Приветствую вас, мои космические друзья. В 1991 году компания Боинг провела исследование посвященное созданию космического аппарата для пилотируемой миссии на Марс.
В 1989 году президент США Джордж Буш-старший в рамках Инициативы по исследованию космоса (SEI), выдвинул предложение отправить американских астронавтов на Марс. В 1989 году космическое агентство НАСА разработало стратегический план, получивший неофициальное название “90 Day Study” (90-дневное исследование), после чего оно привлекло своих подрядчиков к работе над данным планом.
Одна из этих задач заключалась в разработке космической системы для доставки людей и грузов на поверхность Луны и Марса. Компания Боинг была одним из основных подрядчиков НАСА. В 1989 году, компания провела первоначальное исследование данного проекта, а через два года она расширила свои исследования в этом направлении. На первом этапе своего исследования компания проанализировала преимущества и недостатки различных подходов к пилотируемым миссиям на Марс, чтобы космическое агентство НАСА смогло выбрать один из предложенных проектов. Большинство из этих проектов включали использование новых типов двигательных установок, таких как ядерные ракетные двигатели и электрические (ионные) ракетные двигатели.
Однако один из вариантов был более традиционным и точно соответствовал базовым требованиям НАСА к миссии на Марс. Этот вариант был впервые представлен в заключительном исследовании на первом этапе рассматриваемой программы. Всем марсианским аппаратам было присвоено название исследовательской программы — Space Transfer Concepts and Analyses for Exploration Missions (STCAEM). Один из предложенных проектов получил название STCAEM-CAB. CAB - cryogenic/aerobraking - "криогенный ракетный двигатель/аэродинамическое торможение".
Миссия на Марс рассматривалась в контексте всей Инициативы по исследованию космоса (SEI) не в последнюю очередь по той причине, что предложенный компанией Боинг космический аппарат должен был иметь массу равную 801 тонне. Ни одна ракета-носитель не была способна вывести данный космический аппарата в космическое пространство, поэтому космическая станция Freedom ("Свобода"), входящая в Инициативу SEI, должна была служить базой для сборки этого огромного космического корабля на околоземной орбите. Также предполагалось использовать лунную базу, которая в контексте полета на Марс выполняла бы две функции: она должна была служить испытательным полигоном для различных технологий, а также служить местом для размещения специально изолированного жилого модуля, который бы имитировал условия длительной миссии на Марс.
Используя ракету-носитель Shuttle-Z - вариант космического челнока, в котором орбитальный аппарат был заменен полезной нагрузкой массой в 87,5 тонн, планировалось совершить восемь полетов к станции Свобода с различными компонентами космического корабля. После сборки космический аппарат STCAEM-CAB должен был состоять из нескольких секций, самой большой из которых была трансмарсианская разгонная ступень Trans-Mars Injection Stage (TMIS) массой в 545,5 тонны.
Работающая на жидком водороде и жидком кислороде (криогенных компонентах), четырехдвигательная разгонная ступень TMIS должна была вывести космический аппарат на траекторию полета к Марсу, после чего она должна была быть отстыкована. Компания Боинг пришла к выводу что использование криогенной ступень будет наиболее эффективно, когда Марс будет находиться в противостоянии, при этом продолжительность всей миссии займет 580 дней.
При разработке различных миссий на Марс инженеры зачастую прибегали к необычным приемам, которые должны были сократить расход топлива. Например, в рамках Комплексного программного плана, марсианский космический аппарат должен был выйти на эллиптическую орбиту вокруг Красной планеты. Конечно же при этом спуск посадочного модуля на поверхность Марса происходил бы с большей скоростью, но лучшим решением было замедлить относительно небольшой Марсианский экскурсионный модуль - MEM, чем вывести на круговую марсианскую орбиту весь межпланетный космический аппарат.
В случае с космическим аппаратом STCAEM-CAB, выход на орбиту Марса и посадка на его поверхность была еще более необычной. На протяжении большей части полета к Марсу, два основных компонента космического аппарата - марсианский посадочный модуль Mars Excursion Vehicle (MEV) и марсианский транспортный модуль Mars Transfer Vehicle (MTV), должны были оставаться состыкованными друг с другом. Посадочный модуль MTV имел размеры 7,6 на 9 метров. Это позволило бы иметь около 50 кубических метров жилого пространства для размещения экипажа, и еще 50 кубических метров жилого пространства приходилось на марсианский транспортный модуль (MTV).
