Марсианин: как выжить на Красной планете
Шрифт:
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
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.
На апрель-май 1989 года ученые запланировали цикл исследований Фобоса с помощью посадочных зондов: долгоживущей автономной станции и передвижного зонда. После отделения от космического аппарата автономная станция загарпунивалась на поверхности Фобоса. В течение трех месяцев она должна была провести разнообразные научные эксперименты.
В конце мая 1989 года с «Фобоса-2» должен был десантироваться еще и маленький передвижной зонд. Он мог перемещаться по поверхности марсианского спутника, пользуясь его незначительной гравитацией. Столкнувшись с поверхностью, зонд отскакивал, погашая амортизацией корпуса часть энергии удара. После нескольких таких отскоков и остановки зонд отделял ориентирующее устройство и переводился с помощью специальных «усов» в рабочее положение. Изучив в месте первой остановки грунт спутника, зонд, оттолкнувшись пружинным механизмом от поверхности, совершал баллистический перелет на расстояние четырех десятков метров, вновь успокаивался и продолжал исследование грунта – всего он мог совершить десять таких прыжков.
Проект был столь хорошо продуман, что никто не сомневался в успехе. 7 и 12 июля 1988 года, стартовав с космодрома Байконур, четырехступенчатые ракеты-носители «Протон-К» вывели на траекторию полета к Марсу две автоматические станции: «Фобос-1» («1Ф», «изделие» № 101) и «Фобос-2» («1Ф», «изделие» № 102). Поначалу все шло хорошо, но вскоре начались проблемы.
2 сентября 1988 года из-за ошибки, допущенной оператором при составлении программы работы бортовой аппаратуры, произошло отключение рабочего комплекта исполнительных органов системы ориентации, что привело к неуправляемому полету «Фобоса-1». В результате бортовые батареи разрядились, а космический аппарат потерял способность принимать радиокоманды.