«Вперёд — на Марс!» Ч.3
Вариант экспедиции на Марс на тяжёлом межпланетном корабле с жидкостными ракетными двигателями.
Плакат из материалов доклада «Предложения о разработке космических объектов на базе носителя Н-1», обсуждённого 22 апреля 1963 года на Учёном Совете ОКБ-1
На очередном этапе развития проекта конструкторам вновь пришлось увязывать множество противоречивых требований.
Прежде всего, требовалось выбрать вариант жёсткого экрана, который мог служить защитой внешних элементов ТМК от воздействия скоростного напора и одновременно обеспечить ему необходимое торможение в марсианской атмосфере.
В результате остановились на зонтике большого диаметра, расположенного на «лобовом» торце корабля и обращённого выпуклой стороной к набегающему потоку.
Для большей аэродинамической устойчивости корабля посадочный модуль вынесли вперёд — за экран, чтобы он мог беспрепятственно отделиться ещё при прохождении атмосферы.
Солнечные концентраторы для нового варианта ТМК тоже проектировали в форме зонтика диаметром 15-20 м, расположенного вокруг отсека оранжереи. Они, в первую очередь, требовали защиты от скоростного напора, поэтому были конструктивно объединены с тормозным экраном.
Модификация проекта в пользу замены тормозного ракетного блока на тормозной экран позволила снизить массу космического комплекса до 83,1 т, в том числе: сам ТМК — 16,8 т, посадочный модуль — 30 т, разгонный блок возвращения — 36,3 т. При этом масса комплекса с блоком выведения на межпланетную траекторию составила 378 т.
Если бы удалось модернизировать ракету Н-1, подняв её грузоподъёмность до 95 т, и оптимизировать весовые характеристики тормозных устройств за счёт их дальнейшего объединения с системами корабля, то теоретически массу комплекса можно было ещё снизить — до 350 т на околоземной орбите.
В таком случае понадобилось бы всего четыре запуска Н-1, чтобы собрать межпланетный комплекс в полной конфигурации и отправить его к Марсу.
Тяжёлый межпланетный корабль в варианте 1964 года стартует с околоземной орбиты.
Наземный «марсолёт»
Королёв отлично понимал, что объём проекта ТМК выходит за рамки возможностей его бюро. Решение многих вопросов требовало проведения многолетних наземных испытаний — прежде всего, по изучению аспектов межпланетного полёта.
28 октября 1963 года был основан Институт космической биологии и медицины (позднее — Институт медико-биологических проблем, ИМБП).
Конструкторы ОКБ-1 под руководством Ильи Владимировича Лаврова приступили к проектированию наземного экспериментального комплекса (НЭК), а в институт был направлен опытный сотрудник бюро Борис Адамович.
Чтобы максимально приблизить имитацию к реальному полёту, для НЭК был создан полноразмерный макет ТМК, получивший официальное название «Экспериментальная установка №37» (ЭУ-37) и неофициальное — «Марсолёт».
Изготовление его блоков началось в 1965 году. Кандидат медицинских наук Владимир Иванович Макаров вспоминал:
«Институт был обязан рождением Сергею Королёву, который в 1963 году сам приехал на Ходынку, где только что были построены четырёхэтажные корпуса, предназначенные для какой-то кинофабрики, и добился передачи этих, тогда ещё пустовавших, зданий и сооружений на баланс Минздрава СССР. На реконструкцию и оборудование корпусов, в которых уже в декабре 1963-го заработал ИМБП (пока ещё без НЭКа), из госбюджета было выделено 5 млн. золотых инвалютных рублей. А выполненные позднее корпус НЭКа и его первичная оснастка обошлись, по некоторым данным, в 27 млн., если не считать расходов на экспериментальную установку ЭУ-37, то есть макетный образец самого корабля.
Монтаж осуществлялся в 1967-1969 годах. Когда «бочку» ТМК сгрузили с баржи и повезли ночью по Москве, по пути следования автопоезда пришлось снимать троллейбусные провода».
НЭК размещался в тщательно охраняемом ангаре, при этом макет корабля занимал площадь вполовину футбольного поля.
Над ним вдоль стен размещались застеклённые балконы в три яруса. В первой половине 70-х годов макет был буквально окутан шлангами и кабелями, к нему примыкали многочисленные трапы и подмостки.
