НК №04/2004г.
Информационный период номера 1 – 29 февраля 2004 г.
 


Пилотируемые полеты

Космонавты. Астронавты. Экипажи

Запуски космических аппаратов

Космодромы

Межпланетные станции

Средства выведения

Искусственные спутники Земли

Совещания. Конференции. Выставки

Предприятия. Организации

Космическая наука

Астрономия

Страницы истории

Короткие новости
 
Первые советские 
Марс-проекты

Бурное развитие космонавтики в конце 50-х – начале 60-х гг. XX столетия, когда на глазах «сказка становилась былью», естественно, в кратчайшие сроки привело к появлению проектов пилотируемых межпланетных экспедиций. Знаменитый девиз Ф.А.Цандера «Вперед, на Марс!» в своей технической части обретал «плоть и кровь» на кульманах конструкторов ведущих аэрокосмических фирм СССР и США. В частности, НИИ-88 (ЦНИИмаш) в тесной кооперации с ОКБ-1 (ЦКБЭМ, РКК «Энергия» им. С.П.Королева) разрабатывал проекты, о которых рассказано ниже. О других проектах, подчас невероятно оригинальных и смелых, как мы надеемся, речь еще впереди.

М.Евтифьев
специально для «Новостей космонавтики»

1959 год: в ОКБ-1 С.П.Королева в отделе №9 М.К.Тихонравова (сектор Г.Ю.Максимова) группа энтузиастов начала технические прорисовки аппарата для полета человека к Луне, Марсу и Венере. Постепенно эта работа обрела форму настоящего проекта тяжелого межпланетного корабля (ТМК), предназначенного для пилотируемых дальних полетов, в т.ч. облета Марса.

Конструктивно ТМК делился на жилой отсек, рабочий отсек со шлюзом, позволяющим осуществить выход космонавта в открытый космос в случае необходимости, на биоотсек, агрегатный отсек, спускаемый аппарат и корректирующую двигательную установку (КДУ). Несколько позже появился еще один, довольно оригинальный, проект ТМК, включающего два последовательно соединенных блока: приборно-агрегатный отсек с аппаратурой и солнечными батареями, в верхней части которого находился СА, и блок с жилым, рабочим и биоотсеками, имеющий солнечные концентраторы. Между блоками размещалась КДУ и имелось шарнирное сочленение, по которому ТМК «ломался» при проведении коррекций. При этом блоки складывались, освобождая сопло двигателя КДУ. Разработчики ТМК таким образом пытались предусмотреть возможность создания в случае необходимости на корабле искусственной гравитации путем закрутки ТМК вокруг центра масс, в котором и находилась КДУ.

Проект ТМК впоследствии стал основой для выбора характеристик перспективной ракеты-носителя Н-1, работы по которой начались в марте 1960 г. с поступления первого рабочего предложения по новому носителю. Эскизным проектом предусматривалось создание трехступенчатой РН «тандемной» схемы со стартовой массой около 2200 т, выводящей на орбиту ИСЗ груз массой до 75 т. Первое постановление о разработке Н-1 было выпущено 24 сентября 1962 г. Доказывая перед многочисленными и авторитетными экспертными комиссиями необходимость создания Н-1, С.П.Королев прежде всего указывал, что со вводом в строй новой РН перед советской космонавтикой откроются очень широкие горизонты. Одной из актуальных задач носителя С.П.Королев называл запуски тяжелых автоматических станций и пилотируемых кораблей к планетам Солнечной системы.

В 1960 г. отдел М.К.Тихонравова (сектор К.П.Феоктистова) разработал проект экспедиции на Марс на корабле с электроракетными двигателями и ядерным реактором как источником энергии. Межпланетный корабль предлагалось собрать на околоземной орбите из блоков, доставляемых ракетой Н-1, а затем стартовать в сторону Марса с экипажем из шести человек.

Этот вариант ТМК состоял из ядерного реактора, блока электрореактивных двигателей, длинного конического бака с рабочим телом для ДУ, огромного радиатора-испарителя, имеющего форму длинного узкого цилиндра и являющегося неотъемлемой частью ядерно-энергетической установки (ЯЭУ), теплового экрана, защищающего обитаемые блоки корабля от рентгеновского и теплового излучения ЯЭУ, радиационного убежища с биозащитой, а также рабочего и жилого отсеков и СА. Большие по сравнению с проектом группы Г.Ю.Максимова запасы по массе позволяли разместить на этом корабле дополнительное количество приборов и систем. Имея ту же аббревиатуру, этот проект расшифровывался иногда как «Тяжелый марсианский комплекс».

