Как мы будем жить на Марсе? - Стивен Петранек

По гомановской траектории корабль будет двигаться по инерции, не расходуя топливо, пока не достигнет орбиты Марса. Затем с помощью второго импульса работы двигателя корабль разгонится еще раз и перейдет на эту орбиту. Этот маневр немного похож на прыжки Тарзана: тот использует длинную лиану, чтобы перелететь на дальнее дерево, а потом короткую, чтобы оказаться на нужной ветке. Для выполнения всех этих маневров требуется точно вычислить нужное положение Марса и Земли на орбитах.

Хорошее окно для старта к Марсу открывается примерно каждые двадцать пять месяцев, но полет по гомановской траектории хотя и экономичен, но тоже имеет свою цену – каждое такое путешествие занимает около восьми месяцев в одну сторону. Зато примерно каждые пятнадцать лет орбиты Марса и Земли оказываются в таком положении относительно друг друга, что расстояние между планетами значительно уменьшается. Следовательно, можно сократить и продолжительность полета.

Существуют и другие идеи полета на Марс с как можно меньшим количеством топлива на борту. Одна из схем предлагает, потратив сразу много топлива, спрямить маршрут, сделав его более коротким, чем эллиптическая гомановская траектория. Еще не испытанные (и по большей части существующие лишь в теории) реактивные системы, в основе которых – энергия ядерного синтеза или электроэнергия, полученная при помощи ядерного реактора, обещают сократить полет до неполных пятидесяти дней в один конец.

Если бы экспедиция фон Брауна состоялась, астронавтам пришлось бы провести на Марсе приблизительно четыреста дней, ожидая, когда Земля снова окажется в подходящем положении для того, чтобы они могли вернуться домой по гомановской орбите.

Брошюра Das Marsprojekt была написана задолго до того, как ученые обнаружили защищающий Землю радиационный пояс Ван Аллена, состоящий из высокоэнергичных частиц (подобный пояс у Марса отсутствует). В его время не были по-настоящему изучены последствия длительного нахождения в состоянии невесомости, не была рассчитана мощность солнечной радиации (фон Браун сделал расчеты только для космического излучения), не было точного представления о географии Красной планеты и о плотности ее атмосферы. Книга фон Брауна на десять лет опередила первый в мире орбитальный космический аппарат – советский “Спутник”, запущенный в 1957 году. В своем руководстве он признается, что не вычислял вероятность столкновения кораблей с метеорными телами, но вот о невесомости позаботился и набросал схему, согласно которой предполагалось соединить космическую флотилию тросами, а потом раскрутить на манер нескольких игрушек йо-йо, чтобы создать в системе искусственную гравитацию.

В 1965 году космический аппарат NASA “Маринер-4” пролетел рядом с Марсом и передал на землю два разочаровывающих факта: атмосфера на Марсе в десять раз менее плотная, чем предполагали ученые, то есть практически отсутствует, и вероятность, что там существует жизнь, ничтожно мала. Но фон Браун, как и многие земляне 1960-х годов, носился с мыслью об инопланетянах, живущих под поверхностью Марса в подземных садах. Он даже описал подобную цивилизацию в наивно-сентиментальной беллетризованной версии “Марсианского проекта” в 1949 году (эта версия книги была издана только в 2006-м). Для спуска с орбиты на поверхность Марса фон Браун хотел использовать небольшие космопланы (орбитальные самолеты). Как выяснилось гораздо позже, они не смогли бы летать в столь разреженной атмосфере, однако ученый предвидел, что можно ожидать самых неожиданных осложнений, и поэтому предложил несколько запасных стратегий и дублирующих функций. В частности, космопланы были сконструированы таким образом, что могли сбрасывать крылья.

