Техника - молодёжи 2011-04, страница 36

Окно в будущее

минеральных ресурсов (кислород, кремний, железо, титан, алюминий... вода), а также выбрать наиболее эффективные технологии его переработки. Уже на этом этапе следует начать использование лунных ресурсов в системе жизнеобеспечения станции (кислород, вода), а в дальнейшем организовать и производство компонентов toi lih ва (опять же, кислород, водород, алюминий).

Вот здесь, всё-таки, потребуется ракета-носитель сверхтяжёлого класса, поскольку лунную базу рациональнее собирать из максимально крупных модулей, да и горнодобывающее и технологическое оборудование будет иметь немалые габариты и массу. Однако теперь создание такой ракеты станет не авралом и не броском в неведомое, гак во времена HI и «Энергии», а достаточно длительным ритмичным процессом, с использованием научно-технического, а главное - производственно-технологического задела, созданного в ходе реализации предыдущих этапов.

Ну а дальше - наращивание производственных мощностей лунной промышленности, использование лунных материалов и на Луне, и в окололунном, и в околоземном космосе, заправка лунным топливом кораблей на взлёт с поверхности и для возвращения к Земле... А в перспективе - создание орби

тальных баз, космических электростанций, межпланетных кораблей уже из деталей, узлов, блоков, изготовленных не на Земле, а на Луне, и, может быть, -вынос с Земли на Луну металлургического производства с соответствующим снижением экологической нагрузки на земную биосферу!

Но раньше настанет черёд Марса -и появятся возможности для полётов туда.

И яблони посадим!

Прежде всего, для сборки МЭКа -марсианского экспедиционного комплекса - потребуется сверхтяжёлая ракета-носитель. Причём дело здесь даже не в массе отдельных модулей межпланетного корабля (хотя и в ней тоже), а в их объёме: жидкий водород, применение которого неизбежно, имеет плотность всего 78 кг/м³. Бак, заправленный жидким водородом, по массе будет вполне «по плечу» РН тяжёлого (а то и среднего) класса, зато по габаритам - пределен и для сверхтяжёлого носителя.

Почему неизбежен жидкий водород? Логика здесь следующая: мы полагаем, что СЕГОДНЯ наиболее рациональной двигательной установкой МЭКа являются ядерные ракетные двигатели (ЯРД). Пусть их удельный импульс в 10 раз хуже, чем у наиболее совершенных электроракетных двигателей, зато тяга в сотни, тысячи раз больше. Это значит, что во столько же раз уменьшится и время разгона до тех же скоростей. А околоземное космическое пространство, к сожалению, «устроено» так, что при медленном «электроракетном» разгоне корабль будет двигаться вокруг Земли по постепенно раскручивающейся спирали, несколько месяцев оставаясь в глубине околоземных радиационных поясов! Во что после этого превратится сам корабль и его экипаж?

Как устроен ЯРД? Это атомный реактор, в котором некое рабочее тело нагревается, после чего разгоняется в реактивном сопле, приобретая необходимую скорость истечения. Желательно, чтобы рабочее тело имело минимальную молекулярную массу - и здесь водород вне конкуренции. Кроме того, в силу предельно простого устройства своего ядра (один протон) водород в реакторе не активируется, не становится радиоактивным! Значит, за кораблём не останется

след в виде пусть и крайне разрежённых, но радиоактивных облаков.

То есть без водорода - никак. Из всех способов его хранения сейчас наиболее освоено и приемлемо - в жидком виде. Но температура жидкого водорода — 253"С, что всего на 20" выше абсолютного нуля. И как ни защищай баки от Солнца, от нагрева двигателями, аппаратурой корабля, жилыми отсеками, -стопроцентная теплоизоляция невозможна.

Значит, водород в баках нужно охлаждать, и для этого нужны специальные холодильные машины, которые потребуют громоздких радиаторов и постоянных -и немалых - затрат энергии... Которую может дать так называемый бимодальный ЯРД, в котором рабочее тело может разгоняться в сопле и создавать тягу, а может, циркулируя по замкнутому контуру, вырабатывать электроэнергию для питания холодильных установок и других систем корабля.

Так вот, и масса, и объём МЭКа будут большими, а длительность сборки на околоземной орбите лучше всемерно сократить: во-первых, чтобы было меньше проблем с тем же водородом, а во-вторых, чтобы не расходовать ресурс систем корабля, который, как и у любого реального изделия, будет ограниченным. Значит, собирать лучше из максимально больших модулей, доставляемых на околоземную орбиту сверхтяжёлыми носителями.

А кораблей, по нашему мнению, должно быть несколько. Как минимум, полёт человека должен предваряться полётом по трассе Земля-Марс грузового корабля, который от пилотируемого может отличаться меньшим запасом рабочего тела (ему не надо возвращаться) и, может быть, отсутствием обитаемого модуля и корабля возвращения к Земле. Решать он будет целый ряд задач: испытания бортовых систем в условиях реального полёта, радиационная и метеорная разведка трассы, а главное - доставка на Марс второго IIBK - кроме того, что будет на корабле пилотируемом.

И в авиации-то посадка и взлёт, даже с прекрасно оборудованных аэродромов, считаются самыми опасными этапами полёта, что же говорить о посадке на другую планету. Ауж взлёт... Ведь, по сути, на Марс нужно доставить космическую ракету-носитель и стартовый комплекс для