Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Роберт Зубрин

Тем временем, благодаря помощи Сида Эрли, аналитика траекторий космических аппаратов из «Мартин Мариетта», Бейкер переработал «Шаттл Зет» в «Арес», ракету-носитель, способную не только поднимать полезную нагрузку на низкую околоземную орбиту, но и отправлять непосредственно в межпланетное пространство (рис. 3.1). Бейкер также выдвинул предложение использовать отработавшую верхнюю ступень «Ареса» как противовес на конце вращающегося троса для создания искусственной гравитации в жилом модуле экипажа во время полета на Марс. Идея создать искусственную гравитацию с помощью троса не была принципиально новой, но наш план выглядел гораздо более надежным, чем другие, поскольку объект на конце троса не имел большой важности для миссии. В более традиционных миссиях из-за огромной массы корабля, стартующего с Земли, сила тяжести создавалась следующим образом: содержимое корабля делилось на две части, и необходимые для миссии компоненты, такие как ступени с химическими реактивными двигателями, без которых нельзя вернуться на Землю, перемещались на дальний конец троса. Если такой трос порвется, когда придет время смотать его, миссия будет провалена. А в нашей схеме трос вообще не нужно сматывать. Скорей всего, его просто выпустят или перережут пироболтом, когда обитаемый модуль достигнет Марса. Это можно назвать ключевым преимуществом нашей архитектуры для снижения рисков миссии.

Рис. 3.1. Эволюция ракет-носителей от «Шаттла Си» до «Шаттла Зет» и «Ареса»

Так обстояли наши дела. Бейкер предложил использовать два модуля космической станции в качестве основы для хаба, поскольку к началу миссии они, по всей видимости, уже будут запущены в серийное производство. Модули космической станции – длинные и тонкие, как фюзеляж самолета, их форма разработана таким образом, чтобы они помещались внутрь грузового отсека шаттла диаметром 5 метров. Я выяснил, что реальная работа по конструированию модулей космической станции велась так, чтобы подстроиться под размеры системы жизнеобеспечения и других внутренних систем, а не наоборот. Более широкая конструкция, напоминающая по форме банку тунца, лучше соответствовала 10-метровому в диаметре обтекателю «Ареса», давала больше возможностей для создания интерьера жилого модуля, где члены экипажа чувствовали бы себя комфортно во время длительного путешествия, чем пара модулей космической станции, и весила бы к тому же значительно меньше. После того как были сделаны наброски жилого модуля с различными интерьерами, Бейкер согласился, что вариант в форме высокой банки с тунцом действительно лучший, и мы остановились на нем. Жилой модуль прекрасно и симметрично размещался в неподвижном центре одного из разработанных Биллом Уилкоксоном тормозных парашютов внутри обтекателя «Ареса». Поскольку мы хотели создать набор транспортных средств, которые подходили бы для лунных миссий так же, как и для марсианских (в качестве дополнительной цели, а не промежуточного шага), мы решили разделить двигатель ВЗА на две ступени. В верхней ступени топлива хватало бы ровно на то, чтобы напрямую вернуться на Землю с поверхности Луны, в то время как обе ступени вместе обеспечивали бы возвращение ВЗА с Марса на Землю. Поскольку верхняя ступень сама по себе получалась намного меньше нижней, «Арес» можно было бы использовать для доставки полностью заправленного ВЗА на лунную поверхность (изготовить ракетное топливо на Луне возможно, но для первой миссии это нежелательно, так как пришлось бы дробить лунную породу). Таким образом, были спроектированы «Арес», жилой модуль, ВЗА с двухступенчатым двигателем и система торможения в атмосфере – вместе они составляли компактный (и, следовательно, недорогой) набор элементов, которые можно комбинировать для осуществления как лунной, так и марсианской миссий в рамках инициативы исследования космоса. С помощью системы автоматизированного проектирования инженер Боб Спенсер и художник из «Мартин Мариетта» Роберт Мюррей (да, все верно, хороший художник-инженер может сильно помочь при разработке дизайна, стимулируя ваш мыслительный процесс и объясняя, что с чем можно соединить и что куда передвинуть) превратили все эскизы в трехмерные чертежи.

Из соображений минимализма Бейкер настаивал на экипаже из трех человек; я предлагал команду из пяти. Мы проработали логистику миссии, и обнаружилось, что расчетная грузоподъемность позволяет составить экипаж из четырех человек.

Поэтому членов экипажа стало четверо. (Выбирать было просто. Однако по причинам, которые я изложу позже, я убедился, что четверо – это в самый раз для начала миссии.)

За день до завершения работы по проектированию я вошел в офис Бейкера и сел на его стол. Я сказал: «Нашему плану нужно название, что-нибудь передающее его суть. Мы собираемся прямо на Марс, и по программе – избегая промежуточных этапов на орбите Земли или на Луне, и физически – запуская ракету прямо к Красной планете и возвращая аппарат с поверхности Марса прямо на Землю. Я обдумывал варианты вроде «Прямолинейный план» или «Директ Марс»». Бейкер посмотрел на меня и сказал: «Хорошо… как насчет… "Марс Директ"?» Ему не пришлось повторять дважды. У миссии появилось имя.

После завершения работы мы отдали наш план на ознакомление группе, разрабатывающей программы полетов, и начальству. Бен Кларк составил список серьезных вопросов и замечаний по поводу миссии, занявший несколько страниц. Мы дали письменный ответ. Эл Шалленмюллер, вице-президент сектора гражданской космонавтики «Мартин Мариетта», очень заинтересовался миссией. Все необходимое для выполнения нашего плана могло быть без затруднений создано в ближайшем будущем. Опираясь на свой опыт работы в «Сканк уоркс», он согласился с моей оценкой, согласно которой «Марс Директ» может быть подготовлен в течение десяти лет. Шалленмюллер решил отправить нас в Центр космических полетов Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, чтобы мы представили свой план сотрудникам НАСА. Ни Бейкер, ни я не ожидали, что брифинг пройдет хорошо. Центр имени Маршалла считается одним из самых консервативных в НАСА, и казалось маловероятным, что тамошняя аудитория благосклонно воспримет радикальную идею вроде «Марс Директ». Регионализм тоже мог стать настоящей проблемой, которая значительно усилила бы настроение «вас сюда не звали». Я предсказывал Бейкеру, шутя только отчасти, что скорее всего сотрудники центра Маршалла ответят: «Мой отец не отправлял такие миссии на Марс, и его отец не отправлял такие миссии на Марс, и нам не нужно, чтобы сюда приезжали проклятые янки и учили нас, как запускать миссии на Марс».

Я не мог ошибиться сильнее. Мы с Бейкером представили доклад о миссии вместе, в командном стиле. Отклик был потрясающий. Группа планирования ИИК из центра Маршалл действительно была консервативной и именно по этой причине очень воодушевленно встретила «Марс Директ». Эти люди месяцами разбирались с грандиозными планами по сборке на орбите огромных межпланетных космических кораблей, хотя сами считали эти планы бредом сивой кобылы. Когда мы объяснили, как осуществить пилотируемый полет на Марс с помощью двух запусков ракет типа «Сатурн-5», у ветеранов программы «Аполлон», сидевших в зале, начали загораться глаза: «А ведь это мы действительно можем выполнить!» Джен Остин, руководитель организации по ИИК в центре Маршалла, пригласил нас с Бейкером к себе в офис и говорил о плане два часа (нечто неслыханное!), сначала расспрашивая о концепции, а затем давая нам советы о том, как рассказать о миссии в космическом центре Джонсона и в других организациях.