Советский Союз рассматривал возможность пилотируемого полета человека на Марс еще до того, как Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе. Один из этих проектов под названием «Марсианский пилотируемый комплекс» (МПК) разрабатывался в 1956-1962 годах. С его помощью советские инженеры надеялись отправить команду космонавтов на Марс до 1975 года.
Марсианский пилотируемый комплекс МПК
Марсианский пилотируемый комплекс МПК, статус – исследование 1956 г. Это первое серьезное исследование в Советском Союзе пилотируемого полета на Марс было выполнено М. Тихонравовым. Марсианский пилотируемый комплекс (МПК) мог иметь массу 1630 метрических тонн и высадит экипаж на Марсе в 30-месячной экспедиции.
Первое серьезное исследование в Советском Союзе пилотируемого полета к Марсу было инициировано секцией М. Тихонравова ОКБ-1 Королева. Исследовательская группа сначала рассмотрела полную пилотируемую экспедицию на Марс. Это следовало классическому сценарию, разработанному группой Фон Брауна в его Марсовом проекте 1948 года.
Марсианский пилотируемый комплекс мог быть собран на низкой околоземной орбите. Используя обычное жидкое топливо, он будет лететь по траектории Гомана, выйдя на марсианскую орбиту, десантный корабль спустится на поверхность. После чуть более года исследования поверхности космонавты вернутся на Землю.
Было подсчитано, что начальная масса МПК будет составлять 1 630 метрических тонн, и в конце 30-месячной миссии на Землю, возвращаемое транспортное средство будет весом всего 15 метрических тонн. При запланированной полезной нагрузке N1 от 75 до 85 метрических тонн потребуется 20-25 запусков для сборки МПК.
Краткое описание миссии MПK:
- Ракета-носитель: N1.
- Жидкое топливо: Керосин.
- Год запуска: 1975.
- Экипаж: 6.
- Время полета: 270 суток.
- Время пребывания на Марсе: 360 суток.
- Время возврата: 270 суток.
- Общее время миссии: 900 суток.
- Количество пусков, необходимых для сборки полезной нагрузки на низкой околоземной орбите: 25.
Пилотируемый межпланетный космический корабль ТМК-1
Исследование 1959 года. В 1959 году группа энтузиастов 3-й секции ОКБ-1 под руководством Г.У. Максимова приступила к проектированию этого первого фантастического проекта пилотируемого межпланетного путешествия.
Космический корабль ТМК-1 весом 75 тонн высотой 12 метров должен был принять трех человек для полета на Марс. После 10,5-месячного полета экипаж мог пролетать мимо Марса, сбрасывая дистанционно управляемые посадочные модули, а затем отправился по траектории возврата на Землю.
Первый полет ТМК-1 на Марс должен был начаться 8 июня 1971 года, космонавты вернулись бы на землю 10 июля 1974 года после трехлетнего, одного месяца и двухдневного рейса.
Казалось, что нет никаких шансов на то, что гигантский проект экспедиции MПK Марс будет одобрен или завершен в разумные сроки. Таким образом, более реалистичная первоначальная миссия на Марс или Венеру стала основой следующего исследования. Идея заключалась в том, чтобы пилотируемый космический корабль, запускался одним N1. Требования к выполнению этого проекта будут определять спецификации для ракеты-носителя N1. Одной из причин, по которой Советский Союз не победил Америку в лунной гонке, было то, что N1 был рассчитан на запуск ТМК-1, а не на прямую посадку, на Луну.
По плану проекта было два варианта следующего этапа миссии:
- В первом ТМК-1 с тремя космонавтами мог быть выведен на околоземную орбиту одним запуском N1.
- Во втором варианте ТМК-1 мог быть запущен беспилотным, затем экипаж прибыл бы на ТМК на космическом корабле “Север” или “Союз”.
Стадия инъекции жидкого кислорода, керосина ускорит его в длительном путешествии к Марсу. После выгорания ракетной ступени общая начальная масса 75 метрических тонн уменьшится до 30 метрических тонн.
После начала полета к Марсу весь космический аппарат начал бы вращаться вокруг своего центра масс для обеспечения искусственной гравитации. Секция экипажа была бы массой 15 метрических тонн, диаметром 6 м и длиной 12 м.
От носа до кормы в круизной конфигурации ТМК-1 состоял:
- Жилой или пилотный отсек, с внутренним объемом 25 куб.
- Секция работ или оборудования, в том числе люк для действий вне транспортных средств и укрытие от солнечной бури, когда солнечные вспышки довели уровни межпланетной радиации до уровня опасности. Общий объем секции 25 куб.
- Отсек биологических систем с системой экологического контроля замкнутого цикла общим объемом 75 куб.
- Агрегатная секция, с капсулами зонда Марса, двигателем коррекции среднего течения КДУ, системой экологического контроля замкнутого цикла, солнечными панелями и радио антеннами.
- Капсула для наземного возвращения космонавтов SA, диаметром около 4 м, с конфигурацией «обратный Союз».
