным финансированием, а с этим в нашей не очень. Впрочем, в этой ситуации возможен выход лишь с привлечением широкой международной кооперации как это произошло при создании Международной космической станции. В этом случае можно распределить нагрузку на несколько высокоразвитых стран, включая США, Японию, Канаду и страны Европы. Многое здесь будет зависеть от политической воли лидеров этих стран. Тогда соображения финансового порядка отойдут на второй план. Правда, такое вряд ли произойдет до окончания строительства Международной космической станции, то есть до 2006 года. Но к этому времени необходимо подготовить детально проработанный и реалистичный проект марсианской экспедиции. Что ж, до 2006 года осталось времени не так много. Будем ждать.

Итак, на протяжении всей главы рассматривались многочисленные проекты полета человека на Марс. Что ж, такой интерес к Марсу вполне объясним, поскольку после Луны это самый достижимый объект в космосе. Это касается и его удаленности от Земли, и условий, с которыми столкнутся космонавты на его поверхности. Правда, Венера находится к Земле несколько ближе, и полет к ней гораздо проще чем к Марсу. Одно время Венера в произведениях фантастов занимала не меньшее место. Достаточно вспомнить «Венериану» Эдгара Берроуза, «Астронавтов» Станислава Лема или «Страну багровых туч» братьев Стругацких. Однако условия на поверхности этой планеты таковы, что вряд ли когда-нибудь нога человека коснется ее. По-видимому, в обозримом будущем Венеру будут исследовать только роботы.

Полеты к малым планетам или астероидам типа Церера, Паллада, Веста сравнимы с полетами к Марсу, а точнее – к Фобосу или Деймосу. Ведь посадка на эти небесные тела с малой силой тяжести требует небольших затрат, а значит и масса полезного груза будет меньше чем при полетах к Марсу. Затруднение могут вызвать слабая изученность рельефа астероидов и большая удаленность их от Земли и Солнца. Последнее обстоятельство вызывает необходимость увеличения площади солнечных батарей в случае применения солнечной электродвигательной установки. Но задача эта решаема.

Гораздо сложнее обстоит дело с внешними планетами Солнечной системы. Правда, до сих пор неизвестно, есть ли у планет-гигантов твердая поверхность? Зато у их спутников она определенно есть, и многие из них вызывают неподдельный интерес ученых-планетологов, например: спутники Юпитера Ио, Европа, Ганимед и Каллисто; спутник Сатурна Титан; спутник Нептуна Тритон и другие. В этом ряду и самая дальняя планета Солнечной системы Плутон со своим спутником Хароном. Очевидно, что из-за своей удаленности от Солнца полет к ним с помощью солнечной электродвигательной установки невозможен. Хотя сами электрореактивные двигатели могли бы использоваться, но для них нужен другой источник энергоснабжения. Первое, что приходит в голову, это – ядерные энергоустановки. Тем более, что опыт использования их в космосе есть. Так, в частности, на советских космических аппаратах «Плазма-А» ядерная энергоустановка «Топаз-1» обеспечивала энергией не только бортовую аппаратуру, но и электрические плазменные двигатели, использовавшиеся как для проведения маневров на орбите, так и для ориентации спутника.