Искусственная гравитация и ядерный двигатель. Как в СССР хотели отправить к Марсу космический корабль и почему не смогли
Автор: Антон Мерзляков
Как известно, советское руководство уделяло освоению космоса, военной и тяжелой промышленности особое внимание в сравнении с производством товаров «народного потребления». Но даже при таком раскладе некоторые амбициозные проекты так и не были реализованы. Иногда не хватало финансирования, иногда силы решали перебросить на более, как тогда казалось, перспективные направления. В этом материале мы расскажем, как не дошел до воплощения один из подобных проектов — по разработке и запуску «тяжелого межпланетного корабля».
"Как появилась идея создания межпланетного космического корабля"
Насчет частичного освоения (ну или хотя бы посещения) Марса, четвертой планеты Солнечной системы, человечество размышляет уже не первый десяток лет. Понятно, что подобные планы строили и советские инженеры и конструкторы, особенно после успешных запусков первых в своем роде космических спутников и выхода человека в околоземное пространство. Не стоит забывать и о космической и военной гонке, разворачивавшейся между СССР и США.
В общем, к началу 1960-х годов в Союзе начали всерьез задумываться о создании так называемого тяжелого межпланетного корабля, или ТМК. Как понятно из названия, его основным предназначением виделись долговременные космические экспедиции с высадкой космонавтов на ближайших к Земле планетах — сначала на Марсе, а впоследствии и на Венере.
Амбициозно? Не то слово. Особенно с учетом того, что начать осуществление таких полетов предполагалось уже к середине 1970-х годов (напомним, что на Марс человек не попал и по сей день — экспедиция отправится к планете в лучшем случае в 2025 году силами компании SpaceX Илона Маска).
При этом к концу 1950-х — началу 1960-х вывести в космос межпланетный корабль (если предположить, что его разработка вполне реальна) способны были только сверхтяжелые ракеты. У СССР на тот период была всего одна подобная ракета — Р-7. На такой на орбиту выводили первые спутники и собак Белку и Стрелку, а также «Восток» с Юрием Гагариным.
Так появилась необходимость в разработке более совершенной и мощной ракеты. В книге «Марсианский проект Королева» (есть в свободном доступе) инженер-конструктор Владимир Бугров вспоминает: «На основании постановления правительства от 23 июня 1960 года С. П. Королев вместе с большой кооперацией смежных организаций, привлеченных к этим работам, со своими соратниками В. П. Мишиным и М. К. Тихонравовым приступил к созданию ракеты Н1 и тяжелого межпланетного корабля».
"Как, по задумке исследователей, должна была выглядеть ракета-носитель Н1"
В той же книге одна из глав открывается такими словами, описывающими основные характеристики и компоновку как самого корабля, так и ракеты-носителя: «Облик марсианского пилотируемого ракетно-космического комплекса (МПРКК) окончательно сформировался к 1964 году — лишь на четвертый год проектирования. Он состоял из двух основных частей: марсианского пилотируемого космического комплекса (МПКК) — для полета экипажа к Красной планете, высадки на ее поверхность и возвращения на Землю (иногда тяжелый межпланетный комплекс называли ТМК) — и межпланетного ракетного комплекса (МРК), где в качестве основного элемента использовалась трехступенчатая ракета-носитель Н1, а также имелись технический, стартовый комплексы и другие наземные сооружения».
«Википедия» уточняет: H1 — советская ракета-носитель сверхтяжелого класса, которая должна была оказаться способна выводить на орбиту с Земли 80 тонн груза. Разрабатывалась с начала 1960-х годов в ОКБ-1 (нынешняя РКК «Энергия») под руководством академика Сергея Королева. Сейчас Н1 известна скорее благодаря планам по ее использованию в советской лунно-посадочной пилотируемой программе (последнюю позже также закрыли, так и не достигнув целевого результата). Но в самом начале 1960-х, когда только планировали постройку межпланетного космического корабля, идеи вроде «Быстрее, выше, сильнее» процветали, существенного недостатка в финансировании еще не было, так что выводить ТМК в космическое пространство должна была именно эта сверхтяжелая ракета.
"В чем заключалась разница подходов двух ученых, параллельно работавших над проектом ТМК"
Сам межпланетный космический корабль также предлагался в двух вариантах. Описанный выше проект — авторства Константина Феоктистова, инженера-разработчика и летчика-космонавта. Если коротко, то он был максимально амбициозен и, как выяснилось, существенно опережал не только свое время (проект представляли в 1962—1964 годах), но и наше.
