Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Роберт Зубрин

Однако, чтобы в чрезвычайной ситуации найти убежище на поверхности Марса и успешно завершить миссию, туда нужно сначала добраться. По этой причине, выполняя маневр торможения в атмосфере, лучше опуститься в нее слишком глубоко, нежели рисковать вылететь в межпланетное пространство. Так как в миссии «Марс Директ» не требуется выводить корабль на неустойчивую сильно вытянутую эллиптическую орбиту (как принято в традиционных миссиях – поскольку, чтобы покинуть ее, нужно меньше топлива), корабль можно направить на более надежную слегка эллиптическую или круговую орбиту вокруг Марса, с которой почти невозможно сойти. Если корабль войдет в атмосферу слишком глубоко, чтобы оказаться на стабильной орбите, экипаж может просто осуществить посадку хаба. В конце концов, план так или иначе сводится к посадке на поверхность Марса.

То, что рандеву на орбите Марса перед спуском не потребуется, делает миссию гораздо безопаснее, поскольку пропадает необходимость безукоризненно провести маневр торможения в атмосфере, который мог бы закончиться плачевно. Однако в «Марс Директ» мы заменили орбитальное рандеву на «встречу» на поверхности планеты. Как насчет этого? Что ж, давайте разбираться. План «встречи» на поверхности также предусматривает несколько резервных возможностей, призванных обеспечить успех миссии. Прежде всего, ВЗА будет на месте за два года до прибытия экипажа, получая возможность развернуть роботизированные передвижные транспортные средства, чтобы заранее дать исчерпывающую характеристику места встречи, а также поместить ретранслятор в непосредственной близости от наилучшего места посадки. На ВЗА также будет установлен радиомаяк, похожий на систему сигнализации для посадки в аэропорту, что даст экипажу точные данные о положении и скорости при заходе на посадку. Стоит помнить, что оба спускаемых аппарата миссии «Викинг» высадились в пределах 30 километров от предполагаемых мест без активного управления, а пилотируемые лунные спускаемые аппараты миссии «Аполлон» смогли приземлиться в 200 метрах от выбранного места, где находился аппарат «Сервейор». Система наведения с обратной связью и направляющий радиомаяк позволят осуществить посадку в пределах нескольких метров от заданного места. Тем не менее, если посадка будет проведена с ошибкой в десятки и даже сотни километров, «встреча» на поверхность останется благодаря привезенному в жилом модуле роверу, который способен преодолевать расстояния до 1000 километров. Так как экипаж прибыл в полностью оснащенном жилом модуле, а не в маленьком спускаемом аппарате с ограниченным запасом продуктов, астронавты смогут продержаться долго, если высадятся в изолированном месте. На этот случай есть третий и четвертый запасные сценарии. Согласно третьему, если модули окажутся друг от друга на расстоянии, сравнимом с размерами Марса, второй ВЗА, следующий на Марс за пилотируемым хабом (с разницей в несколько месяцев), можно отправить к его посадочной площадке. Четвертый вариант предполагает, что экипаж высадится на Марсе в хабе с достаточным количеством запасов, чтобы прожить на поверхности Марса два года. Если ничего не поможет, астронавты могут просто перетерпеть и дождаться, когда на Земле откроется следующее окно запуска и к ним отправят дополнительное продовольствие и еще один ВЗА.

Поскольку в плане «Марс Директ» для взлета с Марса используется топливо, произведенное на месте, вариант прерывания миссии на этапе спуска в атмосферу Красной планеты не предусмотрен. Если спуск начнется, обратного пути не будет. Тем не менее чрезвычайно сомнительно, что любой посадочный модуль, заправленный для взлета с Марса, действительно сможет успешно подняться на орбиту, отталкиваясь от края плотных слоев атмосферы и трясясь со сверхзвуковыми скоростями. (Такой маневр потребовал бы пролета поднимающегося модуля через сверхзвуковую ударную волну, отходящую от обтекателя, который должен развернуться в атмосфере, чтобы перевести двигатели из режима замедления в режим ускорения!) В обмен на отказ от иллюзорной надежды прервать миссию во время спуска к Марсу (находясь в полностью заправленном взлетном модуле, экипаж традиционной миссии, конечно, предпочел бы иметь такой вариант про запас) экипаж «Марс Директ» получает реальную безопасность. То есть астронавты еще до отлета с Земли знают, что на Марсе их ожидает полностью заправленный ВЗА, который уже благополучно пережил посадку. Кроме того, во время собственного спуска они будут находиться в большом и прочном обитаемом модуле с несколькими герметизированными отсеками и исправно работающей системой жизнеобеспечения, рассчитанной на длительный срок эксплуатации, и на момент посадки в модуле почти не останется ракетного топлива. В противоположность этому, экипаж, спускающийся на Марс в полностью заправленном модуле, предназначенном и для последующего взлета, будет вынужден ютиться в небольшом помещении с системой жизнеобеспечения, рассчитанной на минимальную продолжительность полета, – в модуле, до краев наполненном взрывоопасным ракетным топливом.

