Марсианин: как выжить на Красной планете

Учитывая большую продолжительность экспедиции (три года), конструкторы уделили особое внимание системе жизнеобеспечения экипажа. Созданные к тому времени системы, основанные на запасе кислорода, воды и продуктов без их возобновления, не позволяли реализовать программу из-за недопустимо большой массы этих запасов. Поэтому нужны были новые системы с так называемым «замкнутым циклом». Для регенерации кислорода из выдыхаемого космонавтами углекислого газа должны были применяться контейнеры с водорослями хлорелла. Для пополнения рациона в бортовой гидропонной оранжерее корабля предполагалось выращивать овощи, что позволило бы снизить массу продуктов на величину от 20 до 50 %. Так как оранжерея составляла неотъемлемую часть всех проектов тяжелых межпланетных кораблей, серьезной проблемой стал подвод света к растениям. Эта задача решалась применением крупногабаритных наружных солнечных концентраторов.

Для отработки прототипа замкнутой системы жизнеобеспечения бюро Сергея Королева в содружестве с Институтом медико-биологических проблем и заводом «Звезда» построило аналог жилого отсека «ТМК» – наземный экспериментальный комплекс (НЭК), в котором три испытателя (Герман Мановцев, Борис Улыбышев и Андрей Божко) провели целый год, начиная с 5 ноября 1967 года. О результатах уникального по тем временем эксперимента Андрей Божко написал в книге «Год в „Звездолете“» (1975). Аналогичные испытания замкнутой системы жизнеобеспечения продолжительностью девяносто суток с экипажем из четырех человек были проведены в США значительно позже – в июле-сентябре 1970 года.

Однако в середине 1960-х годов почти все силы творческого коллектива бюро Сергея Королева были брошены на реализацию приоритетной программы высадки на Луну, что сильно затормозило разработку «ТМК-Э».

Проект «Аэлита»

О полете к Марсу советские специалисты вновь заговорили в 1969 году. Лунная «гонка» была проиграна, и для восстановления потерянного престижа в СССР всерьез рассматривали возможность затеять марсианскую «гонку».

Инициатива исходила от академика Мстислава Келдыша, который на Совете главных конструкторов 27 января 1969 года заявил следующее (цитирую по книге Бориса Чертока «Ракеты и люди. Лунная гонка»):

«Меня беспокоит, что у нас нет… ясной цели. Сегодня есть две задачи: высадка на Луну и полет к Марсу. Кроме этих двух задач, ради науки и приоритета никто ничего не называет. Первую задачу американцы в этом или следующем году решат. Это ясно. Что дальше? Я за Марс. Нельзя делать такую сложную машину, как „H1“, ради самой машины и потом подыскивать для нее цель. 1973 год – хороший год для беспилотного полета тяжелого корабля к Марсу. <…> Мы можем в 1975 году осуществить запуск пилотируемого спутника Марса двумя носителями „H1“ со стыковкой на орбите. Если бы мы первыми узнали, есть ли жизнь на Марсе, это было бы величайшей научной сенсацией. С научной точки зрения Марс важнее Луны».

Итак, задача была сформулирована. В качестве носителя должна использоваться ракета «Н-1» (или модифицированная версия «Н-1М»). На нее и ориентировались инженеры группы Константина Феоктистова, которому был поручен новый проект, получивший название «Аэлита». 30 июля 1969 года появился приказ министра общего машиностроения № 232 о разработке ракетно-космического комплекса (РКК), обеспечивающего экспедицию на планету Марс.

Основные параметры проекта «Аэлита» предполагались следующими: продолжительность полета – 630 дней; пребывание на околомарсианской орбите – 30 дней; пребывание на Марсе посадочного модуля с космонавтами – 5 дней.

Сам корабль, получивший рабочее название «Марсианский экспедиционный комплекс» («МЭК»), предполагалось создать на околоземной орбите путем автоматической стыковки двух беспилотных блоков массой примерно по 75 тонн, выводимых в космос ракетами «Н-1М». Первый блок – марсианский орбитальный комплекс («МОК») и марсианский посадочный комплекс («МПК»), второй – комплекс электроракетной двигательной установки с ядерным источником энергии.

Конструкция марсианского корабля представляла собой удлиненную иглу с вынесенным для радиационной безопасности реактором и коническим тепловым радиатором. В отличие от проекта «ТМК-Э» на поверхность Марса садился один аппарат конической формы с разворачивающимся лобовым щитом. Численность экипажа была уменьшена до четырех человек, а мощность ядерного реактора увеличена до 15 МВт. Габариты «МЭК»: полная длина – 175 м, максимальный диаметр – 4,1 м, полная масса – 150 т.

После стыковки блоков предполагался медленный разгон корабля по постепенно раскручивающейся спирали. Как только «МЭК» выйдет из зоны радиационных поясов Земли, следовало осуществить подсадку экипажа на комплекс с использованием лунных кораблей типа «7К-Л1», оснащенных средствами сближения и стыковки на высокой околоземной орбите и запускаемых на траекторию полета с помощью ракеты-носителя «Протон-К».