Тяжелый межпланетный корабль в вариации 1963 года. Иллюстрация: «Марсианский проект Королева»
Так, ТМК Феоктистова должен был собираться на околоземной орбите с последующим разгоном к Марсу и предполагал высадку на поверхность планеты двух космонавтов (полная численность экипажа — три человека). Интересно, что двигатели корабля изначально должны были использовать «электрореактивную двигательную установку с ядерным реактором (ЯЭРДУ)».
В книге Бугрова процесс описывается так: «В результате ядерной реакции горючее превращается в высокотемпературный газ, истечение которого из сопла с очень высокой скоростью создает тягу. ЭРДУ создает значительно меньшую по сравнению с ЖРД тягу, но за счет длительного включения, постепенно наращивая скорость и раскручивая комплекс в течение нескольких месяцев на околоземных орбитах, может обеспечить его разгон к Марсу. Таким же образом предполагалось выполнять операции при переходе на орбиту спутника Марса и при старте с нее».
С учетом того, что подобная марсианская экспедиция получилась бы достаточно продолжительной (если отталкиваться от заданной траектории полета с возвращением в район Земли, получается не менее двух-трех лет), проект ТМК Феоктистова предполагал разработку систем жизнеобеспечения, регенерации кислорода и производства еды прямо во время миссии.
Вот некоторые цитаты из книги с описанием нескольких блоков ТМК:
«Главным фактором, определявшим облик и конструкцию, являлась длительная невесомость. Бороться с ней пытались путем создания искусственной тяжести за счет вращения корабля вокруг центра масс».
«Снизить необходимость обеспечения экипажа пищей можно только за счет воспроизводства на борту. Для этого разрабатывался специальный замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК)».
«В состав ЗБТК также входили хлорельный реактор, ферма с животными — кроликами или курами, от которых впоследствии отказались, — и система утилизации отходов с запасами реактивов».
Вариация ТМК от Глеба Максимова, советского ученого и инженер-конструктора, была более приземленной и не предполагала высадки космонавтов на Марс.
Задумывалось создание «небольшого по массе корабля, рассчитанного на трех членов экипажа, с исследованием на пролетной траектории и без посадки на его поверхность или без выхода на околомарсианскую орбиту с последующим возвращением корабля в район Земли с посадкой отделяемого спускаемого аппарата». В состав такого корабля хотели включить «жилой, рабочий (со шлюзом для выхода в открытый космос), биологический, агрегатный отсеки, спускаемый аппарат и корректирующую двигательную установку».
Интересно, что этот вариант предполагал создание так называемого наземного экспериментального комплекса (НЭК), и эту идею даже реализовали. С этой целью разработали специальный полноразмерный макет ТМК, с чем помогал основанный в 1963 году Институт космической биологии и медицины (впоследствии Институт медико-биологических проблем).
В книге с воспоминаниями Бугрова заявляется, что НЭК «содержал все необходимые системы для имитации условий длительного межпланетного полета (кроме невесомости) и обеспечения жизнедеятельности экипажа в этих условиях». Именно в НЭКе в 1967—1969 годах установили образец тяжелого межпланетного корабля, в составе которого проходили наземную отработку «бортовые системы жизнеобеспечения, радиационной защиты, спасения в аварийных ситуациях, сбора и обработки экологической и медико-биологической информации и многие другие».
"Почему проекты межпланетных космических кораблей так и не были реализованы"
Если коротко, советское руководство решило, что освоение Луны является более перспективным направлением (тем более что США делали в этом значительные успехи, а космическую гонку между двумя сверхдержавами никто не отменял). Вторая причина кроется в смерти Королева, после чего успешно «продавливать» идеи по экспедициям к Марсу или Венере (а в теории и к другим планетам) ни у кого не получалось. Да и сама эта идея к середине 1970-х слегка устарела.
Впрочем, сыграли свою роль и испытательные запуски сверхтяжелой ракеты Н1, произведенные на космодроме Байконур (всего их было четыре): все они оказывались неудачными, сбои происходили еще на этапе работы первой ступени. В общем, активную работу над Н1 полностью свернули уже к 1976 году. По сути, это и поставило крест что на марсианской, что на лунной программе СССР — к тому моменту советская космонавтика переходила к идеям долговременных орбитальных станций.
Автор: Антон Мерзляков
Фото: носят иллюстративный характер
Источник: https://tech.onliner.by/2021/12/10/kosmicheskie-korabli-sssr
