Американские и советские конструкторы, работающие в космической отрасли, именно в Марсе видели свою главную цель и тот рубеж, после достижения которого можно будет говорить о следующей цели – звездах. В недрах конструкторских бюро и лабораторий постоянно рождались самые удивительные проекты пилотируемой экспедиции на Марс, но пока что ни один из них не был реализован даже частично.
Марсианская программа НАСА
В сентябре 1969 года руководство агентства НАСА подготовило доклад для президента и его администрации, озаглавленный «Космическая программа после Аполлона: директивы на будущее» («The Post-Apollo Space Program: Directions for the Future»).
В докладе отмечалось, что программа «Сатурн – Аполлон», безусловно, является высшим достижением в космической области на сегодняшний день, но при этом она – лишь этап долговременного процесса по изучению и освоению человеком Вселенной. Авторы доклада указывали, что в этой связи особое беспокойство вызывает намерение администрации сократить ассигнования перспективных программ, в том числе – проект экспедиции на Марс. Руководители НАСА заверяли, что, используя накопленный в ходе освоения Луны опыт, агентство вполне способно осуществить такую экспедицию в течение ближайших пятнадцати лет. Для этого предлагалось принять полет на Марс в качестве основной цели существующей космической программы.
Сама подготовка к такому полету виделась авторам доклада разделенной на три фазы. Первая фаза – переориентация работы всех бюро, институтов, фирм и заводов, занятых в программе «Сатурн – Аполлон», на решение задач марсианского проекта. Вторая фаза – создание долговременной орбитальной станции и постоянной базы на Луне для обеспечения строительства межпланетного корабля и подготовки экипажей. Третья фаза – собственно серия пилотируемых полетов к Марсу с последующим возвращением на Землю.
Выбор конкретного графика реализации программы оставлялся на усмотрение президента. Тот мог выбирать из двух вариантов: параллельное строительство орбитальной станции и межпланетного корабля (приблизительная стоимость – 6 млрд долларов) или последовательное строительство: сначала станции, а потом – корабля (стоимость – от 4 до 5 млрд долларов). В случае если выбор будет сделан в пользу первого варианта, специалисты НАСА обещали построить межпланетный корабль к 1974 году, с тем чтобы запустить его к Марсу уже в 1981 году. Второй вариант гарантировал запуск межпланетного корабля только в 1986 году.
Любопытно, что в докладе не исключалась возможность вовлечения в программу советских космонавтов и специалистов с целью расширения научного сотрудничества между державами. То есть уже в 1969 году эксперты НАСА говорили о международной программе покорения соседней планеты. Советские ученые заговорят об этом значительно позже.
Что же представляла собой американская программа экспедиции на Марс с инженерно-технической точки зрения? В разные годы самые различные организации предлагали свои проекты корабля для полета к Марсу. Разумеется, выбор оставался за руководством НАСА, ведь именно оно выделяло средства на исследования, так или иначе связанные с этой темой.
Например, с 1963 по 1969 год НАСА финансировало проект «НЕРВА» («NERVA»), направленный на создание ядерного ракетного двигателя для полета к Луне и планетам Солнечной системы. Существовало два проработанных варианта межпланетного корабля для полета на Марс с использованием такого двигателя.
В одном из них предполагалось использовать пять типовых ядерных блоков: связку из трех блоков в качестве первой ступени ракеты-носителя, и по одному такому же блоку – для второй и третьей ступеней. Сборка ядерного носителя должна была производиться на околоземной орбите с использованием лунных ракет «Сатурн-5». Сам полет к Марсу, согласно проекту, мог состояться в 1985 году.
Другой проект космического корабля на базе ядерных ступеней «НЕРВА» представлял собой трехступенчатую ракету, которая, в отличие от первой, не нуждалась в повторном запуске какого-либо из установленных на ней ядерных ракетных двигателей: после того как двигатели отрабатывали свое, их отделяли от корабля. Схема межпланетной экспедиции в этом случае выглядела следующим образом. Старт – 12 ноября 1981 года; выход на эллиптическую орбиту вокруг Марса – 9 августа 1982 года; изучение Марса с высадкой экспедиции на его поверхность; отбытие – 28 октября 1982 года; полет к Венере с ее проходом 28 февраля 1983 года; выход на околоземную орбиту – 14 августа 1983 года; стыковка с многоразовым кораблем «Спейс шаттл» («Space Shuttle»); возвращение экипажа на Землю через 640 дней после отправления.
