кос

М О Н А В Т

И К А

Высадка на Красной планете. Сколько уже проектов было обнародовано! Про амбиции американцев знают все, про отечественные разработки 60-х — 70-х гг. — многие, но мало кому известно, что современный международный проект марсианской экспедиции начат. И головной его разработчик — российское предприятие, Исследовательский центр имени М.В. Келдыша.

Кроме специалистов центра, в работе над марсианской пилотируемой миссией участвуют РКК «Энергия», КБ имени С А Лавочкина, Центр имени Г.Н. Бабакина, НПО «Красная звезда», ЦНИИмаш, институты медико-биологических проблем и космических исследований РАН, две исследовательских организации НАСА (центр Джонсона и центр Глена), фирма «Боинг», Европейское космическое агентство и несколько европейских компаний Создан специальный международный комитет управления, в который вошли восемь представителей от НАСА, пять — от европейцев и восемь — от российских организаций.

Работа, без особой шумихи и рекламы, идет уже два года, а недавно специалисты головной организации защитили эскизный проект перед международной группой экспертов и приступили к очередному этапу разработки. Пока, правда, не совсем ясно, как удастся набрать на весь проект в целом 20 млрд долл. (цифра названа центром Келдыша). Инициатором международной разработки выступил Международный научно-технический центр, созданный... Министерствами иностранных дел США, России и Еврокомиссией. Кроме того, деньги выделило Европейское ядерное общество, и — очень немного — нашлось в Федеральной космической программе Российской Федерации. Но работа рассчитана на много лет и, будем надеяться, деньги смогут найти. Ведь полет человека на Марс — задача значительно более грандиозная, чем, например, строительство МКС

Итак, по плану специалистов центра Келдыша, сперва к Марсу отправится беспилотный грузовик с электроракетными (ионными) двигателями, рабочим телом в которых будет аргон. Питать их электричеством будут необычные солнечные батареи, представляющие собой тонкую ме

таллическую фольгу, покрытую аморфным кремнием. КПД новых батарей втрое меньше, чем обычных, на кристаллическом кремнии. Однако в данном случае гораздо важнее их низкий вес и умеренная, по сравнению с традиционными, стоимость. Пленка разворачивается на ферменном каркасе, форма которого окончательно еще не определена: центр Келдыша предлагает отработанную на «Мире» и МКС мачту, а РКК «Энергия» уже несколько лет продвигает ромбовидную конструкцию, монтаж которой показан на рисунках (с. 32 — 33).

Ионные движки, задуманные для марсианского проекта, относятся к той разновидности электроракетных двигателей (ЭРД), в которой рабочее тело разгоняется электростатическим полем в зазоре между двумя решетками. Специалисты полагают, что ионники в длительном полете более выгодны и надежны, чем достаточно широко применяемые сейчас в системах ориентации так называемые двигатели Холла, в которых ионы ксенона разгоняет магнитное поле в кольцевом зазоре специального электромагнита.

Удельный импульс ионных ЭРД — 7000 с. Напомним, удельный импульс ракетного двигателя — это тяга, например, в граммах, приходящаяся на единицу расхода рабочего тела (соответственно — г/с). Чем удельный импульс больше, тем меньше нужно топлива для достижения нужной скорости. Типичные величины удельных импульсов современных термохимических жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) — 330 — 380 с. У лучших — немногим более 420 с.

Высокая экономичность ионных ЭРД позволит обойтись сравнительно малым запасом аргона. Правда, и полет продлится долго: только вокруг Земли, набирая вторую космическую скорость, грузовик будет кружить по расходящейся спирали месяц. Но поскольку на борту не будет людей, время полета не столь важно

Грузовик понесет к Марсу запасы воды, кислорода, топлива и два одинаковых посадочных модуля. После прибытия к Красной планете грузовик выйдет на околомарсианскую орбиту.

Пилотируемый корабль — гораздо больше грузовика (600 т против 130 т). По виду он отдаленно будет напоминать МКС — 20 состыкованных на око

лоземной орбите модулей (по 30 т каждый), гигантские фермы с солнечными батареями, общие размеры которых составят примерно 200 х 400 м Вблизи Земли они будут выдавать 6 МВт электричества, а на орбите Марса — вдвое меньше. Эта огромная энергия понадобится, чтобы питать 120 ионных двигателей (того же типа, что и на грузовике) по 50 кВт каждый (у Марса половину ионников отведут в резерв), а их суммарная тяга будет всего... 10 кг!

Одна из главных проблем длительного полета (всего экспедиция займет 14 — 15 месяцев) — космические лучи, идущие из центра Галактики (галактическое космическое излучение, ГКИ). За орбитой Луны, где уже не ощущается защитная роль магнитного поля Земли, дозы радиации возрастают, по сравнению с околоземной орбитой, примерно вдесятеро. ГКИ содержит протоны и даже ядра металлов высокой энергии, прошивающие насквозь любое препятствие.

Чтобы снизить до минимума поражение людей, инженеры пошли сразу на несколько мер. Лететь нужно будет в годы активного Солнца. Казалось бы, парадокс — в такие годы возрастает поток радиации от нашего светила, часты вспышки на Солнце, от которых космонавтам еще надо будет укрываться в радиационном убежище, предусмотренном на корабле (благо о таких вспышках Земля сможет предупредить своих посланцев заранее). Но в годы активного Солнца крепнет и его магнитосфера, защищающая Солнечную систему от куда более опасной галактической радиации Так что суммарные дозы радиации будут вдвое ниже, чем если бы полет проходил при спокойном Солнце.

Кроме того, нужно, чтобы перелет был, по возможности быстрым. Как это обеспечить? Химическими ЖРД? Тысячи тонн топлива нужно поднять на орбиту, чтобы слетать к Марсу и вернуться назад Атомными движками, с непосредственным преобразованием энергии ядра в тягу нагретого водорода? Лишняя радиация. Защита от нее потребует неприемлемого роста массы корабля.

Однако, в отличие от марсианского грузовика, и вариант только с электроракетными двигателями и солнечными батареями в пилотируемом корабле не пройдет. Слишком долго придется лететь.

МАРС, Mb