Секреты американской космонавтики
Шрифт:
После старта ракеты ее первая ступень, когда заканчивалось горючее в баках, должна была отделиться и на парашюте опуститься в 304 километрах от острова Джонстон. Специальные суда должны были выловить ее из океана и отбуксировать обратно на космодром. Точно так же должны были поступить и со второй ступенью, приводнение которой ожидалось в 1459 километрах от места старта.
Третья ступень должна была доставить на орбиту 39,5 тонны грузов: 25 тонн конструкций межпланетных кораблей и расходных материалов, а также 14,5 тонны топлива для перекачки в баки. По окончании этой операции ступень должна была совершить автономный управляемый спуск в атмосфере Земли и приводниться в районе острова Джонстон. Там ее также должны были подобрать специальные суда
После восстановления и подготовки к новому полету, все ступени предполагалось соединить и вновь использовать для доставки на орбиту очередной порции грузов.
Смелое решение, не правда ли? И весьма эффективное, если рассматривать его с экономической точки зрения. То есть уже тогда фон Браун шел именно по тому пути, который столь популярен в наше время – сведение к минимуму затрат на освоение космического пространства. Правда, расходы все равно были бы гигантскими. Но тогда полагали, что средства найдутся. И находили, когда это было нужно.
Ну ладно, хватит о деньгах. Тем более что бухгалтерские вопросы фон Браун в своем проекте не рассматривал.
Если же сказать о технической стороне в вопросе создания полностью многоразовых космических носителей, то эта проблема не решена до сего дня. И вряд ли будет решена в ближайшее десятилетие. Разве что вдруг появится специалист, который предложит какое-то неординарное техническое решение. Но надежды на это мало.
Итак, фон Браун предположил, что в его распоряжении есть ракета, которую он может неоднократно использовать для доставки грузов на орбиту.
По его расчетам, для сборки «марсианского флота» и заправки его компонентами топлива требовалось задействовать 46 ракет (комплектов ступеней), которые должны были совершить в общей сложности 950 рейсов по маршруту «Земля – орбита – Земля». Грубо говоря, каждый комплект должен был слетать 2021 раз. На всю операцию по сборке кораблей на орбите отводилось 8 (!) месяцев.
Давайте проведем несложные расчеты. Чтобы реализовать задуманное фон Брауном мероприятие требовалось проводить по четыре пуска в день. По большому счету это нереально. Даже в лучшие годы космической гонки (конец 1970-х – начало 1980-х годов) все страны мира со всех космодромов планеты проводили пуски космических носителей один раз в три дня. Сегодня этот показатель гораздо хуже – один пуск в 7–8 дней. А фон Браун предполагал пускать с одного космодрома четыре ракеты ежедневно.
То же самое можно сказать и о межполетной подготовке ракет (восстановление ступеней после предыдущего полета, их соединение в единую связку, заправку, загрузку и прочие наземные операции). На это отводилось в среднем одиннадцать дней. Для сравнения, сейчас на межполетную подготовку американских кораблей многоразового использования уходит несколько месяцев. И это в том случае, если все идет без проблем. А они возникают постоянно. Поэтому одиннадцать дней кажутся чем-то фантастическим. Темпы в духе военного времени, а не мирного периода. Может быть, в конце 1940-х годов фон Браун еще продолжал мыслить категориями нацистского рейха, а не американской демократии? Возможно. Хотя и маловероятно.
Для полета от Земли к Марсу предполагалось выбрать так называемую хоманновскую траекторию – оптимальный, с точки зрения энергетики полета, маршрут от Земли к другим планетам Солнечной системы и обратно. Это требовало достаточно длительного пребывания на Марсе, но вполне вписывалось в расчеты фон Брауна – время работы на Красной планете, по его мнению, должно было быть сравнимо с масштабами экспедиции.
