Марсианский проект С. П. Королёва

Приведенные соображения — лишь незначительная часть противоречивых требований, которые пришлось увязывать при выборе оптимальной компоновки марсианского комплекса. Сюда же можно отнести и размещение панелей солнечных батарей площадью 85 м ², радиаторов и жалюзи системы терморегулирования площадью 34 м ², антенн, обеспечение необходимых полей зрения оптических датчиков системы ориентации, взаимное расположение обитаемых отсеков, выбор оптимального соотношения диаметра и длины комплекса и многое другое. Все эти проблемы приходилось решать при проектировании. Большинство из них нашли отражение в тетради в виде конкретных ежемесячных планов всех участников работ.

3.7. Преимущества весовых характеристик нового варианта ТМК

Правильность выбора принятой схемы экспедиции на Марс с применением ЖРД и аэродинамического торможения должны были подтвердить новые весовые характеристики межпланетного комплекса. Параллельно с анализом компоновочных схем и определением конструктивного облика ТМК было проведено большое количество расчетов по определению характеристик всех его бортовых систем ( рис. 3.7.1).

Это позволило провести ревизию весовых сводок всех 24 систем межпланетного и 22 систем посадочного комплексов ( рис. 3.7.2). В результате определены весовые характеристики в варианте с аэродинамическим торможением ( рис. 3.7.3). Масса комплекса составила 83,1 т, в том числе: ТМК — 16,8 т, посадочный комплекс — 30 т, разгонный блок — 36,3 т. Затраты веса на обеспечение аэродинамического торможения, включая вес защитного тормозного экрана, составляли по предварительным расчетам примерно 20 % (около 20 т) от тормозимого веса, в то время, как вес ракетного блока мог достичь 200 % (около 180 т).

Иными словами, большая часть полезного груза, выводимого на ОИСЗ при запусках ракеты Н1, приходилась на топливо (около 450 т), необходимое для доставки к Марсу тормозного блока. Сравнительные весовые характеристики двух вариантов — с аэродинамическим торможением и с тормозным блоком — представлены на рис. 3.7.4. Так, масса ракетного комплекса для разгона с ОИСЗ к Марсу для обоих вариантов составляет, соответственно, 211 т и 655 т, а масса всего комплекса на ОИСЗ перед стартом — 378 т и 1141 т.

При использовании схемы с аэродинамическим торможением появлялась перспектива существенно снизить общее потребное количество ракет Н1. Так, для формирования на околоземной орбите комплекса массой порядка 1200 тонн необходимо 14–15 носителей Н1 и время для сборки 3–4 года, что не позволяет относиться к этому варианту серьезно. Если же исключить из схемы тормозной блок и заменить его на тормозные аэродинамические устройства, то ракет может понадобиться всего пять, а время сборки сократится до 1 года. Такой проект имеет право на дальнейшее развитие в качестве основного варианта экспедиции.

В дальнейшем, увеличивая грузоподъемность ракеты Н1 до 95 тонн, улучшая весовые характеристики систем межпланетного и посадочного комплексов и снижая вес тормозных устройств за счет их объединения с конструкцией ТМК и ПК, можно было сократить стартовый вес до 350 тонн, а количество ракет до четырех и даже трех. В этом случае вариант полета на Марс на ЖРД, с учетом перспективных возможностей Н1 выводить на орбиту до 240 тонн, во всех отношениях был весьма перспективным.

Таким образом, проведенные в отделе Тихонравова в 1960–1964 годах проектные проработки по марсианской экспедиции полностью подтвердили правильность принятого Королевым в июле 1962 года решения ориентироваться на жидкостные ракетные двигатели вместо ЭРДУ. Это избавляло от проблем, связанных с созданием ЭРДУ, которые не решены до сих пор, а с учетом аэродинамического торможения обеспечивало удовлетворительное решение весовых проблем и вселяло твердую уверенность в возможности осуществления пилотируемого полета на Марс до конца 70-х годов.

3.8. Планы экспериментальной отработки ТМК

С января 1964 года, в соответствии с главным выводом отчета 1962 года, были развернуты работы по двум направлениям: проектированию тяжелой орбитальной станции (ТОС) для отработки ТМК на ОИСЗ и проектированию ТМК для проведения его наземной отработки в ИМБП ( рис. 3.8.1). При создании ТОС выбирались оптимальные высоты орбит станции с учетом ее торможения в атмосфере, необходимости одновременной доставки на нее экипажей и грузов и наличия вокруг Земли радиационных поясов.

Понимая, какие возможности открываются с появлением на орбите такой станции, Королев поручает сформировать комплексную программу исследований, проводимых на ТОС параллельно с отработкой ТМК. Мы ожидали большого интереса у заинтересованных организаций, однако наши надежды не оправдались. Академия наук и военные отнеслись к новым возможностям с прохладцей. Ни о каких официальных предложениях мне, по крайней мере, в то время не было известно. Тем не менее, такая программа в интересах науки, народного хозяйства и обороны была нами сформирована, и предполагаемые задачи были сгруппированы по следующим направлениям.