Предполагалось, что большинство систем и оборудования корабля для полетов к Марсу будет аналогичным системам и оборудованию лунного корабля «Аполлон» (более того, этот проект некоторое время фигурировал под обозначением «Аполлон-Икс»). При этом, однако, обитаемый модуль должен был иметь гораздо более высокое аэродинамическое качество и более совершенную систему теплозащиты, чем возвращаемая капсула «Аполлона», так как при сходе с космической траектории к Земле скорость должна была составить от 13 до 18 км/с.
Согласно проекту, к Марсу должны были отправиться сразу два одинаковых космических корабля. Каждый корабль имеет отсек с оборудованием, командный отсек и отсек посадки на Марс. В случае появления неисправностей в одном из кораблей на любой стадии полета его команда имеет возможность покинуть аварийный корабль в своем командном отсеке и пристыковаться ко второму кораблю. Следовательно, каждый корабль должен вмещать удвоенный экипаж (всего шесть человек). Отсеки с оборудованием и командный работают в переменном поле искусственного тяготения с перегрузкой от 0 до 0,6 g. Жилые помещения находятся в отсеке оборудования. Командный отсек используется при выходе на орбиту, во время входа в атмосферу и посадки, а также при аварийном покидании корабля. Посадочный отсек будет оставлен на околомарсианской орбите после того, как экипаж перейдет в отсек оборудования. Последний будет сброшен перед входом в атмосферу Земли.
Согласно расчетам, весьма эффективным средством уменьшения начального веса системы для полета по маршруту Земля – Марс – Земля является использование аэродинамического торможения в атмосферах Марса и Земли. С учетом этого разрабатывался крылатый космический корабль. Стартовая масса всей ракетно-космической системы составляла 400 т. Система снабжалась ядерной ракетной силовой установкой весом 59 т и собиралась на околоземной орбите с помощью четырех ракет-носителей «Сатурн-5». Планировалось, что первая ракета доставит на орбиту ядерную силовую установку и полезную нагрузку в виде крылатого космического корабля, а три остальных – двенадцать баков с топливом.
В 1969 году проект «НЕРВА» был закрыт. Его дальнейшее развитие требовало значительных капиталовложений, а денег у НАСА едва хватало на обеспечение текущих лунных экспедиций.
Советский марсианский проект
В Советском Союзе с началом 1950-х годов тема пилотируемой экспедиции на Марс стала предметом активного обсуждения. К примеру, инженер Юрий Хлебцевич, занимавшийся секретными военными системами радиоуправления, писал в журнале «Огонек» (1957):
«На современном уровне развития ракетной техники, а также знаний о космосе и планетах полеты космических ракет с людьми на Луну, Марс и Венеру пока не могут быть еще осуществлены. Но в наше время происходит бурное развитие таких новых и мощных отраслей техники, как автоматика и телемеханика, радиолокация, электроника, телевидение, техника полупроводников и техника радиотелеуправления. Новые научные и технические достижения открывают и новые пути для освоения межпланетного пространства и исследования планет. В 1957–1958 годах впервые будут запущены искусственные спутники Земли. В них, как известно, не будет людей, но они будут снабжены приборами для передачи по радио интересующих науку сведений о космическом пространстве.
Потом последуют полеты ракет на Луну, Марс и Венеру тоже без людей, радиотелеуправляемых с Земли. Посредством этих ракет можно будет доставить сначала на поверхность Луны прежде всего подвижные лаборатории-танкетки, оснащенные телевизионной и другой аппаратурой и управляемые по радио с Земли. Эти лаборатории помогут нам решить очень важную задачу: не отправляя в межпланетный полет смельчаков-одиночек, предоставить тысячам ученых вполне реальную возможность наблюдать у экранов специальных телевизоров и другой радиотелеаппаратуры все то, что происходит вдали от Земли, и таким образом изучить все необходимое для первых межпланетных путешествий людей.
Полеты радиотелеуправляемых ракет к далеким мирам можно осуществить гораздо раньше, чем полеты ракет с людьми».
Все это была правда. В распоряжении советских конструкторов космической техники была только одна тяжелая ракета, позволяющая совершать космические рейсы, – ракета «Р-7». Именно с ее помощью при соответствующих доработках на орбиту были выведены и первый спутник, и первый межпланетный аппарат, и Юрий Гагарин на корабле «Восток». Однако «Р-7» не позволяла запустить пилотируемый космический корабль к Марсу – ее мощности хватало бы только на то, чтобы отправить в путешествие небольшую автоматическую станцию. Требовалась совсем другая ракета. И главный конструктор Сергей Королев взялся ее сделать.