Важнейшим элементом проекта пилотируемого полета ТМК-1 стала разработка системы экологического контроля замкнутого цикла. Система использовала биологические процессы, которым помогают некоторые физико-химические процессы, чтобы имитировать экосистему Земли. Сине-зеленые водоросли использовались, чтобы преобразовать выдыхаемый экипажем углекислый газ обратно в кислород и обеспечить почти полное восстановление воды и отходов организма. От 20% до 50% пищи экипажа будет выращиваться в гидропонных теплицах. Как добиться всего этого в тесных границах ТМК-1 было серьезной задачей. Это потребовало бы использования интенсивного солнечного света на ограниченной территории.
Особой проблемой межпланетного полета была защита от излучения солнечного ветра и космических лучей. Показания с беспилотных спутников показали, что нормальная совокупная доза радиации в течение полета на Марс будет в пределах приемлемых уровней. Но экипажу потребуется особая защита в периоды максимальной солнечной активности. В такие времена они нашли убежище в радиационном укрытии. Укрытие состояло из экранированного туннеля, оборудованного упрощенной станцией управления космическим кораблем, расположенной в модуле оборудования.
Другой биологической проблемой, о которой ничего не было известно при проектировании ТМК, было влияние длительной невесомости на человека. Вращение TMK вокруг своей оси было изучено как средство создания искусственной гравитации, но небольшой диаметр означал, что силы Кориолиса будут вызывать тошноту и, вероятно, будут хуже для людей, чем невесомость. Было решено, что ТМК будет вращаться только периодически во время полета, чтобы сохранить космонавтов приспособленным к силам гравитации Земли.
Проект проекта ТМК-1 был завершен 12 октября 1961 года.
Пилотируемый межпланетный космический корабль ТМК-Э
Исследование 1960 года. Феоктистов К.П. считал, что пилотируемая конструкция ТМК-1 была слишком ограниченной. Его проектная группа в 1960 году предложила свою концепцию.
TMK-Э Феоктистова стал первым пилотируемым проектом экспедиции на Марс на космическом корабле, приводимом в движение ионными двигателями с ядерным реактором. Корабль был бы собран на околоземной орбите и оттуда направился к Марсу с экипажем из шести человек.
Космический корабль длиной 175 м мог состоять:
- Жилая секция со щитом на носу для размещения всего экипажа из шести человек имела бы размер 6 м в диаметре, 18 м в длину.
- Туннель под небольшим диаметром, к которому были пристыкованы два десантных корабля Марса и земляная капсула типа “Союз”.
- Длинный решетчатый бум, вдоль которого впервые встретились, в центре тяжести космического корабля, кластера ионных двигателей и топливных баков.
- Четыре десантных корабля с наземным транспортным средством.
- Радиационный экран большого диаметра для защиты от реактора.
- В конце решетчатой стрелы, развернутой после запуска и стабилизированной двумя телескопическими стойками, энергетический реактор.
Десантный корабль весом около 10 метрических тонн каждый представлял собой конусообразные аэро снаряды с тупым основанием, диаметром 5,5 м и высотой 9 м. На поверхности оболочка будет отделяться, а ее часть обеспечит панцирь для наземных транспортных средств внутри. Сам спускаемый «Поезд-Марс» будет состоять из пяти связанных блоков:
- Передний с кабиной экипажа, манипуляторами и системой бурения.
- Второй стартовый, с платформой для вертикального взлета и горизонтального полета в марсианской атмосфере.
- Два блока с ракетными стартовыми площадками. Любая ракета (одна запасная) может быть использована для посадки экипажа из трех человек и возвращения в док с основным космическим кораблем на околоземной орбите. Сами спускаемые аппараты представляли собой четвероногие усеченные конусы высотой 5,4 м и шириной 7 м по шасси.
- Кормовой блок с ядерным реактором для питания поезда.
После сборки «Поезд-Марс» на поверхности, команда осуществит исследования поверхности и атмосферы красной планеты. Они совершат полный обход планеты от полюса до полюса. Данные будут передаваться с поверхности экипажу космического корабля на его орбите Марса, а затем ретранслировать на Землю. После завершения своей работы космонавты вместе с образцами почвы и другими результатами исследований вернется на ТМК-Э на околоземной орбите и оттуда на Землю.
Однако известные советские планирование провалились. Все четыре беспилотных летных испытания ракеты N-1 закончились неудачей. Советский Союз проиграл лунную гонку, а планы пилотируемого полета на Красную планету были забыты.
По иронии судьбы, сильные стороны советского режима, позволившие ему продвинуться в космической гонке, обречены на марсианский проект. Сложность принятия решений, часто меняющиеся цели и отсутствие единого космического агентства привели к отмене полетов на Луну, Марс и другие планеты. Вместо этого советские космические эксперты сосредоточились на, возможно, менее амбициозной, но не менее сложной программе колонизации орбиты Земли.