В 1962 г. вышло постановление правительства, в соответствии с которым во всех головных ракетных фирмах (С.П.Королева, М.К.Янгеля, В.Н.Челомея) были начаты работы по проектам ракет-носителей, обеспечивающих пилотируемые полеты на Луну, Марс и облет Венеры.

Координация работ в технической части была возложена на головной по ракетно-космической технике НИИ-88. Здесь исследования межпланетных полетов начались в начале 60-х годов. В 1963 г. в НИИ-88 был сделан анализ возможностей носителей Н-1, Р-56, УР-500 и комплекса «Союз» для решения основных задач по освоению космоса. Получалось, что если подтвердятся закладываемые в Н-1 характеристики по грузоподъемности, то носитель будет наиболее предпочтителен для решения задач межпланетных пилотируемых полетов. Таким образом, ориентир был сделан на Н-1.

В начале 1966 г. в отделе №12 Л.Г.Головина НИИ-88 в секторе А.Ф.Евича (группа Ю.С.Пронина) были развернуты исследования по межпланетным пилотируемым экспедициям на Марс.

Один из вариантов корабля для полета на Марс: 1 – телескопический радиатор ядерной энергодвигательной установки; 2 – радиационный экран; 3 – научные зонды для посадки на Венеру; 4 – спускаемый аппарат для посадки на Землю; 5 – шлюзовая камера для выноса научных приборов; 6 – оптический телескоп; 7 – отсек научной аппаратуры; 8, 13 – остронаправленные антенны связи; 9 – взлетная ракета марсианского посадочного корабля (МПК); 10 – аэродинамический экран МПК; 11 – тормозная двигательная установка МПК; 12 – двигатели ориентации; 14 – научный зонд для спуска на Венеру; 15 – жилой блок корабля.

Работы в этом направлении были начаты с определения концепции планетного исследовательского комплекса (ПИК), который должен был отделиться от межпланетного корабля (МК) и совершить посадку на поверхность Марса. При этом надо было определить основные проектные характеристики баллистического спускаемого аппарата (СА), общую баллистику экспедиции в целом и провести сравнительный анализ разработок с зарубежными Марс-проектами.

В результате были выявлены две концепции ПИК. В первой предпочтение было отдано стационарной лаборатории (СЛАБ), при этом изучение планеты должно было вестись радиальными выездами подвижных лабораторий (ПОЛАБ), радиус действия которых определял величину исследуемого района. По второй – предполагали основную роль отдать подвижным средствам. ПИК представлял собой мобильный поезд повышенной проходимости, который вез на прицепе ракету возвращения (РВ). Здесь отсутствовало дублирование жилого блока, не было аварийных транспортных средств и дробления экипажа. Но при этом требовалась значительная энергетика на движение.

В 1966 г. появилось еще одно – «директивное» – направление работ. Перед исследователями была поставлена задача в первую очередь изучить проект ТМК ЦКБЭМ и разработать свой аванпроект МК с экипажем из шести человек, но уже для облета и Марса, и Венеры. Проект получил шифр «Мавр» («Марс, Венера разом»).

По плану «Мавр» должен был стартовать в 1975 г. и лететь по траектории в течение 480–600 суток с использованием гравитационного маневра в поле Венеры. На поверхность планет при их пролете должны были сбрасываться автоматические исследовательские зонды. В состав корабля был введен отделяемый автономный отсек для научных исследований – астрономический телескоп с кабиной для наблюдателя (астроблок). В общую схему марсианской экспедиции, которую продолжали параллельно разрабатывать в ЦНИИмаш, МК «Мавр» укладывался как универсальный жилой блок (УЖБ), в котором экипаж должен был провести все время полета туда и обратно. Началась работа по определению состава, масс и энергопотребления всех систем межпланетного корабля, а также потребных объемов для размещения экипажа.

В конечном итоге УЖБ был определен в составе шести индивидуальных кают, салона, витаминной оранжереи, столовой, санузла, научной лаборатории, мастерской, радиационного убежища, приборного отсека, шлюза для выхода в космос и отделяемого астроблока.

После консультаций с Институтом медико-биологических проблем (ИМБП) было решено отказаться от идеи постоянной искусственной тяжести, ограничившись введением на борту комплекса тренажеров для снятия отрицательного воздействия невесомости. В комплекс была включена центрифуга для поддержания кровеносно-сосудистой системы членов экипажа на должном уровне, необходимом для перенесения перегрузок в спускаемом аппарате при возвращении на Землю и для спуска на Марс (если рассматривать УЖБ как составную часть экспедиции посещения Марса). Отсек с остановленной центрифугой служил спортзалом.

