Марсианин: как выжить на Красной планете - Антон Первушин

Основные параметры проекта «Аэлита» предполагались следующими: продолжительность полета – 630 дней; пребывание на околомарсианской орбите – 30 дней; пребывание на Марсе посадочного модуля с космонавтами – 5 дней.

Сам корабль, получивший рабочее название «Марсианский экспедиционный комплекс» («МЭК»), предполагалось создать на околоземной орбите путем автоматической стыковки двух беспилотных блоков массой примерно по 75 тонн, выводимых в космос ракетами «Н-1М». Первый блок – марсианский орбитальный комплекс («МОК») и марсианский посадочный комплекс («МПК»), второй – комплекс электроракетной двигательной установки с ядерным источником энергии.

Конструкция марсианского корабля представляла собой удлиненную иглу с вынесенным для радиационной безопасности реактором и коническим тепловым радиатором. В отличие от проекта «ТМК-Э» на поверхность Марса садился один аппарат конической формы с разворачивающимся лобовым щитом. Численность экипажа была уменьшена до четырех человек, а мощность ядерного реактора увеличена до 15 МВт. Габариты «МЭК»: полная длина – 175 м, максимальный диаметр – 4,1 м, полная масса – 150 т.

После стыковки блоков предполагался медленный разгон корабля по постепенно раскручивающейся спирали. Как только «МЭК» выйдет из зоны радиационных поясов Земли, следовало осуществить подсадку экипажа на комплекс с использованием лунных кораблей типа «7К-Л1», оснащенных средствами сближения и стыковки на высокой околоземной орбите и запускаемых на траекторию полета с помощью ракеты-носителя «Протон-К».

Предполагалось, что после окончания активного участка разгона Земля – Марс электроракетные двигатели выключаются, энергетическая установка переходит в режим «холостого хода» и комплекс в течение 150 суток совершает пассивный полет. Затем начинается второй активный участок полета к Марсу – торможение перед входом в сферу действия красной планеты (60 суток) и полет по скручивающейся спирали для выхода на орбиту искусственного спутника Марса (24 суток).

Во время тридцатисуточного пребывания на околомарсианской орбите от комплекса отделяется «МПК», который совершает мягкую посадку на поверхность Марса. «МПК» имел раскрываемый аэродинамический экран, снаружи которого крепился сбрасываемый навесной отсек. Он также был оснащен посадочной ступенью с жидкостным ракетным двигателем, цилиндрическим жилым отсеком, соединенным с кабиной космонавтов посредством люка-лаза, и двухступенчатым возвращаемым аппаратом.

Для проекта «Аэлита» тоже разрабатывался свой марсианский «поезд», проходивший в документах под обозначением «ПИК» («Планетный исследовательский комплекс»). Сначала взялись за самый тяжелый по массе и сложный по исполнению вариант «ПИК», который обеспечивал получение наибольшего количества научной информации. В результате спроектировали трехзвенный шестиколесный поезд высокой проходимости с экипажем из трех человек, который рассчитывался на тридцать суток автономного движения по марсианской поверхности со средней скоростью около 12 км/ч. Головное звено представляло собой лабораторию – жилой блок с кабиной управления движением, санузлом, каютами членов экипажа, шлюзом для выхода на поверхность и рабочей лабораторией. Второе звено поезда – ракета возвращения на орбиту с приспособлением для установки ее в вертикальное положение перед стартом. Третье звено – энергоблок с ядерным реактором типа «Ромашка», теневой радиационной защитой и теплоизлучателем. Предполагалось, что такой поезд сможет за месяц пребывания на Марсе преодолеть заранее намеченный маршрут длиной 1500 км и получить большой объем научной информации.

Вариант «ПИК» с поездом получился весьма тяжелым из-за радиационной защиты реактора. Возникла идея использовать марсианский грунт в качестве защиты в звене энергоблока и тем самым снизить массу поезда. Был спроектирован вариант, где энергоблок выглядел как пологий контейнер со шнековым устройством, которое на поверхности обеспечивало его автоматическое заполнение грунтом. Масса «ПИК» при этом составила 122 т.

Конструкторы рассматривали и варианты «ПИК» меньшей массы. В частности, был разработан так называемый «бинарный» вариант: в нем «ПИК» десантировался на Марс по частям. Затем был предложен проект «ПИК» общей массой 80 т, где основную роль должны были играть стационарная лаборатория и колесный «джип» для исследования поверхности с радиусом действия до 20 км. Еще позднее разработали «ПИК» с массой 45 т, который был рассчитан на семь суток и экипаж из трех человек. И наконец, появился проект самого легкого «ПИК» массой 23 т, который был рассчитан на двух человек с автономным пребыванием на планете длительностью не более четырех суток. Его назвали «приоритетным», поскольку основной задачей такого комплекса было водрузить флаг Советского Союза на поверхности Марса – на серьезную исследовательскую программу просто не оставалось ресурсов.

