Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

При полете на орбите Марса предполагалось провести исследования как самой планеты, так и ее естественных спутников Фобоса и Деймоса с помощью автоматических аппаратов, включая забор грунта и доставку его на борт пилотируемого корабля. Хотя первая стадия проекта «Империя» не предусматривала высадку человека на поверхность Марса, все же специалисты «Дженерал Дайнэмикс» показали возможность включения в состав экспедиционного корабля марсианского посадочного модуля, рассчитанного на экипаж из двух человек и 7-дневное пребывание на поверхности планеты.

Для сборки такого экспедиционного корабля на околоземной орбите команда К. Эрике предполагала использовать лишь одну стыковку модулей, выведенных двумя пусками сверхмощной ракеты-носителя «Пост-Сатурн» с грузоподъемностью 450 тонн. В отчете компании «Дженерал Дайнэмикс» был предложен также график развития технологий для организации марсианской экспедиции в марте 1975 года.

Третьим из участников проекта «Империя» была компания «Локхид». В ее проекте также использовалась искусственная гравитация во время перелета, а возвращаемый аппарат походил на командный модуль «Аполлона». Правда, вместо радиоизотопного генератора для энергоснабжения предлагалась солнечная электродинамическая установка.

Чтобы «обкатать» новые идеи 6-7 июня 1963 года в Денвере прошел симпозиум Американского Астронавтического Общества, на котором присутствовали до 800 ученых и инженеров. Как и следовало ожидать, большинство его докладов было посвящено проблемам пилотируемого полета на Марс. В частности, Гарри Раппиз Бюро перспективных проектов Центра Маршалла, отметив огромную стартовую массу марсианских экспедиционных кораблей, предложил в целях уменьшения массы полезного груза отказаться от искусственной гравитации. В его докладе звучали и другие интересные предложения, например: использование аэроторможения в атмосфере Марса для выхода на его орбиту; полет по траектории с большим временем перелета, но минимальной энергетикой; использование одних и тех же двигателей для всех этапов полета (сбрасываются только баки).

В докладе сотрудников Центра пилотируемых кораблей Дэвида Хэммокаи Брюса Джексонабыл представлен проект марсианского посадочного корабля. В целом, они предложили три схемы марсианской экспедиции. Согласно их проекту для реализации первого варианта с орбиты Земли должны быть запущены два корабля. Первым запускается беспилотный пролетный корабль, который через 200 суток должен достичь окрестностей Марса. Через 50-100 суток с околоземной орбиты стартует пилотируемый корабль. В ходе перелета искусственная гравитация поддерживается вращением корабля и одного из топливных баков разгонной ступени. Через 120 суток перелета от пилотируемого корабля отделяется капсула с экипажем, которая прямо с подлетной траектории входит в атмосферу Марса и осуществляет посадку на его поверхность. Через 40 дней в момент приближения к Марсу пролетного корабля космонавты в капсуле стартуют с поверхности планеты и осуществляют стыковку на пролетной траектории. Конечно, такая схема сулила существенную экономию массы полезной нагрузки, но риск был бы чрезвычайно велик. Достаточно небольшому сбою при старте взлетного корабля с Марса или при стыковке кораблей, и гибель экипажа была бы неизбежна.

Во втором варианте предлагалось использование аэродинамического торможения для выхода экспедиционного корабля на орбиту Марса. Для этой цели сам корабль имел форму треугольника в плане с чечевицеобразным профилем. В вершине треугольника размещался возвращаемый аппарат. На боковой плоской стороне корабля был установлен посадочный корабль. В процессе перелета с помощью телескопических штанг части корабля разносятся на некоторое расстояние для создания искусственной гравитации. Перед подлетом отдельные части корабля соединяются в единое целое. После торможения корабля в атмосфере Марса и выхода на низкую орбиту космонавты в посадочном корабле приземляются на поверхности планеты. Далее все проходит по классической схеме. Здесь также удается получить выигрыш в массе полезной нагрузки, который, однако, в значительной мере съедается за счет теплозащиты, которой необходимо закрыть большую часть экспедиционного корабля.

Третий вариант представлял собой полностью классическую схему, включающую двигатель и топливо для выхода на орбиту Марса. В остальном он напоминал второй вариант. По расчетам Хэммока и Джексона при использовании только химических двигателей марсианский экспедиционный корабль (третий вариант) вместе с разгонной ступенью на околоземной орбите весил бы 1125 тонн. При использовании ЯРД и аэродинамического торможения в атмосфере Марса марсианский экспедиционный комплекс весил бы 270 тонн. В случае замены ЯРД на ЖРД его вес возрос бы до 450 тонн. Столько бы весил корабль и в пролетном варианте с использованием химических двигателей.