ионов или плазмы в электростатическом или в электромагнитном поле. Однако тяга у таких двигателей невелика, и для получения даже минимально приемлемых ускорений (порядка 10
—4―10
–5 g) на борту корабля придется иметь мощнейшую электростанцию на базе ядерного реактора или солнечных батарей. При этом время набора скорости кораблем будет порядка нескольких месяцев. Но как раз ресурс электрических двигателей может быть очень большим, а расход рабочего тела получается малым.
В результате масса марсианского корабля при тех же условиях может быть снижена вдвое — до 500―800 тонн. Электрический двигатель хотя и испытывался уже в космосе, пока еще далек от того уровня ресурса и надежности, который необходим для его применения к полету на Марс.
Тем не менее энергетическую проблему можно как будто решить. Но на ней трудности создания марсианского корабля не кончаются. Та же энергетика, но уже в количественном смысле, продолжительность полета, компоновка корабля и многие другие вещи зависят от выбора схемы полета.
Здесь возникает несколько вопросов. Каков по количественному составу должен быть экипаж? Будет ли на корабле искусственная сила тяжести? Какие средства и оборудование должны быть доставлены на поверхность планеты? Какая часть корабля будет осуществлять посадку на поверхность Марса? По какой схеме и на какого рода аппарате будет осуществляться посадка? То же относительно аппарата, возвращающегося к Земле, и аппарата, осуществляющего посадку на Землю.
Возможен, например, такой вариант. Межпланетный корабль (комплекс) состоит из двух основных блоков: орбитального, который по достижении Марса остается с частью экипажа на ареоцентрической орбите, и посадочного, который осуществляет посадку на поверхность планеты и взлет с нее.
Вроде бы сходство со схемой полета на Луну. Однако здесь есть существенное отличие: Марс имеет атмосферу, хотя и очень разреженную (в 50―100 раз менее плотная, чем у Земли). Однако и такая атмосфера способна гасить большие скорости полета при небольшом угле входа. Для повышения эффективности торможения корабля нужно только увеличить поперечное сечение аппарата на единицу его массы. Сделать это можно за счет раскрытия специального зонта или тормозных щитков. Для посадки на поверхность планеты придется применить ракетные двигатели.
Возвращение на Землю можно было бы осуществить в орбитальном блоке, причем выгоднее будет, возможно, не тормозить его сразу в атмосфере Земли (вход в нее будет со второй космической скоростью), а перевести сначала на околоземную орбиту.
На компоновке марсианского корабля существенно скажется выбор типа энергетической установки. Если будут применены электрические двигатели, придется скорей всего, как об этом уже говорилось, установить ядерную электростанцию. Мощность ее будет несколько тысяч киловатт. КПД такой станции едва ли будет намного выше 10―20 процентов. А это значит, огромное количество тепловой энергии — несколько десятков тысяч киловатт — придется «сбрасывать» в космосе. Понадобятся большие поверхности радиаторов-излучателей, что существенно скажется на весомом балансе всего корабля.
Ядерный реактор электростанции придется удалить от обитаемых отсеков на достаточно большое расстояние — до 50―100 метров. Это позволит не заключать реактор в сплошную оболочку радиационной защиты, а применить «теневую защиту». То есть небольшой экран вблизи реактора закроет большую площадь обитаемых отсеков.
Удалить реактор можно с помощью жесткой телескопической штанги. Кстати, такая компоновка позволит при необходимости создать искусственную силу тяжести путем закрутки всей системы вокруг центра масс.
Возникают такие проблемы, как обеспечение экипажа кислородом и водой. Взять с собой их запасы на весь полет будет очень накладно, да и сохранять воду в течение двух-трех лет непросто. Придется, видимо, применить физико-химические и биологические средства их регенерации. Над такими методами в последние годы много работают ученые и инженеры. Вообще вопросы комфорта в марсианском корабле будут играть очень важную роль, и решить их будет не просто.
Понятно, что эффективность проведения исследований на Марсе будет зависеть от наличия и возможностей транспортных средств. При создании их нужно будет учесть разреженность атмосферы и периодически возникающие мощные пылевые бури. Кроме того, пребывание космонавтов на поверхности Марса должно быть существенно более длительным, чем это было у космонавтов на Луне. Кстати, в том случае навигация луноходов осуществлялась с помощью Земли. На Марсе можно будет воспользоваться только помощью с орбитального блока, да и то ограниченно. Значит, нужны автономные средства управления марсоходами.
Задачу управления марсианским кораблем в полете на сегодня можно считать практически отработанной на автоматических межпланетных станциях. На корабле будут свои вычислительные машины, потомки той, которая применяется сейчас на корабле «Союз Т».
Конечно, проблем возникает много.
Но космические программы, такие, как «Восток» и «Аполлон», показали, что, когда возникает необходимость, принципиальные задачи решаются, даже если начинать приходится с нуля. С другой стороны, конечно, предпочтительнее иметь уже отработанные решения. И все же я считаю: все определит в конечном счете наличие и весомость цели. Только от этого зависит решимость общества (одной страны или группы стран) идти на крупные затраты, связанные с полетом на Марс.
Наверное, когда-нибудь возникнет и задача межпланетного полета людей к Венере.
Из-за плотной атмосферы в результате парникового эффекта давление близ поверхности Венеры около 100 атмосфер и температура около плюс 500 градусов по Цельсию. Вполне реален, однако, полет на орбиту вокруг Венеры и зондирование верхних слоев ее атмосферы пилотируемыми аэродинамическими средствами.
В последние годы возникают разного рода экзотические проекты улучшения условий на Венере. Предлагают, например, осуществить отсос ее атмосферной оболочки.
Нет принципиально ничего невозможного для полета человека к Юпитеру. Хотя он намного дальше от Земли, чем Марс и Венера, и лететь туда с обычной энергетикой около двух лет. На возвращение же понадобится лет пять. Но интерес ученых к этой необыкновенной, загадочной планете весьма велик. Особенно в связи с результатами, полученными с автоматического зонда «Вояджер».
В отличие от пустынных поверхностей Луны, Марса и Венеры, напоминающих какие-то земные районы, Юпитер, кажется, ни на что земное не похож. Похож скорее на погасшее Солнце. Посадить корабль на эту планету, конечно, никогда не удастся — не на что сесть, тверди нет. Да и энергетика потребовалась бы просто чудовищная. Другое дело спутники Юпитера; их большой выбор — на разных расстояниях от поверхности планеты, разных размеров и, следовательно, с различной гравитацией. Вот на них побывать захочется. Но будет ли это в обозримой перспективе?
Не только конструктивные проблемы определяют возможности и экономику создания будущих кораблей и станций. Многое будет зависеть от ракет-носителей. Их задача доставить объект к месту «работы». А точнее, даже не доставить, а разогнать, «бросить» корабль с нужной скоростью в нужном направлении. А
