Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Одним словом, проектов была масса. Поскольку с обликом лунной экспедиции НАСА определилось еще в 1962 году, то теперь только Марс представлял собой пространство для фантазии и творчества инженеров и ученых. Причем даже в НАСА статус изучения Марса все время повышался. Если в 1962-1963 годах ответственным за изучение проблем полета на Марс (проект «Империя») являлось бюро перспективных проектов Центра космических полетов имени Маршалла, то в 1963-1964 годах это дело возглавило уже бюро пилотируемых космических полетов штаб-квартиры НАСА. К проблеме полета на Марс подключились и другие центры НАСА. 12 июня 1964 года в Хантсвилле состоялось подведение промежуточных итогов изучения этой проблемы.

Один из докладов представила Лаборатория космических технологийкомпании TRW, контракт с которой был заключен Центром имени Эймса. По их оценке одной из главных проблем при реализации марсианской экспедиции является колоссальный ее вес на околоземной орбите. Так, например, при старте в 1975 году марсианский экспедиционный комплекс весил бы около 680 тонн. Для снижения этой массы специалисты Лаборатории космических технологий и Центра Эймса предлагали использовать более энергоемкие виды топлива, например, водород и фтор. Другим способом экономии массы топлива и, следовательно, массы полезного груза является использование аэроторможения при выходе на орбиту Марса и при возвращении на Землю. По подсчетам использование атмосферы Марса для торможения позволило бы в 6 раз снизить массу корабля.

Выбор в пользу аэроторможения предъявлял соответствующие требования и к форме самого корабля. Так, экспедиционный корабль по проекту Лаборатории космических технологий и Центра Эймса напоминал по внешнему виду корабль «Аполлон», то есть коническая носовая часть и цилиндрическая центральная часть диаметром 7 метров, но с конической юбкой. Объем жилого отсека – 18 м3. В ходе перелета искусственная гравитация поддерживается вращением корабля и разгонной ступени, соединенных 150-метровым тросом. Вся внешняя поверхность экспедиционного корабля за исключением хвостовой части покрыта теплозащитой. Чтобы избежать выступающих частей, мешающих аэроторможению, марсианский посадочный аппарат массой 11250 кг также расположен внутри основного корабля, а точнее – в его хвостовой части. Возвращаемый аппарат для входа в атмосферу Земли и посадки является аппаратом с несущим корпусом в виде полуконуса. Весь экипаж экспедиционного корабля состоит из шести человек, из них двое совершают посадку на поверхность Марса.

Кроме того, в докладе было показано, что на стартовый вес экспедиции влияет продолжительность пребывания космонавтов на поверхности планеты (оптимальный срок – 10 суток). Снизить стартовую массу можно и за счет исключения из состава экипаж экспедиционного корабля камеры радиационной защиты. В этом случае роль радиационного экрана игр бы толстый слой теплозащиты. Еще один резерв массы – теплозащита возвращаемого аппарата. Простое снижение скорости за счет работы двигателей приводит к росту массы. Но этого можно избежать, если на обратном пути совершить еще и гравитационный маневр с облетом Венеры. Можно это сделать и по дороге к Марсу. Тогда выбирается траектория возврата с минимальной конечной скоростью. Кстати, эти же траектории позволяют попутно снизить общую продолжительность экспедиции на Марс с 3 до полутора лет.

В докладе, представленном компанией «Филко Аэронутроник», были рассмотрены результаты исследований, проведенных компанией с мая по ноябрь 1963 года по контракту с Центром пилотируемых кораблей. Фактически это был первый детальный проект марсианского посадочного корабля. Кроме того, компанией был предложен план создания марсианской экспедиции в течение 10 лет при стоимости 6,2 миллиарда долларов.

Взяв за основу плотность марсианской атмосферы в 10 от земной, специалисты компании предложили посадочный корабль в виде половинки конуса, снабженной двумя маленькими крылышками-стабилизаторами. Масса МПК должна была составлять от 29 до 33,5 тонн, его длина – 9 метров, а максимальная ширина по стабилизаторам – 10 метров. Заметим, кстати, что при реальной плотности марсианской атмосферы менее 1 от земной предложенные аэродинамические свойства МПК лишают его возможности тормозиться маневрировать в атмосфере. Но тогда об этом еще не знали.

Для наглядности в докладе был рассмотрен пуск к Марсу в период с 1971 по 1975 годы. Экспедиционный корабль повторял проект марсианского корабля с аэроторможением сотрудников Центра пилотируемых кораблей Д. Хэммока и Б. Джексона. МПК в процессе перелета также находится на спине экспедиционного корабля, но закрыт противометеоритным термоэкраном. После выхода на марсианскую орбиту высотой 550 км экипаж проводит выбор места посадки. Затем двое (капитан, он же геолог, и биолог) переходят в МПК, который отделяется от основного корабля и тормозится с помощью двигателя. После входа в атмосферу Марса и аэродинамического торможения на высоте 23-30 км раскрывается парашют. Перед посадкой парашют отстреливается, а корабль совершает мягкую посадку с помощью двигателей на четыре посадочные опоры. Жилой отсек для пребывания двух космонавтов на поверхности Марса в течение 10-40 суток расположен в нижней части МПК.