Фон Браун подумал и о том, насколько психологически сложным будет столь долгий полет для астронавтов, запертых в ограниченном пространстве на протяжении нескольких месяцев или даже лет. Решить эту проблему он предлагал с помощью космических челноков, которые могли бы во время путешествия перевозить астронавтов и ресурсы с одного экспедиционного корабля на другой. Согласно расчетам ученого, на все время экспедиции каждому ее участнику должно было хватить 26 500 фунтов кислорода и 17 500 фунтов продовольствия. Каждый пассажирский корабль должен был нести на борту 29 000 фунтов питьевой воды, и у каждого такого корабля была предусмотрена система вторичной переработки технической воды и водяного пара.

В техническом приложении к книге особенно бросается в глаза невероятное количество топлива, необходимого для того, чтобы вырваться из могущественного плена земной гравитации. Флотилия фон Брауна, состоящая из десяти кораблей, должна была весить около 82 млн фунтов, из них 72 млн фунтов приходилось на ракетное топливо. По возвращении на Землю каждый корабль весил бы всего около одного процента от своей первоначальной массы.

“Марсианский проект” был воплощением невероятной дальновидности и бесспорного инженерного гения. К сожалению, и фон Браун, и Роберт Годдард настолько опередили свое время, что им пришлось стерпеть немало насмешек в СМИ, критики и нападок со стороны представителей власти, которые просто-напросто неспособны были их понять. Когда Годдард однажды заявил, что ракета в принципе способна достичь Луны, то это заявление появилось на первой полосе в The New York Times, но в редакционной колонке газетчики высмеяли его. Почти пять десятилетий спустя, через день после того, как “Аполлон-11” отправился на Луну, Times напечатала извинение за эти насмешки.

В начале 1950-х годов, когда фон Браун предложил детальный план путешествия на Марс, его идеи, должно быть, показались абсурдными всем без исключения – даже ученым и инженерам. Отправить тысячу ракет на околоземную орбиту? Построить на орбите десять гигантских межпланетных кораблей? Загрузить их десятками миллионов фунтов топлива, кислорода и продовольствия? Вы это серьезно?

Однако американскую общественность этот план, безусловно, заворожил. В 1954 году еженедельник Collier's опубликовал цикл из восьми статей о Марсе, в том числе и рассказ фон Брауна о том, как достичь Красной планеты.

Множество мечтателей задолго до фон Брауна задумывались о межпланетных путешествиях, но никто еще не предлагал столь конкретных схем и точных цифр. Мечта фон Брауна была подкреплена рассчитанными маршрутами, математическим обоснованием и техническими чертежами. Он даже вычислил возможную дату запуска (1965 год). Фон Браун был трезвым человеком, не склонным к абсурдным решениям, так что единственное различие между мечтами о Марсе и подготовкой полета на Марс заключалось в убежденности, что последний возможен.

Чтобы лучше понять значение “Марсианского проекта”, можно вспомнить вышедшую в 1985 году книгу Карла Сагана “Контакт”. В этом научно-фантастическом романе некая внеземная цивилизация посылает откуда-то из космоса сигнал с детальной технической инструкцией: как построить на Земле космический корабль, способный добраться до их неведомого мира. Для большинства землян в начале 1950-х годов фон Браун был чем-то вроде той самой инопланетной цивилизации: он подарил нам методическое пособие по путешествиям во Вселенной. Разница лишь в том, что Das Marsprojekt вовсе не был фантастикой.

К концу 1960-х годов фон Браун снискал настоящую славу: именно под его руководством была создана ракета-носитель “Сатурн-5”, которая доставляла на Луну астронавтов программы “Аполлон”. Во всеоружии своего положения и репутации он выступал в NASA и с трибуны Конгресса, убеждая ученых и политиков, что теперь Соединенным Штатам следует нацелиться на Красную планету. Его новый марсианский проект предусматривал отправку двух кораблей – одного грузового и одного пилотируемого – с ядерными двигателями. Всем, кто соглашался слушать, он рассказывал, что экспедицию на Марс можно будет запустить уже в 1980-х.