Для отработки элементов и блоков замкнутой СОЖ на Земле, а также выяснения психологических вопросов длительного пребывания экипажа в замкнутом объеме корабля при уменьшенном потоке информации извне, был построен аналог жилого отсека ТМК – наземный экспериментальный комплекс (НЭК), в котором испытатели Г.Мановцев, О.Улыбышев и А.Божко провели год. Этот эксперимент начался 5 ноября 1967 г. Аналогичные эксплуатационные испытания замкнутой СОЖ продолжительностью 90 сут с экипажем из четырех человек были проведены в США значительно позже, в июле–сентябре 1970 г.

УЖБ получался в виде цилиндра с диаметром 6 м с поперечным делением на 5–6 этажей (агрегатно-приборный отсек, спортзал, бытовой отсек, лаборатория, оранжерея), которые соединялись центральным проходом диаметром 2 м. Сверху наращивался шлюз для выхода в космос. Все вместе напоминало бутылку, в вогнутое «донышко» которой вставлялся своей верхней более выпуклой поверхностью возвращаемый аппарат (ВА) на шесть человек для посадки на Землю, похожий на слегка приплюснутый СА корабля «Союз».

Постепенно «горлышко бутылки» стало удлиняться. К шлюзовому отсеку пристроили оранжерею с посевной площадью 14 м2 и с трехэтажным размещением кольцеобразных грядок. Ориентируемый на Солнце параболический концентратор площадью 30 м2 через центрально расположенный иллюминатор заводил свет, который рассеивался по грядкам с помощью зеркала Френеля. Сплошное зеркало концентратора из алюминиевого сплава должно было служить и как отражатель радиотелескопа для научных наблюдений планет и космического пространства, и как антенна дальнего радиокомплекса связи с Землей (длина волны – 1040 см). Сеансы связи длительностью 1.7–3.3 час планировалось проводить через каждые 410 дней без ущерба для оранжереи.

Когда был решен вопрос с зондами, УЖБ удлинился еще на один отсек – для крепления и обслуживания зондов. Отсек имел четыре крестообразно расположенных стыковочно-крепежных узла, через которые к нему подсоединялись два сферических венерианских зонда (посадочный и орбитальный); один марсианский с тепловым экраном диаметром 6 м, включающий орбитальный и посадочный модули, и отделяемый астроблок длиной около 7 м (крепился к УЖБ перпендикулярно). В донной части УЖБ размещалась комбинированная двигательная установка (КДУ), состоящая из четырех узлов по два ЖРД (рассматривался вариант с использованием ядерных ракетных двигателей) в каждом, расположенных по максимальному диаметру крестообразно. Топливо КДУ находилось в удлиненных баках, которые размещались на внешней поверхности УЖБ и выполняли роль дополнительной радиационной защиты. В полете по межпланетной траектории на МК «Мавр» должны были разворачиваться шесть лепестков солнечных батарей рулонного типа.

Научно-технический отчет по теме «Мавр» – «Проектные исследования по пилотируемым межпланетным комплексам для осуществления экспедиции с облетом Марса и Венеры» был утвержден 12 июля 1968 г. директором ЦНИИмаш Ю.А.Мозжориным.

30 июля 1969 г. появился приказ министра общего машиностроения №232 о разработке ракетно-космического комплекса (РКК), обеспечивающего экспедицию на планету Марс. Шифр проекта «Аэлита».

В программном документе того времени «Основные направления космонавтики в 1971–1985 гг.» говорилось: «Обеспечить в 80-х гг. Марс-экспедицию мощного средства научно-технического прогресса в ракетно-космической технике в целом и наращивания военно-промышленного потенциала. Научные задачи, решаемые в рамках межпланетных экспедиций, позволяют получить большой объем информации (1018…1020 бит), необходимой для лучшего понимания строения солнечной системы, ее эволюции, возможности существования жизни в любых ее проявлениях на других планетах».

Экспедиция на Марс была запланирована на 1985 г. По проекту «Аэлита» в отделении №1 ЦНИИмаш головным был отдел №11 А.Ф.Евича, а ведущим – сектор Ю.С.Пронина. Теперь ориентировались на заявленный в ЦКБЭМ проект носителя Н-1М. Основной задачей было нахождение таких проектных решений, которые при минимальной массе обеспечивали бы максимум отдачи.

Универсальный жилой блок «Мавр» марсианского корабля.

