Проект «Аэлита».


Проект "Аэлита".Незадолго до высадки американцев на Луну в Советском Союзе вновь решили обратиться к вопросу пилотируемого полёта на Марс. Тогда уже никто не сомневался, что программа “Apollo” достигнет намеченной цели и доставит людей к спутнику Земли, поэтому перед советскими конструкторами была поставлена задача “догнать и перегнать”.

Исторические факты говорят о том, что инициатором “марсианского проекта” был академик Мстислав Келдыш, который 27 января 1969 года, на совете главных конструкторов, сделал следующее заявление

(отрывок из книги Б.Чертока “Ракеты и люди. Лунная гонка”)

“…Меня беспокоит, что у нас нет <…> ясной цели. Сегодня есть две задачи: высадка на Луну и полёт к Марсу. Кроме этих двух задач ради науки и приоритета, никто ничего не называет. Первую задачу в этом или следующем году американцы решат. Это ясно. Что дальше? Я за Марс. Нельзя делать такую сложную машину, как Н1, ради самой машины и потом подыскивать для неё цель. 1973 год – хороший год для беспилотного полёта тяжелого корабля к Марсу. Мы верим в носитель Н1. Я не уверен в 95 тоннах, но 90 будем иметь с гарантией. Последние полёты “Союзов” доказали, что стыковка у нас в руках. Мы можем в 1975 году осуществить запуск пилотируемого спутника Марса двумя носителями Н1” со стыковкой на орбите. Если бы мы первыми узнали, есть ли жизнь на Марсе, это было бы величайшей научной сенсацией. С научной точки зрения Марс важнее Луны.”

Таким образом, М.Келдыш предлагал провести полёт к Марсу как минимум в два этапа – сначала беспилотный (разведывательный) полёт, и только потом пилотируемый. Использование в качестве основной ракеты-носителя Н-1 или Н-1М представляется вполне логичным, так как ничего другого, с аналогичной грузоподъёмностью, просто не было. Проект получил неофициальное название “Аэлита”, а сам межпланетный корабль обозначался как МЭК – Марсианский Экспедиционный Комплекс. Проектирование МЭК поручили группе констрикторов под руководством К.Феоктистова, который уже имел определённый опыт.

Корабль состоял из двух беспилотных блоков массой по 75 тонн, которые выводились на орбиту ракетами Н-1М. Первый блок, в свою очередь, состоял из двух секций – МОК (Марсианский Орбитальный Комплекс) и МПК (Марсианский Посадочный Комплекс). Второй блок представлял собой комплекс электроракетной двигательной установки (ЭРД) с ядерным источником энергии.

Блок силовой установки включал два “запараллеленных” реактора большой мощности, расположенных в крайней точке комплекса и экранированных от других систем теневой защитой и коническим баком с рабочим телом ЭРД (расплавленный литий). Между теневой защитой и баком по кольцуэлектроплазменные движители (собственно ЭРД), выхлопные струи которых, бьющие под небольшим углом к образующей конуса бака, также служили своеобразным радиационным экраном от излучения реакторов. Далее следует телескопический раздвижной двухсекционный радиатор-излучатель энергоустановки, в передней части которого имеется агрегат для стыковки с другим блоком, включающим МОК и МПК.

За время долгого пребывания в космосе экипаж мог плохо переносить перегрузки, в связи с чем разработчики предусмотрели выбор из нескольких форм спускаемых аппаратов с повышенным аэродинамическим качеством. Наиболее оптимальными казались следующие варианты: спускаемый аппарат стандартного типа от корабля “Союз” (диаметром 4,35 м и высотой 3,15 м), спускаемый аппарат чечевицеобразной формы диаметром 6 метров или спускаемый аппарат в форме клиновидного тела.

Комплекс МОК имел вертикальное построение и включал семь отсеков: приборно-агрегатный, рабочий, лабораторный, биотехнический, жилой, салон и отсек двигателей ориентации.

