Даг Тернбулл – писатель-фантаст, но его фантастика основана на твердых научных фактах. Основная часть его книг, новелл и рассказов посвящена проблемам, с которыми сталкиваются первые поселенцы в других мирах.
Pathfinder (первопроходец) завис в космосе примерно в полутора километрах от стартовой станции. С выигрышной позиции станции, дающей хороший обзор, корабль казался маленьким сверкающим цилиндром, поскольку детали сложной конструкции из баков и оборудования, размещенные в задней части корабля, с такого расстояния были почти не видны. На самом деле Pathfinder был примерно 70 метров в длину и восемь метров в диаметре. Топливные баки, механизмы и камеры сгорания его двигателей занимали заднюю половину корабля, а цилиндр, в котором размещались жилые отсеки экипажа и батарея из пяти спускаемых аппаратов «Орион-2», составлял переднюю половину. На заднем плане яркой голубизной светилась центральная часть Тихого океана. Внезапно Гавайские острова сзади крабля расплылись, потеряв свои четкие очертания, когда сопла двигателей начали выбрасывать газы, а Pathfinder пришел в движение. Он быстро набрал скорость и пролетел мимо станции. Камеры на ее борту запечатлели это событие, следя за полетом корабля. Через минуту Pathfinder исчез. (Из романа «Pathfinder: Миссия на Марс» (Pathfinder: Mission to Mars)).
Это научная фантастика, повествующая о событиях, которые должны произойти лет через десять. Имеющиеся сегодня возможности позволяют совершать полеты на Марс, на Луну и в открытый космос.
Собирая космические корабли на околоземной орбите, можно уже сейчас совершать дальние полеты, используя существующее оборудование. Для этого понадобится обитаемая станция для экипажа на постоянной околоземной орбите, совпадающей с плоскостью эклиптики солнечной системы, в которой вокруг Солнца вращаются почти все его планеты. К сожалению, Международная космическая станция совершает движение по орбите под углом 25 градусов по отношению к плоскости эклиптики, а это не соответствует требованиям. Поэтому МКС нельзя использовать в качестве места сбора для последующих лунных и межпланетных миссий.
Я в качестве такого места сбора экипажа предлагаю использовать видоизмененную версию модуля «Звезда», который в настоящее время находится в российской части МКС. Для выбора такого варианта есть несколько причин. Во-первых, мы знаем, как он работает: этот модуль используется уже много лет, и почти все недоработки в нем устранены. Во-вторых, он уже приспособлен и оснащен для стыковки с космическим кораблем «Союз». В-третьих, он достаточно вместителен, а вместе с «Союзом» там вполне хватит места для экипажа из двух-трех человек, который будет находиться в модуле во время сборки компонентов корабля под конкретную миссию. В-четвертых, модуль весит около 19 метрических тонн, и существующие пусковые платформы вполне способны справиться с таким весом. И наконец, использование модуля сокращает сроки строительства, поскольку инженерам надо лишь модифицировать имеющиеся устройства вместо изобретения новых.
В настоящее время российское космическое агентство «Роскосмос» - это единственная организация, доставляющая астронавтов на околоземную орбиту. Следовательно, в ближайшее время всесторонне испытанный и проверенный «Союз» будет самым логичным средством доставки на орбиту пилотируемого аппарата для дальних полетов и возвращаемой части собираемого корабля. С другой стороны, есть и другие варианты вывода дальних космических кораблей и отсеков с двигательной установкой на околоземную орбиту. У предприятия United Launch Alliance есть системы Atlas V и Delta, способные доставлять на низкую околоземную орбиту 20 тонн полезной нагрузки. Такими же возможностями обладает «Протон» Роскосмоса.