Но вот сборка кораблей должна была закончиться, экипажи заняли бы свои места в кабинах, и можно было отправляться в глубины Солнечной системы. С околоземной орбиты марсианская флотилия должна была уйти одновременно с помощью собственных двигателей тягой 200 тонн каждый. Им предстояло проработать 66 минут, чтобы сообщить кораблям необходимую для межпланетного перелета скорость. При этом каждый корабль должен был израсходовать по 2814 тонн топлива, что
В качестве топлива, которое использовалось бы в двигателях пилотируемых и беспилотных кораблей, фон Браун предлагал взять смесь азотного оксида и гидразина. Это было чрезвычайно ядовитое горючее, но оно сохраняло свои свойства в течение долгого времени. Что было очень важно при организации многолетней экспедиции.
Вслед за этим начинался долгий 260-суточный перелет к Марсу. Фон Браун предполагал, что члены экспедиции, а это, как должен помнить читатель, 70 человек, по десятку в каждой «скорлупке», не должны были провести весь перелет в полной изоляции по экипажам. Нет. Каждый корабль предполагалось оснастить небольшим аппаратом, мини-челноком, на борту которого путешественники могли бы свободно перемещаться между кораблями. Лихо! «А почему бы не наведаться в гости к Джону и Биллу?» Легко! Конечно же, подобные перелеты были необходимы не только с точки зрения психологической поддержки членов экспедиции. Челноки могли выполнять и спасательные функции, и функции обслуживания внешних поверхностей кораблей, и многое другое. Но моральный климат в оторванном от Земли человеческом сообществе также играет немаловажную роль. Подспудно фон Браун это ощущал и, даже если сознательно не предполагал ничего конкретного, все-таки думал об успехе задуманного.
Да, еще одна деталь. Хотя о влиянии невесомости на организм человека в те годы еще не знали, но заранее предполагали, что будет лучше, если астронавты будут жить и работать в привычной для них среде. Пусть не все время, но хотя бы некоторое.
Одним из возможных вариантов решения проблемы фон Браун предложил соединить отдельные корабли флотилии тросами и закручивать их вокруг общего центра тяжести. При этом создавалась бы искусственная гравитация. Не такая, как на Земле, меньшая по своему значению. Но это было уже кое-что.
Как альтернатива, был предложен вариант «кабин гравитации», в которых члены экипажа проводили бы по несколько часов в день. Эти модули должны были размещаться на некотором удалении от кораблей, но соединяться с ними. Эффект искусственной гравитации предполагалось создавать, раскачивая кабины подобно маятнику.
И вот наступал момент, когда марсианская флотилия должна была достигнуть окрестностей Красной планеты. Вновь включались двигатели кораблей, на этот раз на торможение, и они выходили на круговую, высотой 1000 километров, арео-центрическую орбиту. При этом масса каждого корабля за счет расхода топлива уменьшалась бы еще на 490 тонн. Плюс две тонны на «выброшенные за борт» опорожненные баки. Таким образом, на орбите возле Марса оказывался не тот корабль, который некогда собрали на околоземной орбите, а конструкция, имевшая значительно меньшую массу. Да и конфигурация аппарата за время пути должна была претерпеть существенные изменения.
Далее наступала решающая фаза экспедиции – посадка. Высадка астронавтов на Марсе должна была происходить поэтапно, с проведением предварительной разведки. Для этого предполагалось использовать один из посадочных модулей, представлявших собой оригинальную конструкцию, оснащенную небольшими крыльями для планирующего спуска в атмосфере Красной планеты. После того как модуль с первой группой астронавтов покидал орбиту, он должен был спланировать в район одного из полюсов планеты и по горизонтальной схеме приземлиться на лыжи. То есть проделать ту же операцию, которую совершают полярные летчики нашей планеты. Одна из полярных шапок Марса в качестве места посадки выбиралась из тех соображений, что, согласно представлениям того времени, лишь она имела достаточно ровные и прочные площадки, чтобы принять корабль землян. Выбор конкретной площадки производился пилотами непосредственно перед касанием снежного покрова. Как вы помните, беспилотные предварительные миссии не предполагались, поэтому участникам экспедиции пришлось бы ориентироваться по ходу дела.