Сначала взялись за самый тяжелый по массе и сложный по исполнению вариант ПИКа, который обеспечивал получение наибольшего количества научной информации о поверхности планеты. Это был трехзвенный шестиколесный поезд высокой проходимости с экипажем из трех человек (пилот-планетолог, врач-биолог, инженер-механик и по совместительству также пилот), который рассчитывался на 30 суток автономного движения по марсианской поверхности со средней скоростью около 12 км/ч. Головное звено представляло собой лабораторию – жилой блок с кабиной управления движением, санузлом, каютами членов экипажа, шлюзом для выхода на поверхность и рабочей лабораторией с комплектом необходимого научного оборудования. Второе звено поезда – РВ на околомарсианскую орбиту с приспособлением для установки ее в вертикальное положение перед стартом. Третье звено – энергоблок с ядерным реактором типа «Ромашка» мощностью в 100 кВт, теневой радиационной защитой и излучателем.

Проходимость поезда обеспечивалась многоосным колесным шасси со всеми ведущими колесами, попарно расположенными на звеньях, расчлененностью корпуса, большим (3–4 м) диаметром и эластичностью колес, малым удельным давлением на грунт (0.3–0.84 кг/см2). Централизованное производство электроэнергии и привод на каждое мотор-колесо (колесо с мотором и редуктором в ступице) обеспечивали плавное изменение тяги, рекуперативное торможение, надежное управление и осуществление бортового поворота за счет разности скоростей вращения парных колес.

Предполагалось, что такой поезд сможет за месяц пребывания на Марсе преодолеть заранее намеченный маршрут длиной в 1500 км и получить планируемый объем научной информации.

Характеристики РВ определялись ее полезным грузом в виде капсулы с экипажем, а также контейнером с образцами и материальными носителями полученной научной информации (кинопленки, магнитной ленты и пр.). После оптимизации масса капсулы РВ была доведена до 2.2 т. Наиболее приемлемой по комплексу характеристик оказалась РВ на топливе «пентаборан и перекись водорода». Это было перспективное топливо, которое еще не было освоено в производстве.

Спускаемый аппарат – типа «несущий корпус» с дозвуковым планированием, предпосадочным маневром «горка» и парашютно-реактивной посадкой на хвостовую часть. Относительная масса средств спуска и посадки в этом случае была больше, чем в варианте с СА типа «затупленный конус», но обеспечивала более «щадящий» режим спуска.

Спроектированный вариант ПИКа с поездом получился весьма тяжелым из-за радиационной защиты ядерного реактора. Возникла идея использовать марсианский грунт в качестве радиационной защиты ядерного реактора в звене энергоблока и тем самым снизить массу поезда. Был разработан вариант, где энергоблок был выполнен в виде полого контейнера со шнековым устройством, которое на марсианской поверхности обеспечивало его автоматическое заполнение грунтом. Масса ПИКа при этом составила 122 т, здесь около 45–50 т приходилось на сам поезд. Были рассмотрены и варианты ПИК меньшей массы.

В частности, был разработан проект на т.н. «бинарный» вариант. В нем ПИК десантировался на Марс по частям, сначала спускался автоматический СА (50 т), а затем на маяк первого – пилотируемый (46 т) с экипажем из трех человек. ПИК был рассчитан на 30 суток.

Затем был разработан проект ПИКа общей массой 80 т на 30 суток и три человека экипажа по схеме, где основную роль должен был играть СЛАБ и колесный «джип» (электромобиль высокой проходимости без кабины) для исследования поверхности с радиусом действия до 20 км. При этом масса РВ составляла 18 т.

Далее разработали проект ПИКа с массой 45 т, который был рассчитан на 7 суток с экипажем из трех человек, включал «джип» с радиусом действия до 5 км и РВ массой 17 т. Этот ПИК должен был спускаться на марсианскую поверхность с помощью частично складного теплового экрана диаметром в 18 м в форме кососрезанного тупого конуса с очень скругленной вершиной. И наконец, был разработан проект самого легкого ПИКа массой 23 т, который был рассчитан на двух человек с автономным пребыванием на планете длительностью 4 суток, включал РВ массой 12 т и имел лобовой экран диаметром 12 м. Это был т.н. «приоритетный» ПИК, его «основной» задачей было водрузить флаг на поверхности Марса.

Отчет по теме «Аэлита» вышел в двух толстых томах. Далее должен был состояться объявленный конкурс на лучший эскизный проект.

23 ноября 1972 г. произошла четвертая (последняя) авария Н-1. Эта тема была закрыта – и, естественно, все надежды на развитие лунной пилотируемой программы Н-1–Л-3, а тем более проектов «Мавр» и «Аэлита», были похоронены.

Утраты и потрясения, которые переживает вместе со страной отечественная космонавтика, заставляют по-особому взглянуть на начальный период «эры блистательных побед» в космосе. Сделать это надо для того, чтобы реально оценить основу наших триумфов и уберечь от разрушения то, что с таким трудом было создано.

 

 

виды штучного паркета . деревянные лестницы для дома для коттеджа.