Марсианин: как выжить на Красной планете

Согласно проекту, пилотируемая экспедиция к Марсу должна была выглядеть так. Обитаемая станция «Афина» и разгонный блок собираются на низкой околоземной орбите из нескольких модулей, выводимых туда двумя челноками «Спейс Шаттл» и четырьмя ракетами «Протон». Марсоходы и комплект атмосферных зондов к Марсу доставляются отдельно – ракетой-носителем «Дельта» или российской «Молнией».

Зубрин рассчитал три варианта экспедиции на Марс в зависимости от срока старта. Если бы старт к Марсу был осуществлен 16 апреля 2001 года, то станция вышла бы на ареоцентрическую орбиту к 16 ноября 2001-го, а возвращение экипажа на Землю следовало бы ожидать 16 октября 2003 года. Для старта 20 июля 2003 года прибытие планировалось на 15 июля 2004 года, возвращение – на 15 мая 2006 года. Для старта 29 августа 2005 года прибытие планировалось на 1 октября 2006 года, возвращение – на 5 мая 2008 года. И так далее.

Габариты орбитальной станции «Афина»: длина – 15 м, максимальный диаметр – 5 м, полная масса – 25,9 т. Для создания искусственной гравитации станция должна была вращаться вдоль продольной оси. Электропитание осуществлялось с помощью солнечных батарей. Расчетный срок эксплуатации – два с половиной года. Общий бюджет программы – 2,148 млрд долларов.

Проект Роберта Зубрина выгодно отличался от аналогичной программы НАСА низкой стоимостью и возможностью использования существующих технологий. Но, конечно, он не получил одобрения, поскольку шел вразрез с планами, утвержденными президентом и Конгрессом.

Впрочем, Зубрин не остановился на достигнутом. С 1991 года по сегодняшний день он при поддержке членов «Марсианского общества» разрабатывает масштабную программу «Марс Директ» («Mars Direct»), включающую не только организацию пилотируемой экспедиции к Марсу, но и создание на его поверхности постоянно действующей базы, а в дальней перспективе – и терраформирование красной планеты.

Основным исполнителем программы Роберт Зубрин определил агентство НАСА. Созданием элементов космической системы должна заняться аэрокосмическая фирма «Локхид-Мартин». Что касается собственно проекта пилотируемой экспедиции с высадкой экипажа на марсианскую поверхность, то он в общих чертах напоминает проект НАСА, но проще и дешевле его.

Для реализации проекта пилотируемой экспедиции в рамках программы «Марс Директ» Роберт Зубрин и его коллеги предлагают создать новую сверхмощную ракету-носитель «Арес» («Ares»), способную доставить полезный груз массой в 121 т на околоземную орбиту высотой 300 км, массой 59 т – к Луне и массой 47 т – к Марсу. Первые две ступени носителя представляют собой классические двухступенчатые ракеты, работающие на жидком кислороде и водороде. Третья ступень – перспективный космический корабль «Шаттл АСРМ» («Shuttle ASRM») с ракетными двигателями на твердом топливе.

В варианте программы «Марс Директ» 1991 года экспедиция на красную планету должна была выглядеть так. На первом этапе одна ракета-носитель «Арес», стартуя в декабре 1996 года, доставляет на Марс 40-тонный полезный груз, состоящий из возвращаемого аппарата («ERV», «Earth Return Vehicle»), двух или трех марсоходов, автоматизированного химического комбината («химического процессора»), производящего ракетное топливо прямо из атмосферы Марса, атомный реактор к химическому процессору и 6 т жидкого водорода. Водород является необходимым компонентом при процессе превращения атмосферного углекислого газа в метан и воду. Затем полученная вода электролизом разлагается на водород и кислород, водород идет в цикл, а кислород сжижается про запас. Всего химический процессор должен произвести 24 т метана и 48 т кислорода. Еще 36 т жидкого кислорода планировалось получить непосредственно разложением атмосферного углекислого газа. Таким образом, на выходе экспедиция имеет 107 т ракетного топлива: 96 т для «ERV» и 11 т для марсоходов.

На втором этапе две ракеты «Арес», стартовав в 1999 году, выводят к Марсу 80-тонный полезный груз, включающий обитаемый модуль на экипаж из четырех человек с запасами продовольствия на три года, двигательный отсек для схода с орбиты Марса и мягкой посадки и герметизируемый вездеход с кислородно-метановым двигателем и гарантированной дальностью езды не менее 1000 км. Посадка космического корабля с экипажем осуществляется по маяку, установленному на «ERV». В случае «промаха» экипаж имеет возможность добраться до основной базы на вездеходе.

Кроме основных запусков ракет «Арес» Роберт Зубрин предлагал осуществить еще один – дополнительный. Он должен был состояться на несколько дней раньше, чем отправка пилотируемой экспедиции, и его целью определили доставку резервного возвращаемого аппарата «ERV-2» на Марс. Экипаж мог воспользоваться «ERV-2» в случае непригодности или поломки основного возвращаемого аппарата. Если же никаких сбоев в программе экспедиции не произойдет, то «ERV-2» останется на Марсе в ожидании следующего экипажа.