За пятьдесят дней до прибытия к Марсу, два модуля должны были разделится, при этом экипаж оставался бы в марсианском транспортном модуле, который, в случае неполадок, мог бы вернуться на Землю. Затем каждый модуль должен был войти в атмосферу Марса и замедлиться за счет использования большого теплозащитного экрана. Первым маневр торможения должен был осуществить марсианский посадочный модуль МEV. Этот маневр должен был быть осуществлен за 24 часа до прибытия пилотируемого модуля MTV, что дало бы Центру управления полетами возможность понаблюдать за процессом торможения и решить - безопасно ли проводить второе аэродинамическое торможение.
После того, как оба космических аппарата выполнят аэродинамическое торможение и выйдут на орбиту вокруг Марса, они должны были снова состыковаться друг с другом. Экипаж должен был пересесть на марсианский посадочный модуль, а затем спустится на поверхность Красной планеты.
Астронавты должны были пробыть на поверхности Марса 30 дней, после чего взлетная ступень MEV с экипажем на борту стартует на орбиту и состыкуется с модулем MTV. Марсианский транспортный модуль доставит экипаж к Земле, где он вновь совершат аэродинамическое торможение, и выйдет на околоземную орбиту. Экипаж должен был переместится в спускаемую капсулу, похожую на капсулу космического корабля "Аполлон" (шириной 3,9 метра и высотой 2,7 метра), и совершить посадку. Модуль MTV должен был оставаться на околоземной орбите и мог быть отремонтирован для следующего полета.
Компания Боинг предложила три направления развития данной космической программы. Первое направление развития предусматривало минимальный план который был озвучен в рамках 90-дневного исследования. Второе направление представляло собой полноценную научную программу. Третье же направление должно было привести к колонизации Красной планеты. Последнее направление развития космической программы предусматривало высадку на Марс к 2009 году и создание постоянной марсианской базы к 2024 году. База должна была быть рассчитана на 24 человека, причем некоторые астронавты должны были находится на ней на протяжении нескольких лет. Научно-ориентированная космическая программа должна была быть реализована к концу 2010 года и предусматривала создание постоянной лунной базы на четыре человека и периодически обитаемой марсианской базы на шесть астронавтов. При реализации минимального варианта предполагалось осуществить первую высадку на Марс к 2016 году. Этот план не предусматривал создания постоянной марсианской и лунной баз.
Что касается стоимости каждого проекта, то компания Боинг указала на то, что стоимость Программы промышленного развития и освоения Марса составила бы 100 миллиардов долларов. Эта программа была рассчитана на период с 2001 по 2036 годы, с пиком финансирования в 19 миллиардов долларов, который бы пришелся на 2020 год.
Так что же привело к отмене марсианской космической программы? Во-первых, цена в 100 миллиардов долларов. Администрация Буша-старшего, не очень-то и горела желанием реально финансировать марсианскую часть инициативы SEI. Если же добавить к этому крайнюю враждебность со стороны Конгресса США, то конечная цель Инициативы по исследованию космоса — миссия на Марс, с самого начала оказалась под угрозой отмены. Само же космическое агентство НАСА реально провалило всё, предложив грандиозные планы; к примеру 800-тонный марсианский космический корабль, полноценную космическую станцию "Свобода" и постоянную лунную базу.
В конечном итоге, этот проект страдал от той же проблемы что и марсианская миссия Комплексного программного плана начала 70-х годов. Он существовал в длинной череде крупных космических программ, лишь некоторые из которых в конечном итоге были реализованы. Чтобы запустить космический аппарат STCAEM-CAB, необходимо было реализовать целый ряд других дорогостоящих космических проектов, что изначально делало его полет крайне маловероятным.
Ну а на сегодня у меня всё. Спасибо за внимание!
Ссылочка на документ НАСА и комании Боинг по данному проекту будет тут.