Ждет ли нас красная планета? - [11]

По карантинным соображениям (помните историю с «Викингами»?) модуль этот будет перехвачен в окрестностях нашей планеты. Посылка с Марса пройдет карантин, обследование на орбитальной станции на предмет наличия вредных для землян микроорганизмов. И лишь после этого марсианский грунт поступит в распоряжение земных лабораторий.

Наконец, третий этап, запланированный на начало следующего века, своей основной целью будет иметь отработку пилотируемого полета на Марс и его осуществление. Задача эта, в свою очередь, может быть разбита на несколько стадий, поэтому рассмотрим их подробнее.

На чем поедем? Академик В. Глушко и член-корреспондент АН СССР Ю. Семенов в 1988 году предложили такой вариант экспедиции к Марсу.

Межпланетный корабль, по их мнению, должен состоять из трех основных частей: двигательной установки для полета по межпланетной траектории; жилого блока, где экипаж работает в течение всего полета (здесь же размещаются системы жизнеобеспечения и основная аппаратура управления полетом); и наконец, — посадочного аппарата, в котором экипаж спускается на поверхность Марса и возвращается на орбиту спутника Марса к межпланетному кораблю.

Межпланетный корабль специалисты предлагали собирать на околоземной Орбите из отдельных частей, которые бы доставлялись с Земли ракетами-носителями например, такими мощными, как «Энергия». После проверки работоспособности всех систем и агрегатов корабли экспедиции стартуют к Марсу. В состав экипажа из 4–6 человек могут войти представители разных стран — участников подготовки экспедиции.

С помощью собственной двигательной установки корабль разгоняется и с околоземной орбиты переходит на околосолнечную, пересекающую орбиту Марса. Время полета к Красной планете — несколько месяцев. В точке пересечения траектории полета с орбитой Марса корабль меняет курс и становится спутником Красной планеты.

Посадка межпланетного корабля на поверхность Марса — достаточно сложна, потребует большого количества топлива, поэтому выгоднее, если спуск совершит сравнительно небольшой посадочный аппарат с экипажем или его частью. После выполнения программы работ на поверхности Марса экипаж стартует снова на орбиту, переходит в межпланетный корабль и на нем возвращается домой.

Такая экспедиция займет примерно полтора года. Однако это время можно сократить, если использовать вместо обычных химических ракетных двигателей ядерные. Тогда можно обойтись и без заправки водородом и кислородом на орбите Луны и двигаться от Земли к Марсу гораздо быстрее. Более того, за счет снижения запасов топлива масса марсианского корабля значительно снизится — с 2500 т до 800 т.

Вот какие варианты подобных двигателей предложили сотрудники Московского научно-исследовательского института тепловых процессов А. Коротеев, В. Семенов, В. Акимов и М. Ватель.

Вариант первый: энергодвигательная установка на основе ядерного реактивного двигателя. Источником энергии в каждой установке (а для надежности применяется связка из нескольких двигателей) служит двухрежимный газоохлаждаемый реактор. Рабочее тело — жидкий водород. Проходя через реактор, водород нагревается до 2800 К и истекает со скоростью 9 км/с, т. е. в два раза быстрее, чем газы из дюз ракетных жидкостных двигателей. Значит, и удельная тяга такого двигателя выше. Общее время его работы может составить порядка 5 часов — это намного больше, чем срок интенсивной работы современных жидкостных ракетных двигателей. Суммарная же тяга всей связки достигает 20 т. Такая большая тяга позволяет создать большее ускорение и как следствие этого сократить время полета по маршруту Земля — Марс — Земля до 460 суток.

Однако у этого двигателя есть и недостаток. Великоват необходимый запас рабочего тела (водорода) — 490 т. Кроме того, специалисты. полагают, что на практике будет весьма трудно реализовать конструкции двухрежимных ядерных установок, способных давать малое количество энергии при полете по инерции и большее — при разгоне и торможении.

Поэтому, возможно, практически более выгодным может оказаться второй вариант — использование энергодвигательного симбиоза: жидкостного ракетного двигателя и ядерной энергетической установки. Во втором варианте режим большой тяги (правда, в течение всего лишь 12 минут) создается «старомодным?» жидкостным двигателем, а вот на межпланетной трассе работает автономная энергетическая установка на быстрых нейтронах питающая электрореактивные двигатели малой тяги, предназначенные для выполнения корректирующих маневров. Низкая тяга таких движков компенсируется продолжительностью цикла их работы — до 245 суток. Однако общая энерговооруженность экспедиции при этом снижается, и время пути соответственно увеличивается до 615 суток.

Наиболее перспективным сотрудники НИИ тепловых процессов считают третий вариант, основанный на использовании энергодвигательного комплекса средней тяговооруженности. Высокотемпературные ядерные реакторы на быстрых нейтронах будут вырабатывать тепло, которое затем на основе газотурбинных циклов (рабочее тело — гелий) станет трансформироваться в электроэнергию.