Завершение 90-суточного эксперимента в НЭКе: командир испытателей В.А. Корсаков рапортует Госкомиссии; слева — бортинженер Б.М. Абушкин и врач В.И. Макаров. Фото из личного архива В. Макарова
В «Марсолёт» разрешалось входить только в бахилах. Через люк посетители попадали в салон корабля — своеобразную кают-компанию с двумя большими диванами, обтянутыми натуральной кожей, тремя глубокими мягкими креслами в сафьяновой обивке и выдвижным столом.
На полу — ковёр, на стенах салона — полки из ценных пород дерева и полуметровый экран для просмотра кинофильмов. Свет давали матовые плафоны.
Через люк-лаз из кают-компании можно было попасть в оранжерею — цилиндрический корпус трёхметрового диаметра, перпендикулярный основной конструкции, с длинным рядом реакторов для культивирования хлореллы.
Оранжерея освещалась через окна на внешней оболочке корпуса, куда солнечные лучи попадали от параболических зеркальных концентраторов.
Воздух из обитаемых отсеков прогонялся компрессором через реакторы с хлореллой, а после очистки и обогащения кислородом возвращался обратно.
С противоположной стороны салона располагался компактный санузел с тремя писсуарами, снабжёнными вакуумными отсосами, душевая кабинка, умывальник и стиральная машина. Далее находился камбуз с электроплитой и скороварками, затем — снова коридор, в котором могли разойтись два человека.
По левую сторону коридора — каюты членов экипажа со спальными местами, стенными шкафами и вмонтированными столиками. Диван в каюте бортового врача одновременно служил универсальным хирургическим креслом.
В каюте командира экипажа располагался миниатюрный пульт управления ТМК.
За каютами следовал рабочий отсек, соизмеримый по объёму с салоном. Вплотную к левому борту вдоль отсека было размещено радиационное убежище объёмом 3,5 м³, но зато с толщиной стен в четверть метра! Стены, пол и потолок убежища были выполнены из специального лёгкого полимерного материала, защищавшего от радиации. Весь пол занимал трёхместный диван-кровать. Каждая из частей дивана трансформировалась из лежачего в полусидячее положение. Под одной из них размещался компактный санузел, под двумя другими — ёмкости для продуктов, питьевой воды и гигиенических пакетов.
В убежище разместили компактную приборную доску, на которой отображались основные параметры систем корабля. Упрощённый пульт управления позволял выдавать набор самых важных команд. Кроме того, убежище было снабжено средствами связи с Землёй, телекамерой, телеэкраном и динамиками, а также читальным аппаратом с тремя сотнями микрофильмированных книг.
Помимо перечисленных помещений, в состав ЭУ-37 входили мастерская для мелкого ремонта и приборно-агрегатный отсек, где монтировались воздухоочистительная установка «Гном» и электролизёр «Электрон».
В торце отсека было организовано штатное место пилота с видеоконтрольным устройством и органами управления, необходимыми при моделировании ручной стыковки. Общий обитаемый объём ЭУ-37 составлял не менее 200 м³.
После монтажа макета ТМК было проведено несколько «пристрелочных отсидок» небольшой длительности, а 10 августа 1971 года начался 50-суточный эксперимент, моделировавший фрагмент межпланетного перелёта.
Его участниками стали Владимир Александрович Корсаков (командир экипажа), Юрий Фёдорович Климентов (бортинженер) и Геннадий Николаевич Пожарский (бортврач).
Второй эксперимент продолжительностью 60 суток состоялся в мае-июле 1974 года, третий занял 90 суток в марте-июне 1975 года.
Картина А. Леонова и А. Соколова «Посадка на Марс» (1971)
Увы, но к тому времени идея полёта к Марсу потеряла актуальность. В августе 1964 года силы ОКБ-1 были брошены на осуществление скорейшего достижения Луны, а после внезапной смерти Королёва (в январе 1966 года) стратегическое видение космической экспансии, нацеленное на Марс, оказалось утрачено.
Официальные отчёты П-558, П-559 и П-583 с описаниями вариантов ТМК, а также большое количество связанных с ними рабочих материалов были полностью уничтожены в 1974 году — именно в те дни, когда, как планировал Королёв, должна была начаться первая марсианская экспедиция.
В дальнейшем советские конструкторы ракетно-космической техники предлагали ещё несколько проектов межпланетных комплексов для полёта к Марсу, но говорить о преемственности в данном случае не приходится.