Пилотируемая экспедиция на Марс на основе уже существующей космической техники

 

Концепция пилотируемой экспедиции

Некоторые проекты кораблей прежних лет

 

Проекты освоения Марса

Роверы. Сейчас это главная надежда обнаружить жизнь на Марсе до прибытия человека

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зачем мы летим на Марс?

  

 

 

 

 

 

 

 

Проект корабля на ЭРД и солнечных источниках энергии

 

  

Проект корабля с ЯРД

 

К настоящему времени разработаны порядка полусотни разных вариантов пилотируемого полета на Марс.

Однако большинство предложенных проектов страдает следующим недостатком. Главная цель, которая ставится в этих проектах - достижение человеком поверхности Марса. Однако по ряду причин, в числе которых безопасность экипажа и земной цивилизации находится на первом месте, высадка на Марс в первой экспедиций невозможна.

В некоторых проектах (Россия) это обстоятельство учитывается и высадка переносится на вторую экспедицию, что не снимает указанное выше требование по существу. Поэтому изначально техническое оснащение экспедиции разрабатывается исходя их концепции полномасштабной экспедиции. Более того, российский проект корабля разрабатывается с запасом для перспективного расширения масштабов экспедиции. Если в первоначальном варианте жилой блок корабля рассчитан на 4 человека, то в дальнейшем в корабле смогут полететь к Марсу уже 6 человек. Поэтому закладывается избыточный запас полезной нагрузки в 15 т.

Казалось бы, в этом нет ничего плохого. Запас по возможной полезной нагрузке позволим американцам постепенно от полета к полету расширять масштаб задач выполняемых на Луне. Тогда как советский проект полета к Луне был изначально лишен каких-либо запасов и мог служить только для решения узкой, чисто политической задачи - втыкания советского флага на Луне.

Любые запасы по полезной нагрузке приводят к дополнительному росту стартовой массы корабля. Большая масса полезной нагрузки в свою очередь приводит к необходимости использовать очень эффективные двигатели с высоким удельным импульсом. Такие двигатели разрабатываются уже не один десяток лет, но реально они не вышли за пределы лабораторных разработок. Хотя отдельные типы таких двигателей использовались в космосе, но целостный вариант включающий пакет двигателей и источник энергии пока не был создан для полетных испытаний. Это связано с большой сложность и масштабностью проблемы и соответственно дороговизной всей затеи. В результате общая совокупность проблем, которые необходимо решить отодвигают экспедицию на Марс как минимум на два десятилетия, и это, не смотря на почти 50 лет опытно-конструкторских работ в этом направлении.

США приняли иную концепцию. В начале разработка техники и освоение Луны, потом постепенное освоение Марса без участия человека и, в конце концов, высадка человека "на все готовенькое". Однако это также долгий путь. Да и схема их экспедиции выглядит сложной и малонадежной.

Главное же препятствие на пути к Марсу человека вовсе не технические трудности, а сочетание трех обстоятельств. Первое, невозможность высаживать человека на Марс без детальной разведки и выяснения степени стерильности Марса. Второе, стремление решить в первую очередь амбициозные задачи, поскольку за любым проектом стоит государство, по сути сверхдержавы, для которых борьба за превосходство является главным способом существования. И только на третьем месте можно поставить существующие технические трудности. Однако соотношение причин различное для США и России.

Первое препятствие тормозит развертывание работ над полномасштабным проектом в надежде получить ответ о степени стерильности Марса путем посылки на Марс ряда автоматических роботов. Следующим по важности для США является отсутствие у них необходимых научно-технических и опытно-конструкторских наработок для осуществления такого проекта. Только на третьем месте для США находится обеспечение престижа. Так как они и так уверены в своем первенстве и могут неспешно развертывать фронт работ. Американцы в целом придерживаются принципа step by step. Однако их проект может оказаться слишком масштабным и непомерным даже для такой богатой страны как США. Вполне возможно, что когда дойдет очередь до реальной технической проработки существующий вариант может претерпеть значительную эволюцию в сторону упрощения и снижения его стоимости.

Стремление решить амбициозные задачи в основном тормозит развертывание российского проекта. Дело в том, что требование технически обеспечить высадку человека на Марс пусть даже во второй экспедиции и стремление во что бы то ни стало опередить США как раз и приводит к возникновению противоречия между указанными задачами и уже достигнутым уровнем технической проработки проекта и существующими возможностями его финансировать. Иначе, стремление объять необъятное, получить все и сразу приводит к невозможности решить возникающие технические задачи в приемлемые сроки. Увеличение масштабов проекта требует большого финансирования, которое российское государство обеспечить не может, в результате, несмотря на огромный опыт работ и наличие высокой степени готовности отдельных компонентов российский проект фактически уже свыше 20 лет топчется на месте. Поэтому для российского подхода характерно несоответствие желаемого и действительного.