В свою очередь, МПК оснащался посадочной ступенью с жидкостно-реактивных двигателем, цилиндрическим жилым отсеком, соединенным с кабиной космонавтов посредством люка-лаза, а также двухступенчатой взлетной частью со сферической кабиной. Комплекс имел раскрываемый аэродинамический экран, снаружи которого крепился сбрасываемый навесной отсек для стыковки на орбите искусственного спутника Земли и торможения и схода МПК с орбиты Марса.

Прорабатывалось два основных варианта по проекту “Аэлита”, но для реализации был выбран более поздний. Полная длина МЭК составляла 175 метров, максимальный диаметр – 4,1 метра, полная масса – 150 тонн.

Тем временем, 28 мая 1969 года, новый глава ОКБ-1 В.Мишин, подписал аванпроект ракетно-космической системы Н-1М, в котором рассматривались пути модификации базового носителя для существенного расширения его возможностей. Марсианский корабль в эти новые возможности вписывался очень хорошо.

По плану, после стыковки блоков МЭК\МПК и ЯЭРДУ, корабль выводился из зоны воздействия радиационных поясов Земли. Затем на комплекс, при помощи кораблей 7К-Л1 (“Зонд”), доставлялся экипаж. Детальную проработку транспортных кораблей предполагалось выполнить позже. Разгон комплекса осуществлялся по постепенно раскручивающейся спирали. Продолжительность полёта к Марсу и обратно составляла 630 суток.

Предполагалось, что после окончания активного участка разгона Земля – Марс ядерная силовая установка выключаются, энергетическая установка переходит в режим “холостого хода” и комплекс в течение 150 суток совершает пассивный полет. Затем начинается второй активный участок полета к Марсу — торможение перед входом в сферу действия Красной планеты (61 суток), полет по скручивающейся спирали для выхода на орбиту ИСМ (24 суток), в результате чего МЭК оказывается на околомарсианской орбите.

Во время 30-суточного пребывания на орбите ИСМ от комплекса отделяется МПК, который совершит мягкую посадку на поверхность Марса и будет находиться там 5 суток. Выполнив исследования, с Марса стартует взлетная часть МПК, которая выходит за орбиту искусственного спутника Марса, осуществляет взаимный поиск, сближение и стыковку с МОК. Космонавты переходят в жилые отсеки орбитального комплекса, а ненужный уже посадочный корабль сбрасывается.

После этого наступает третья часть полёта – возращение на Землю. Двигатели МОК включаются на режим разгона, который продолжается 17 суток в сфере действия Марса и еще 66 суток – 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 – по сути, это делалось для коррекции коррекция траектории с целью уменьшения длительности полета путем увеличения скорости.

Далее снова идет пассивный участок, а за трое суток до полета к Земле ЯЭРДУ включается вновь, уменьшая скорость комплекса. На конечном участке, при входе в сферу действия Земли от МЭК отделяется спускаемый аппарат и производит мягкую посадку.

Пока проводилась детальная проработка марсианского межпланетного комплекса ситуация с дальними космическими полётами изменилась. К началу 1970-х гг. американцы уже успели доказать, что “Лунная гонка” ими выиграна практически полностью. Советский Союз смог противопоставить этому полёты автоматических станций серии “Луна”, одна из которых (“Луна-17”) 17 ноября 1970 года доставила на спутник Земли самоходный аппарат “Луноход-1”, который работал вплоть до полного износа батарей 30 сентября 1971 года.

Тем не менее, американская программа “Apollo” закончилась столь же быстро, как и началась. После арабо-израильских войн, вызвавших мировой топливный кризис 1972-1973 гг., лунные и марсианские программы отошли на второй план, а затем и вовсе были остановлены.

В Советском Союзе программа МЭК за прошедшие годы постепенно утратила прежний приоритет. Высказывалось даже мнение, что более оптимальной будет реализация проекта ТМК-Э. Впрочем, окончательно её “добил” марсианскую программу от развития ракеты-носителя Н-1М.

По материалам:
“Вестник воздушного флота”, N 7-8 за 1996 год, “Пилотируемый полет на Марс… четверть века назад”, Игорь Афанасьев
“Космическое противостояние. Битва за звезды-2″, Антон Первушин