Марс-проект фон Брауна от 1952 года
Введение
Марс-проект был первой серьёзной проработкой пилотируемого полёта на Марс. Вернер фон Браун создал его, находясь на полигоне Уайт-Сендз.
В дальнейшем этот проект получил развитие в работах фон Брауна и получил названия Марс-проект 1956 года и Марс-проект 1969 года.
Технические характеристики миссии
Отличительной особенностью Марс-проекта была его масштабность: предполагалось на земной орбите собрать 10 кораблей, общей массой 37200 тонн! Численность экипажа должна была составить 70 человек! Безусловно, такие размеры требовали большого количества запусков, а очень плохое массовое совершенство ракеты, разрабатываемой для доставки грузов на орбиту (фон Браун ориентировался на технические характеристики «Фау-2») ещё увеличивало количество пусков. В результате для доставки на орбиту требовалось 950 запусков ракеты многоразового использования.
Корабль должен был совершать полёт к Марсу по гоманновской траектории, на полёт от Земли к Марсу (или от Марса к Земле) требовалось 260 суток. Время ожидания у Марса – 443 суток.
Вообще, корабли делились на два типа: пилотируемые (7 из всех 10) и грузовые. Пилотируемые корабли (см. рис. 1) несли экипаж по 10 в каждом, а грузовые – один посадочный аппарат и 195 тонн запасных материалов. Ниже будет рассмотрено более подробно устройство каждого из кораблей, а также посадочного модуля (см. рис. 2).
Пилотируемый корабль
10 человек экипажа находились в 20-и метровом жилом модуле. В ходе экспедиции корабль сначала разгонялся с орбиты Земли на траекторию полёта к Марсу до скорости 3860 м/с, затем тормозил для выхода на орбиту Марса и сбрасывал 2200 м/с, после 443 дневного нахождения на орбите Марса разгонялся до такой же скорости, и, наконец, тормозил для выхода на орбиту Земли на 3600 м/с. Таким образом, суммарное приращение скорости составило 11680 м/с.
Рис. 1 Пилотируемый корабль фон Брауна
В [1] приводится массовая сводка пилотируемого корабля:
- масса конструкции: 11800 кг.
- системы управления: 1000 кг.
- система навигации: 3000 кг.
- электрическое оборудование: 2000 кг.
- система связи: 1000 кг
- масса команды: 800 кг.
- резервы: 3700 кг.
- кислород для дыхания: 12000 кг.
- продовольственные запасы/масса контейнеров для них: 8000/2500 кг.
- вода: 13000 кг.
Также каждый член экипажа имел возможность взять с собой 120 кг. персонального багажа.
В конечном итоге, масса корабля при возвращении на орбиту Земли составляла лишь около 50 тонн, а значит, массовое отношение было около 1,4%.
Грузовой корабль
Грузовой корабль был похож на пилотируемый корабль. Они имели одинаковые разгонные модули и начальные массы (по 3720 т).
Грузовой корабль нес 395 тонн нагрузки (200 тонн – посадочный аппарат + 195 тонн резервов).
Этот корабль не являлся многоразовым, как пилотируемый. Его задачей был только разгон груза на траекторию полёта к Марсу, а потом – торможение для выхода на его орбиту. Суммарное приращение скорости составляло 6200 м/с.
Масса конструкции равна 6300 кг., в остальном массовая сводка аналогична пилотируемому кораблю (за исключением систем жизнеобеспечения, которых на грузовом корабле не было).
Посадочный аппарат
Характерной особенностью посадочного аппарат был способ его посадки на Марс: планирующий полёт с горизонтальным приземлением. Для этого аппарат оснащался большими крыльями, размах которых достигал 153 метра. Также один из аппаратов, который должен был сесть на полюсе, оснащался лыжами, а два других, которые должны были сесть на подготовленной первым экипажем ВПП (Взлётно-Посадочной Полосе) на экваторе, оснащались колёсным шасси.
Рис. 2 Посадочный корабль фон Брауна
Для того, чтобы сойти с орбиты, аппарат должен был сбросить скорость на 153 м/с, после чего следовал планирующий спуск в атмосфере. Максимальный нагрев должен был достигать лишь 649 Кельвинов, а максимальное ускорение – 0,12 g.
После посадки экипаж пересаживался на гусеничный вездеход и совершал путешествие с полюса на экватор за 80 дней, попутно проводя исследования. На экваторе экипаж готовил ВПП для двух других посадочных аппаратов, которые садились с использованием колёсных шасси.
Эти два аппарата имели в своём составе две взлётных ракеты для доставки экипажа с Марса на его орбиту. После посадки эти аппараты приводились в вертикальное положение, а крылья отвинчивались.
После посадки надувался полусферический купол, в котором 50 членам экипажа (а всего в экипаже было 70 человек) предстояло провести 400 суток, на протяжении которых они изучали Марс.
Приведём массовую сводку посадочного аппарата:
- полезная нагрузка: 12000 кг.
- масса двигателей: 8700 кг.
- топливо: 125000 кг.
Как и на всех остальных аппаратах Марс-проекта, на посадочном аппарате применялась топливная пара гидразин+азотный тетроксид. Заключение
В заключение отметим преимущества и недостатки кораблей фон Брауна. Главными преимуществами были многоразовость, что позволяло использовать корабли несколько раз, удешевляя последующие исследования Марса, а также надёжность, связанная с большим количеством кораблей, участвовавших в миссии. В результате экипаж повреждённого корабля имел возможность перебраться на другие корабли. Также, следует отметить смелость конструкторских решений (скажем, применение очень лёгких мешков вместо топливных баков), а также применение в расчётах освоенных технологий, что увеличивало возможность проведения миссии.
С другой стороны, у Марс-проекта были и недостатки. Самым большим является, пожалуй, громоздкость и неэффективность применяемой техники. Частично это объяснялось низким уровнем развития ракетной техники тех времён, частично – желанием всё зарезервировать. Следует отметить также, что опасность экспедиции повышалась за счёт того, что предварительные исследования не планировались. Т. е. не планировалось исследование Марса с целью составления подробных карт, не планировались предварительное исследования на траектории полёта Земля-Марс, не планировалась подобная миссия без посадки на Марс. В результате, экипаж летел в неизвестность: не был отработан в длительном полёте корабль, не известны условия полёта, не известна местность, куда будет проводиться посадка. Использованная литература:
Сайт www.astronautix.com
|
