Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) - Антон Первушин

Марс завораживал, Марс притягивал взоры, Марс содержал в себе величайшую тайну. И казалось вполне логичным, что окончание «лунной гонки», столь бесславное для Советского Союза, стимулирует новую «марсианскую» гонку, в которой советские конструкторы попытаются взять реванш.

Однако именно кажущееся равенство в счете («Вы первые на Луне, зато мы первые в космосе») сыграло с марсианской пилотируемой программой злую шутку.

Советскому руководству почти сразу стало очевидно, что значительного политического резонанса экспедиция на Марс не вызовет, а денег и времени на нее уйдет куда больше, чем даже на создание лунной базы. Малую же политическую выгоду можно было получить, устанавливая рекорды: по количеству часов пребывания на орбите, по количеству членов экипажа на одном корабле, по количеству выходов в открытый космос, и так далее, и так далее, и так далее…

Американские политики, в свою очередь, хорошо помнили о том, как быстро угас интерес общественности к космической программе после того, как Нейл Армстронг ступил на поверхность Луны, показав тем самым всему миру и «заносчивым русским», кто в космосе «главный». Во второй раз мобилизовать все силы страны, живущей по законам рыночной экономики, на проект, который никогда не принесет значительной прибыли, вряд ли удалось бы: у Америки начала 70-х хватало других серьезных проблем. Научные же исследования можно было поручить автоматическим станциям.

В итоге ведущие космические организации как в США, так и в СССР были поставлены перед свершившимся фактом: денег на экспедицию к Марсу нет и в ближайшее время они не появятся. А ведь совсем недавно все было по-другому…

Американская марсианская программа

В сентябре 1969 года руководство НАСА подготовило доклад для президента и его администрации, озаглавленный «Космическая программа после Аполлона: директивы на будущее» («The Post-Apollo Space Program: Directions for the Future»).

В докладе отмечалось, что программа «Аполлон» безусловно является высшим достижением в космической области на сегодняшний день, но при этом она — лишь этап долговременного процесса по изучению и освоению человеком космического пространства. Авторы доклада указывали, что в этой связи особое беспокойство вызывает намерение администрации сократить ассигнования перспективных программ, в том числе — проект экспедиции на Марс. Руководители НАСА заверяли, что, используя накопленный в ходе освоения Луны опыт, Национальное управление по аэронавтике и космонавтике вполне способно осуществить такую экспедицию в течение 15 лет. Для этого предлагалось принять полет на Марс в качестве основной цели для существующей космической программы.

Сама подготовка к такому полету виделась авторам доклада разделенной на три фазы. Первая фаза — переориентация работы всех бюро, институтов, фирм и заводов, занятых в программе «Аполлон», на решение задач марсианского проекта. Вторая фаза — создание долговременной орбитальной станции и постоянной базы на Луне для обеспечения строительства межпланетного корабля и подготовки экипажей.

Третья фаза — собственно серия пилотируемых полетов к Марсу и на Марс с последующим возвращением на Землю.

Выбор конкретного графика реализации этой программы оставлялся на усмотрение президента. Он мог выбирать из двух вариантов: параллельное строительство орбитальной станции и межпланетного корабля (приблизительная стоимость — 6 миллиардов долларов) или последовательное строительство: сначала станции, а потом — корабля (стоимость — от 4 до 5 миллиардов долларов). В случае, если выбор будет сделан в пользу первого варианта, специалисты НАСА обещали построить межпланетный корабль к 1974 году, с тем чтобы запустить его к Марсу уже в 1981 году. Второй вариант гарантировал запуск межпланетного корабля только к 1986 году.

Любопытно, что в докладе не исключалась возможность вовлечения в программу советских космонавтов и специалистов с целью расширения научного сотрудничества на Земле и в космосе. То есть уже в 1969 году эксперты НАСА говорили о международной программе покорения Марса. Советские ученые заговорят об этом значительно позже.

Что же представляла собой американская программа экспедиции на Марс с инженерно-технической точки зрения?

В разные годы самые различные организации США предлагали свои проекты корабля для полета к Марсу. Разумеется, выбор оставался за руководством НАСА, и именно оно выделяло средства на исследования, так или иначе связанные с этой темой.