Сейчас имеется три основных предложения по осуществлению полетов на Марс. Inspiration Mars - это фонд аэрокосмического инженера, предпринимателя и астронавта Денниса Тито (Dennis Tito), предлагающего провести экспедицию с облетом Марса. Такая экспедиция по причинам орбитальной механики должна состояться в 2018 году. Есть также план Марсианского общества Mars Direct, во главе которого стоит Роберт Зубрин (Robert Zubrin). Он предлагает сначала отправить на Марс пустой пассажирский космический корабль, способный в автоматическом режиме производить топливо, чтобы возвращаемая его часть была заправлена и готова к полету домой еще до того, как аппарат с людьми покинет Землю. А еще есть проект Mars One, предложенный Басом Лансдорпом (Bas Lansdorp) из одноименного голландского фонда. Он предусматривает полет на Марс в один конец и основание на его поверхности постоянных поселений, начиная с 2020-х годов.
Любому из этих предложений (а я считаю, что у каждого из них имеются свои достоинства, в связи с чем их нужно осуществить одно за другим) понадобится база в виде космической архитектуры для осуществления полета.
В рамках всех трех предложений предусматривается использование тяжелой ракеты-носителя HLLV, которую планирует создать НАСА, или коммерческой ракеты-носителя Falcon Heavy компании SpaceX. Но ни одна из них пока еще не летала в космос. Коммерческая ракета-носитель будет готова к полетам в 2014 году, а вот сроков отправки HLLV у НАСА пока нет.
В рамках проекта Inspiration Mars планируется использовать ракету-носитель Falcon Heavy, космический корабль с экипажем Dragon компании SpaceX и надувной жилой отсек. Все три компонента находятся в стадии разработки. Кроме того, все это оборудование пока не прошло проверку на пригодность для человека, то есть, НАСА пока не дало разрешение на его использование в качестве безопасного космического корабля для человеческого экипажа. Хотя испытания и аттестацию этот проект еще не прошел, у него есть два преимущества перед остальными предложениями. Это единственный проект с утвержденным по времени графиком, и в нем используется техника и технологии, которые уже почти созданы. Тем не менее, если одна из трех новых систем Inspiration Mars не будет создана вовремя, особенно ракета Falcon Heavy, то весь проект окажется под угрозой. Чтобы полет на Марс состоялся в любом случае, я предлагаю запасной план с использованием уже действующего оборудования.
Собирать космический корабль я предлагаю на околоземной станции, куда прибудет экипаж. Станция будет состоять из модифицированного жилого модуля «Звезда», пристыкованного к нему корабля «Союз» и двигательного отсека (отсеков). «Союз» будет выполнять роль укрытия на случай солнечной вспышки. Он также станет возвращаемым аппаратом. Мне видится экипаж из трех человек, каждый из которых является специалистом по технической эксплуатации корабля. Продолжительность полета достаточно велика, а возможность отказа какого-нибудь оборудования достаточно высока, в связи с чем каждый член экипажа должен хорошо знать механизмы и принципы работы аппарата. В этом экипаже не будет пилотов и чистых ученых, хотя в рамках миссии можно будет провести множество научных экспериментов и исследований.
Чтобы попасть на орбиту, позволяющую кораблю облететь Марс и вернуться на Землю, его орбитальную скорость надо будет увеличить с 8,3 до 11,8 километра в секунду. Опять же, чтобы использовать имеющееся в наличии оборудование, я предлагаю задействовать в этом полете российский разгонный блок «Бриз-М», построив его в несколько ступеней. У него есть некоторые проблемы с надежностью, так что вместо него можно использовать любой имеющийся в наличии ракетный двигатель более высокой надежности, который весит менее 22 тонн.
Для применения такой концепции с запасными вариантами есть несколько причин. Во-первых, используя испытанную и доказавшую свою работоспособность технику, мы увеличиваем шансы на соблюдение сроков проведения полета. Во-вторых, сборка крупных модульных конструкций на низкой околоземной орбите это проверенная методика. Так строили МКС, и многие занимавшиеся этой работой астронавты, инженеры и техники еще живы и работают в НАСА. В-третьих, миссия Inspiration Mars даст отличную возможность для дальнейшего совершенствования технологий сборки и методов подготовки к полету, что будет весьма полезно для последующих миссий. Кроме того, она станет образцом и практической моделью для новых полетов на Марс, а также источником вдохновения для более амбициозных проектов Mars Direct и Mars One.
Даг Тернбулл
Немає коментарів:
Дописати коментар
Примітка: лише член цього блогу може опублікувати коментар.