В 1989 в нашей стране царила неразбериха. Направляющая роль компартии постепенно сходила на нет. Люди хотели 100 сортов колбасы и видеомагнитофоны. Появились ларьки и кооперативы. Никому не было дела до космоса. И все же инженеры продолжали работать. За копейки. А порой и почти бесплатно. Безусловно они мечтали о том, что все это скоро кончится. И советский народ непременно начет строить межпланетные корабли. И героические космонавты обязательно полетят осваивать Солнечную систему. А затем и Галактику….
Поэтому неудивительно, что в эти неспокойные мрачные дни инженеры НПО «Энергия» провели работу, в которой предлагали способ, которым могла осуществиться экспедиция на Марс.
Экспедиция на Марс
В проведенном исследовании предполагалось, что для сборки космического корабля на низкой околоземной орбите потребуется пять пусков ракеты-носителя «Энергия». Предлагаемая к использованию аппаратура космического корабля в основном должна была быть образца 1986 года. Однако вместо ядерного реактора, предлагаемого к использованию в предыдущих вариантах марсианских экспедиций, энергию предлагалось получать с помощью огромных солнечных батарей. Их планировалось создавать на основе тех, что использовались на станциях «Салют-7» и «Мир».
Спецификация экспедиции была следующей:
- Длительность – 716 дней;
- Экипаж – 4 человека;
- Экипаж, высаживающийся на поверхности Марса – 2 человека;
- Время работы на поверхности Марса – 7 суток.
Корабль, с помощью которого планировалось экспедиция на Марс, должен был иметь массу 355 тонн.
Модули космического корабля
Эта масса должна была быть распределена между модулями следующим образом:
- МОМ (марсианский орбитальный модуль) должен был иметь массу 80 тонн. Предполагалось, что это будет цилиндр диаметром 4,1 м и длиной 23 м, разделенный на три секции. Первая – жилая секция, вторая – сферический шлюз/переходный отсек. Третья – рабочая секция. Жилой отсек включал каюту для каждого члена экипажа, общую комнату и зону отдыха. Также было предусмотрено укрытие от радиации для защиты экипажа во время солнечных бурь.
Примечательно, что система жизнеобеспечения (СЖО) МОМ включала в себя теплицу. Эта система была рассчитана на следующие нормы суточного потребления на одного члена экипажа: кислорода – 600 л/сутки; удаляемый углекислый газ – 480 л/сутки; вода – 2,5 кг/сутки; пища – 2,0 кг/сутки. Регенеративная конструкция СЖО предполагала, что из резервных запасов в сутки должно было поступать всего 0,5 кг воды и 1,5 кг пищи. Теплица должна была иметь площадь 15 квадратных метров и массу 500 кг на каждого члена экипажа. Общая масса системы жизнеобеспечения составляла бы 26 тонн. В том числе 5,5 тонны продовольственных запасов и 1 тонна аварийных запасов пищи.
Туда и обратно
Модули, обеспечивающие посещение Марса и возвращение на орбиту.
- ЭМ (экспедиционный модуль) – спускаемый аппарат массой 60 тонн, диаметром 3,8 м и длиной 13 м. Имел запасы ресурсов на одну неделю при работе на поверхности Марса, и одни сутки при нахождении на орбите.
- МВС (марсианская взлетная ступень), масса 10 тонн.
- Электродвигатели, конструкция и солнечные панели имели массу около 40 тонн. Две огромные панели, каждая размером 200 м х 200 м, должны были генерировать в общей сложности 15 МВт энергии. Использование ультратонких (менее 50 микрометров)/малой массы (0,2 кг на квадратный метр) фотогальванических элементов с высоким значением удельной мощности (до 200 Вт на квадратный метр) должны были минимизировать массу этих огромных панелей. Вырабатываемая энергия должна была использоваться в основном двумя ионными двигателями, установленными перпендикулярно жилому блоку. В режиме повышенной мощности они должны были иметь удельный импульс 3500 секунд. Суммарная тяга на нормальном уровне должна была достигать значения в 45 кгс.
- Ксеноновое топливо массой около165 тонн.
Даешь Марс!
Для того чтобы как можно быстрее преодолеть радиационные пояса Земли, полет должен был начаться с относительно «высокой тяги» разгона двигателей по спирали с низкой околоземной орбиты. До высоты 40 000 км. Эта высота должна была быть достигнута за 29 суток. После этого двигатели перешли бы в нормальный режим с меньшей тягой, но более высоким удельным импульсом. Космический корабль должен был достигнуть нужной скорости после 100 суток полета. После чего начнется его 270-дневный полет к Марсу. 38-суточный тормозной маневр выведет космический корабль на орбиту Красной планеты. На ее орбите он будет находиться 30 суток. Из которых одну неделю экипаж будет работать на поверхности.
Затем потребуется 28 суток, чтобы разогнаться от Марса. А затем произойдет 250-суточный полет к Земле. После чего экипаж сядет в спускаемый аппарат и войдет в атмосферу Земли со скоростью 13,5 км/с.
Подобный подход к исследованию Марса должен был осуществляться в три этапа:
- Этап 1. На станции «Мир» должна быть собрана модель малого космического корабля с помощью корабля-снабженца «Прогресс». Этот «марсианский модуль» должен был тестировать солнечные панели, ионные двигатели и другие важные системы более крупного пилотируемого космического корабля. Со своей начальной низкой околоземной орбиты он должен был полететь к Марсу. И выйти на круговую околомарсианскую орбиту с исследовательским аппаратом массой 1,3 тонны. На такой орбите срок службы оборудования может составить до двух лет. После чего можно было вернуть эту технику к Земле на низкую околоземную орбиту.
Масса корабля при старте с «Мира» должна была составить 5500 кг. Солнечная батарея должна была бы при этом вырабатывать 180 кВт энергии. Аппарат мог дозаправляться на орбите космической станции от заправщиков «Прогресс». После замены исследовательского оборудования его можно было бы снова запустить к Марсу.
Не сложилось
Примечательно, что в 1994 г. в ходе разговора, состоявшегося между администратором НАСА Д. Голдиным и директором РКК «Энергия» Ю.П. Семеновым о Международной космической станции (МКС) Семенов предложил использовать подобный марсианский модуль при создании МКС. Голдин проявил интерес к этой концепции. Однако дальнейшего развития проект не получил.
- Этап 2. Подготовительная поставка снаряжения для последующих пилотируемых экспедиций. Солнечный буксир должен был доставить на марсианскую орбиту два спускаемых аппарата. Один из них должен был иметь полный комплект оборудования для посадки и возвращения экипажа. Другой – несколько марсоходов общей массой около 20 тонн. Они должны были использоваться для проведения подробных исследований марсианской поверхности.
- Фаза 3. Пилотируемая экспедиция на Марс.
Конечно же, к концу 1980-х годов все подобные исследования НПО «Энергия» были лишь способом чем-то с пользой занять инженеров. И не имели никаких шансов на финансирование.
И все же очень жаль, что экспедиция на Марс так и не состоялась…