Например, с 1963 по 1969 год НАСА финансировало проект «НЕРВА» («NERVA»), направленный на создание ядерного ракетного двигателя для полета к Луне и планетам Солнечной системы. Подробнее я расскажу об этом проекте в главе 19, а сейчас остановимся только на тех деталях, которые касаются непосредственно космического корабля.

Существовало два более или менее проработанных варианта межпланетного корабля для полета на Марс с использованием ядерного ракетного двигателя типа «НЕРВА». В одном из них предполагалось использовать пять типовых ядерных ступеней: связку из трех таких ступеней — в качестве первой ступени трехступенчатой ракеты-носителя, и по одной такой же ступени — для второй и третьей ступеней.

Сборка подобной ядерной ракеты должна была производиться на околоземной орбите с использованием ракет-носителей «Сатурн-5». Сам полет к Марсу согласно этому проекту мог состояться уже в 1985 году.

Другой проект космического корабля на базе ядерных ступеней «НЕРВА» представлял собой трехступенчатую ракету, которая в отличие от первой не нуждалась в повторном запуске какого-либо из установленных на ней ядерных ракетных двигателей: после того как двигатели отрабатывали свое, их отделяли от корабля.

Схема межпланетной экспедиции с использованием этого корабля выглядела бы следующим образом.

Старт — 12 ноября 1981 года; выход на 24-часовую эллиптическую орбиту вокруг Марса — 9 августа 1982 года; изучение Марса с высадкой экспедиции на его поверхность; отбытие — 28 октября 1982 года; полет к Венере с ее проходом — 28 февраля 1983 года; выход на околоземную орбиту — 14 августа 1983 года; стыковка с кораблем «Спейс Шаттл»; возвращение экипажа на Землю через 640 дней после отправления.

Предполагалось, что большинство систем и оборудования корабля для полетов к Марсу будет аналогичным системам и оборудованию лунного корабля «Аполлон» (более того, этот проект некоторое время фигурировал под обозначением «Аполлон-Икс»). При этом, однако, обитаемый модуль должен иметь гораздо более высокое аэродинамическое качество и более совершенную систему теплозащиты, чем возвращаемая капсула «Аполлона», так как при сходе с космической траектории к Земле скорость будет порядка 13–18 км/с.

По представлениям конструкторов НАСА, в полет к Марсу должны были отправиться два одинаковых космических корабля. Каждый корабль имеет отсек с оборудованием, командный отсек и отсек посадки на Марс. В случае появления неисправностей в одном из кораблей на любой стадии полета его команда может покинуть аварийный корабль в своем командном отсеке и пристыковаться ко второму кораблю.

Следовательно, каждый корабль должен вмещать удвоенный экипаж (всего шесть человек). Отсеки с оборудованием и командный будут работать в переменном поле тяготения с перегрузкой от 0 до 0,6 g. Жилые помещения находятся в отсеке оборудования. Командный отсек используется при выходе на орбиту, во время входа в атмосферу и посадки, а также при аварийном покидании корабля. Посадочный отсек будет оставлен на околомарсианской орбите после того, как экипаж перейдет в отсек оборудования. Последний будет сброшен перед входом в атмосферу Земли.

Согласно исследованиям, проведенным в Исследовательском центре имени Лэнгли, весьма эффективным средством уменьшения начального веса системы для полета по маршруту Земля-Марс-Земля является использование аэродинамического торможения в атмосферах Марса и Земли.

С учетом этого в Центре разрабатывался крылатый космический корабль с высоким аэродинамическим качеством.

Стартовый вес ракетно-космической системы Центра имени Лэнгли составлял 400 тонн. Система была снабжена ядерной ракетной силовой установкой весом 59 тонн и собиралась на околоземной орбите с помощью четырех ракетносителей «Сатурн-5». Планировалось, что первая ракета доставит на орбиту ядерную силовую установку и полезную нагрузку в виде крылатого космического корабля, а три остальных — 12 баков с топливом.

В 1969 году проект «НЕРВА» был закрыт. Его развитие требовало значительных капиталовложений, а денег у НАСА едва хватало на обеспечение лунных экспедиций.

В это время американский ученый и конструктор Филип Боно выступил с детально проработанным альтернативным проектом марсианской экспедиции, получившим название «Деймос» («Project Deimos»).