Как уже говорилось в предыдущем разделе, миссия «Марс Директ» концентрирует все свои активы на поверхности Марса, а не на орбите, и все системы, необходимые экипажу для 600-дневного пребывания на поверхности, многократно продублированы, а степень надежности увеличивается по мере того, как на Марс прибывают новые обитаемые модули. Когда придет время возвращаться на Землю, у астронавтов на поверхности Марса будут два готовых ВЗА, каждый из которых способен доставить их домой без какой-либо помощи извне, причем оба можно проверить вручную перед вылетом. Это радикальное улучшение по сравнению традиционным планом миссии. Тот предполагает, что экипаж должен подняться с поверхности Марса на единственном доступном для этих целей аппарате, чтобы осуществить критически важную для миссии стыковку с материнским кораблем, который, возможно, прождал на орбите уже полтора года, при этом никто не заботился о продовольствии и запчастях для ремонта. Астронавты миссии «Марс Директ» могут лично проверить свой ВЗА, прежде чем полететь на нем, и у них в базовом лагере есть все необходимые ресурсы для ремонта или корректировки. В случае если оба ВЗА окажутся в плохом состоянии, астронавты могут просто терпеливо ждать несколько месяцев на марсианской базе, пока еще один хаб, загруженный продовольствием, и еще один ВЗА не прибудут согласно расписанию. Да, в таком случае людям придется прожить на Марсе на два года дольше, чем планировалось, но это значительно лучше, чем погибнуть.

Используемая в плане «Марс Директ» система транспортировки, о которой в этой книге рассказывалось до сих пор, может быть создана с использованием уже существующих технологий: «Сатурн-5» или эквивалентная по грузоподъемности ТРН, химические реактивные двигатели и т. д. Но, конечно, если появятся более совершенные технологии, план следует откорректировать, чтобы воспользоваться ими. Хотя сейчас предлагаются многие формы передовых космических транспортных систем – среди ярких примеров можно назвать ядерный и солнечный электрический (ионный) двигатели, солнечные и магнитные паруса, ракеты на энергии термоядерного синтеза и даже антивещества, – лишь немногие из этих систем могут быть разработаны к моменту первого пилотируемого полета на Марс. Это ядерные ракеты (ЯР) и тесно с ними связанные в технологическом плане солнечные тепловые ракеты (СТР), которые могли бы заменить ракеты с химическими реактивными двигателями в качестве космических транспортных средств, и ракеты, выходящие на орбиту благодаря работе одноступенчатого двигателя (РОСД), которые могли бы заменить одноразовые многоступенчатые ТРН для запуска с Земли. То есть нельзя сказать, что ионные ракетные двигатели, магнитные паруса, термоядерные ракетные двигатели и другие передовые системы никогда не появятся. Напротив, вероятно, именно на них будет держаться лет через сто сфера коммерческих межпланетных перевозок. По этой причине мы рассмотрим перечисленные новшества позже в одной из следующих глав этой книги, когда речь пойдет о более футуристических аспектах колонизации Марса. Однако точно так же, как Колумб не уплыл бы очень далеко, если бы дожидался появления пароходов или самолетов «Боинг-747», так и первому поколению исследователей Марса придется рассчитывать на более примитивные технологии по сравнению с теми, что будут доступны путешественникам следующих поколений. Колумб пересек Атлантику на кораблях, предназначенных для средиземноморского и атлантического прибрежного судоходства. Только после того как в Америке выросли европейские форпосты, появились технологии, позволившие перейти от довольно простых судов, использованных Колумбом, к трехмачтовым каравеллам, клиперам, океанским лайнерам и самолетам. Аналогичным образом обустройство поселений на Марсе подстегнет создание более совершенных космических двигательных установок. По этой причине до сих пор мы рассуждали о полетах на Марс, полностью полагаясь на современное первобытное состояние космических технологий. Это консервативный подход. Но есть технологии, которые потенциально могут быть взяты на вооружение в относительно близком будущем, что могло бы значительно повысить эффективность миссии или сократить издержки. Давайте поговорим об этом подробней.