В целом все это откладывает реализацию полета к Марсу на неопределенное время, как для США, так и для России. Альтернативой в таких условиях может быть только проект, основанный на принципе разумной достаточности. Основной целью, которого не является решение амбициозных или сверх масштабных задач. Основной задачей первого этапа является задачи чисто научные, с параллельным и поэтапным обустройством инфраструктуры на орбите Марса, а возможно и на поверхности Марса. Именно такой проект, основанный в значительной степени на уже существующей космической технике, и описывается здесь.

Предлагаемый проект может быть принят к реализации как отдельными государствами не располагающими большой космической мощью, так и негосударственными структурами, ставящими целью продвижение человечества по просторам Вселенной или иную частнопредпринимательскую деятельность в космосе.

С учетом изложенных выше проблем, главной из которых является проблема возможного наличия внеземной жизни на Марсе, основной целью первого этапа проекта является изучение Марса с целью поиска внеземной жизни. В случае обнаружения внеземной жизни на Марсе изучение всех свойств и особенностей внеземной жизни, а также взаимодействие с земными формами жизни. Только если жизни на Марсе не будет обнаружено или будет доказана её безвредность наступит следующий этап - высадка человека на Марс и продолжение исследовательской деятельности. В дальнейшем исследовательская работа на поверхности Марса переводится на постоянную основу в виде создания постоянно действующей базы, которая в будущем может стать ядром первого поселения на Марсе.

 

Особенности реализации проекта

 

 

 

 

Вид корабля на основе ЖРД.

 

 

 

Вариант космического катера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С учетом вышесказанного принята такая концепция.

На орбиту Марса доставляется орбитальная лаборатория, которая постепенно с помощью транспортного корабля снабжения оснащается дополнительным оборудованием, радиационной защитой, топливом и другими необходимыми компонентами.

Экипаж доставляется на орбиту Марса и затем возвращается на Землю в корабле, минимизированном по полезной нагрузке.

Таким образом, обустройство инфраструктуры и масштаб орбитальной конфигурации никак не связан с массой пилотируемого корабля. Это позволяет разорвать порочный круг, когда стремление решить все задачи, в том числе и высадку на Марс приводят к неоправданному росту полезной нагрузки, которую надо единым пуском отправить на орбиту Марса, а потом вернуть к Земле. Большая масса полезной нагрузки приводит к необходимости непременно использовать двигатели с большим удельным импульсом и мощные источники энергии (ядерные и солнечные).

Создание небольшого по массе пилотируемого корабля, своего рода космического катера намного облегчает техническую сторону задачи и уменьшает потребное финансирование. Так как в этом случае можно использовать уже существующие и хорошо отработанные в космосе технологии в частности есть принципиальная возможность вернуться к использованию одноразовых разгонных блоков на жидкостных двигателях. Подобная схема хорошо зарекомендовала себя на выводе полезных грузов на орбиту Земли. На первый взгляд казавшаяся эффективной система многоразовых челночных кораблей оказалась менее эффективной, чем традиционные одноразовые носители.

Состав транспортных средств необходимых для реализации проекта:

0 Тяжелые носители для доставки разгонных блоков на орбиту земли. ("Энергия")

+ Средние носители для доставки на орбиту Земли разнообразного оборудования и элементов будущей орбитальной станции и пилотируемого корабля. ("Протон", "Зенит")

+ Малые носители для доставки экипажа и монтажных бригад на орбиту Земли. ("Союз")

Компоненты первого этапа проекта:

0 Тяжелые разгонные блоки.

0 Средние разгонные блоки.

0 Транспортный корабль снабжения "Марс-прогресс".

0 Научная лаборатория.

0 Транспортная платформа.

0 Марсианские роботы и научные приборы.

0 Малые взлетно-посадочные системы.

+ Универсальный стыковочный отсек.

0 Межорбитальный пилотируемый корабль

+ Блоки биозащиты.

+ Спутники связи.

0 Пилотируемый корабль в составе: жилой блок, возвращаемый корабль.

На втором этапе освоения Марса потребуется:

00 Пилотируемый корабль для многочисленного экипажа

0 Транспортная платформа.

0 Марсианские роботы и научные приборы.

0 Малые взлетно-посадочные системы.

0 Биолаборатория (если будет найдена жизнь).

0 Дополнительный жилой блок.

+0 Блок биологического обеспечения жизнедеятельности (оранжерея, ферма).

0 Блок топливозаправщика.

00 Марсианский корабль.

На третьем этапе потребуется компоненты для инфраструктуры марсианской научной базы:

00 Тяжелый марсианский транспортный корабль.

00 Жилые блоки.

00 Научная лаборатория.

00 Транспортные средства (марсомобиль с жилым отсеком).

00 Механические средства (универсальный трактор).

0 Электростанция.

0 Блок биологического обеспечения жизнедеятельности (оранжерея, ферма).

00 Система производства воздуха и метана.

Принятые обозначения:

+ есть компонент.

0 есть прототип или техническая проработка.

00- есть проект.

 

 

 

 

 

Hosted by uCoz