Антон Первушин - Марсианин: как выжить на Красной планете

Впрочем, у «Созвездия» нашлись ярые защитники в Конгрессе, и администрации Обамы, которого тут же окрестили «могильщиком астронавтики», пришлось выдержать настоящий бой с оппонентами. В итоге президент пошел на уступки, и был найден компромиссный вариант. Финансирование НАСА не только не снизилось, но и было увеличено – до 100 млрд долларов на пять лет. Уцелел проект корабля «Orion», который теперь должен стать «многоцелевым». На первом этапе упрощенный вариант корабля «Орион» («Orion-CRV», «Orion Crew Return Vehicle») будет использоваться как спасательная «шлюпка» Международной космической станции. Затем в составе МКС он пройдет «доводку» и со временем усилиями конструкторов превратится в большой корабль «Орион» («Orion-MPCV», «Orion Multi-Purpose Crew Vehicle»), который должен начать полеты после 2020 года, закрепив лидерство США в космосе. Поскольку проект ракеты «Арес-1» закрыт, то выведение нового корабля будет осуществляться ракетой «Дельта-4», а в будущем – перспективной сверхтяжелой ракетой-носителем «SLS» («Space Launch System», проект «DIRECT») грузоподъемностью от 70 до 130 т, которая будет создана вместо отвергнутой ракеты «Арес-5».

В принципе, по замыслу советников Барака Обамы, большой пилотируемый «Орион» должен стать полноценным межпланетным кораблем, способным выполнять самый широкий круг задач вплоть до полета к Марсу и обратно. Но вот Луна внезапно оказалась вне американской космической программы. И это выглядит странным с учетом того, что многие технологические новшества можно отработать только там. И тут администрация Обамы нашла изящное решение – более «приземленные» задачи возьмут на себя негосударственные коммерческие компании.

В Советском Союзе к идее пилотируемой экспедиции на Марс вновь обратились в 1987 году – после успешного запуска сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия».

Очередной проект во многом использовал технические решения, предложенные в 1969 году. Главным новшеством здесь было применение «Энергии» в качестве средства доставки элементов корабля на орбиту. Кроме того, для межпланетного перелета использовались две независимые двигательные установки, каждая из которых представляла собой пакет электрореактивных двигателей с ядерным источником электроэнергии мощностью по 7,5 МВт, снабженным тепловым радиатором. Это позволило резко увеличить надежность и безопасность межпланетного перелета без увеличения начальной массы и стоимости. Увеличению надежности также способствовало и то, что на корабле планировалось устанавливать бортовое оборудование, прошедшее «обкатку» на орбитальных станциях «Салют» и «Мир».

При этом была полностью пересмотрена конструкция спускаемого экспедиционного аппарата («ЭА»). Новый аппарат имел две двигательные установки. Одна, расположенная в хвосте, должна была осуществить сход с орбиты и плавное снижение. Вторая, расположенная под «брюхом», обеспечивала мягкую посадку в горизонтальном положении на четыре опоры. После посадки экипаж спускался на поверхность Марса по цилиндрическому туннелю-тамбуру. В момент отправления в верхней части цилиндра «ЭА» открывался люк, и через образовавшийся проем стартовал возвращаемый модуль.

Сам межпланетный корабль имел такие габариты: полная длина – 210 м, максимальный диаметр – 4,1 м, полная масса – 365 т. Согласно расчетам, экспедиция на красную планету заняла бы 716 дней.

Проект был существенно изменен в 1988 году, когда в экспедиционном комплексе в качестве энергетической установки вместо ядерного реактора предложили экологически чистую систему с использованием пленочных солнечных батарей на линейных разворачиваемых фермах, отработанных на станциях «Салют-7» и «Мир». Большое влияние на это решение оказал прогресс в создании пленочных фотопреобразователей энергии, что позволяло значительно упростить конструкцию солнечной электростанции большой мощности.

Межпланетный корабль на четырех космонавтов версии 1988 года имел полную массу 355 т и состоял из следующих модулей: марсианский орбитальный аппарат, экспедиционный аппарат, возвращаемый аппарат, панели солнечных батарей, электроракетные двигатели, баки с топливом-ксеноном.

Схема полета к Марсу выглядела следующим образом. Для быстрого преодоления радиационных поясов Земли собранный на низкой орбите корабль сначала выталкивается двигателями по спирали на высоту до 40 000 км – этот переход должен занять не более 29 дней. Затем двигатели включаются на маршевый режим. 100 дней уйдет на достижение третьей космической скорости, еще 270 дней – на полет к Марсу и 38 дней – на маневр торможения. Полетное время экспедиции в этом варианте составляло 716 дней, время пребывания на орбите Марса – 30 дней, время пребывания двух космонавтов на поверхности Марса – 7 дней.

Экспедицию на Марс планировалось провести с последовательным наращиванием средств, начиная с автоматов и заканчивая пилотируемым полетом.

Предполагалось три этапа.

Первый – отработка принципов совместного функционирования элементов марсианского экспедиционного комплекса с использованием его моделей, доставляемых грузовыми кораблями «Прогресс» на орбитальную станцию, собираемых там космонавтами и совершающих дальнейший самостоятельный полет в автоматическом режиме.

Второй – генеральная «репетиция» пилотируемой экспедиции, в ходе которой «солнечный буксир» доставит на поверхность Марса два посадочных аппарата вместо одного, причем один из них используется для отработки схемы посадки и возвращения экипажа, а второй (с несколькими марсоходами массой около 20 т) – для проведения детального исследования поверхности Марса.

Третий – собственно пилотируемая экспедиция на Марс.

За десять лет проект марсианской экспедиции НПО «Энергия» (с 1994 года – РКК «Энергия» имени Королева) претерпел дополнительные коррективы в соответствии с изменившейся ситуацией в космической отрасли. Этапы подготовки экспедиции теперь напрямую связаны с этапами строительства Международной космической станции.

По сравнению с предыдущим проектом изменениям подверглись конструкция солнечных батарей – они стали модульными. Посадочный аппарат приобрел форму «диска», и теперь их два: пилотируемый и грузовой. Кроме того, конструкторы снова вернулись к численности экипажа экспедиции в шесть человек, что привело к увеличению расчетной массы межпланетного корабля до 600 т.

В отличие от предыдущих, новый проект предусматривает широкую кооперацию с другими странами. Например, США имеют большой опыт по посадке и взлету экипажа с Луны, посадке автоматических аппаратов на Марс, а у нас этого опыта совсем нет. Поэтому целесообразно именно США взять на себя головную роль по разработке посадочного аппарата – одного из самых ответственных элементов экспедиции. Со своей стороны Российская Федерация как правопреемница Советского Союза имеет большой опыт создания и эксплуатации орбитальных станций. Межпланетный орбитальный корабль по своей компоновке очень близок к жилым модулям орбитальных станций. Поэтому Россия может взять на себя головную роль по разработке этого корабля. При принятии проекта РКК «Энергия» для межпланетного комплекса головная роль по разработке солнечного буксира может принадлежать как США, так и России.