Далее схема экспедиции выглядела так. Закончив свои дела на поверхности красной планеты, космонавты загружаются в ракету возвращения, которая выводит капсулу с ними на орбиту Марса, осуществляет взаимный поиск, сближение и стыковку с «Марсианским орбитальным комплексом». Космонавты переходят в жилые отсеки орбитального комплекса. Двигатели «МОК» включаются на режим разгона, который продолжается 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 – вне его пределов. После длительного пассивного участка, когда траектория комплекса проходит на максимально близком расстоянии от Солнца (между Венерой и Меркурием), следует 17-суточный активный участок возврата. Фактически это коррекция траектории с целью уменьшения длительности полета путем увеличения скорости. Далее снова идет пассивный участок, а за трое суток до полета к Земле электроракетные двигатели включаются вновь, уменьшая скорость комплекса. При входе в сферу действия Земли от «МЭК» отделяется спускаемый аппарат.

Время экспедиции не должно было превысить 630 дней. Старт запланировали на 1985 год. Однако реализовать проект «Аэлита» не удалось. Он оказался похороненным вместе с лунной программой. И не только потому, что в то временя советское народное хозяйство испытывало растущий дефицит свободных финансовых средств, но еще и потому, что наука, в том числе и мировая, оказалась совершенно не готова к обеспечению большого межпланетного перелета.

Глава 3

Марсианские роботы

Прогресс в электронике и компьютерной технике позволил конструкторам создавать более совершенные и компактные космические аппараты. Новое поколение техники требовало апробации на дальних межпланетных трассах. К тому же с помощью этих аппаратов можно было получить совершенно исключительные данные о планетах Солнечной системы, в том числе и о Марсе, которые в любом случае понадобятся, если когда-нибудь зайдет речь о пилотируемой экспедиции.

Крах проекта «Фобос»

Во второй половине ХХ века советских ученых очень занимал марсианский спутник Фобос. Гипотеза Иосифа Шкловского о его искусственном происхождении, проиллюстрированная текстами популярных писателей-фантастов (братья Стругацкие, «Стажеры»; Владимир Михайлов, «Особая необходимость»; Александр Казанцев, «Фаэты»), захватывала и будила воображение.

В 1979 году в Советском Союзе была инициирована программа создания универсальных космических аппаратов для изучения планет Солнечной системы – проект «УМВЛ» («Универсальный [для изучения] Марса, Венеры, Луны»). Разработка «универсала» продвигалась медленно, и в конечном итоге проект вылился в беспилотную миссию, известную под названием «Фобос».

Дело было поставлено с размахом. В кооперацию по разработке исследовательских методик и оборудования станций пригласили не только советские институты, но и научные учреждения Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Чехословакии, ФРГ, Австрии, Финляндии, Франции, Швейцарии и Швеции. На подготовку экспедиции «Фобос» в период с 1980 по 1989 год было затрачено около 500 миллионов рублей.

В состав новой межпланетной станции, разработанной в Научно-исследовательском центре имени Г. Н. Бабакина, входили собственно космический аппарат и автономная двигательная установка. Ученые, занятые в проекте, придумали для «Фобоса» уникальное оборудование, позволяющее исчерпывающе изучить этот спутник Марса.

Предполагалось, что, выйдя на высоту около 50 км над поверхностью Фобоса, аппарат начнет сближение с ним по командам от бортовых систем. Приблизившись на расстояние 50 м, станция дрейфовала бы в течение 15–20 минут. Во время дрейфа впервые в истории «Фобос» должен был исследовать элементный и изотопный состав грунта на поверхности, используя лазерное и ионное зондирование. Благодаря испарению вещества под воздействием этих дистанционных инструментов можно установить химические и физические свойства грунта. Снятие проб планировалось осуществить в ста заранее намеченных точках. Параллельно телевизионная система обеспечивала бы съемку через три светофильтра, что позволяло получить синтезированные цветные снимки, где станут различимы детали поверхности Фобоса с линейными размерами 6 см. Запоминающее устройство, входящее в состав видеоспектрометрического комплекса, было способно сохранять до 1100 полных кадров и затем считывать их для передачи на Землю.