Марсианский проект С. П. Королёва

Основное наше внимание было направлено, в первую очередь, на поиск оптимальной компоновки ТМК ( рис. 3.3.1). Главным фактором, определявшим облик и конструкцию, являлась длительная невесомость. Бороться с ней пытались путем создания искусственной тяжести за счет вращения корабля вокруг центра масс. Жилые и часто посещаемые отсеки старались разместить на максимальном удалении от центра вращения. Разумным тогда представлялось расстояние в 10–12 метров.

Следующим важным фактором была необходимость обеспечения экипажа пищей, водой и воздухом, запасы которых для трех человек на 2–3 года полета имели неприемлемые весовые характеристики. Снизить их можно было только за счет воспроизводства на борту. Для этого разрабатывался специальный замкнутый биолого-технический комплекс (ЗБТК), призванный обеспечить круговорот веществ, потребляемых и выделяемых экипажем, по существующей в наших земных условиях схеме. Немало разделов в моей тетради посвящено именно ЗБТК.

Основой процесса круговорота веществ в ЗБТК являлся фотосинтез, поэтому была спроектирована оранжерея, где предполагалось выращивать картофель, сахарную свеклу, рис, бобовые, капусту, морковь, салат и другие культуры. Растения планировалось размещать на компактных стеллажах, разумеется, не в земле, а на гидропонике, корни же помещать в специальные капсулы, к которым подводится питательный раствор. Проводились многочисленные расчеты по определению оптимальной площади оранжереи. Она выбиралась из условия получения наилучших весовых характеристик самой оранжереи и элементов корабля, вес которых зависел от ее площади. На каком-то этапе проектирования она достигала 60 м ². В состав ЗБТК также входили хлорельный реактор, ферма с животными — кроликами или курами, от которых впоследствии отказались, и система утилизации отходов с запасами реактивов. По вопросам растениеводства проводились консультации с ведущими сельскохозяйственными специалистами страны, в частности, с ленинградским профессором Мошковым, который выращивал до 400 кг помидоров в год на одном м ²огорода. Сергей Павлович придавал большое значение разработке оранжерее, видя в ней главную возможность для снижения веса корабля и увеличения за счет этого числа членов экипажа. Наши сельскохозяйственные академики охотно обсуждали возникающие проблемы с Николаем Протасовым.

Для освещения растений использовали естественное солнечное излучение. От искусственного отказались из-за низких весовых характеристик элементов солнечных батарей. В условиях пониженной освещенности у Марса необходимая для освещения растений площадь солнечного потока достигала сотен метров. Ввести такой поток внутрь корабля через прозрачные стенки его корпуса, как в обычной огородной теплице, не представлялось возможным, прежде всего, по тем же весовым соображениям. Поэтому была придумана весьма сложная система питания оптическим излучением Солнца (ПОИС), основными элементами которой являлись концентраторы цилиндрической формы, расположенные вдоль корпуса корабля с двух сторон под определенным углом. При ориентации их на Солнце отраженный и сжатый ими солнечный поток в концентрированном виде вводился через щелевые иллюминаторы, расположенные вдоль корпуса, внутрь корабля, где распределялся между потребителями.

Совместить вращение корабля с его постоянной солнечной ориентацией во время полета также оказалось непросто. Конкретные решения по этим двум проблемам порождали третью — весовую. Вращение корабля, необходимое для создания искусственной тяжести, нужно было организовать в плоскости расположения концентраторов солнечной энергии, которые должны были сохранить постоянную ориентацию на Солнце. При полете ось вращения корабля будет сохранять свое положение в пространстве и постепенно отклоняться от направления на Солнце. Для соблюдения нужной ориентации плоскость вращения корабля должна постоянно поворачиваться на Солнце. Для выполнения таких поворотов вес топлива для двигателей мог достигать 15 тонн, что потребовало бы дополнительного использования нескольких ракет Н1.

Интуитивно мы надеялись, что в длительных полетах можно будет обойтись без искусственной тяжести. Это позволило бы существенно упростить компоновку. Но ведь речь идет о 1962 годе, когда экспериментальных подтверждений благополучной реакции человека на невесомость не имелось, в отличие от фактов плохой ее переносимости. Мы обязаны были решить этот клубок противоречий и придумать другие варианты.

Решение было вскоре найдено, когда плоскость вращения корабля совместили с плоскостью траектории полета по принципу вращения бумеранга. Но концентраторы-то по-прежнему должны были смотреть на Солнце. В результате появились новые немыслимые компоновочные схемы ( рис. 3.3.2), на которые сегодня нельзя смотреть без улыбки. Но такова история — именно так рождался марсианский проект.