- Проект тяжёлого межпланетного корабля (ОКБ-1)
- Одним из самых многообещающих,
эффективных и не слишком дорогих в
исполнении космических проектов,
разрабатываемых в СССР, можно было бы
назвать проект тяжелого межпланетного
корабля (ТМК).
-
Прежде чем рассказывать о ТМК,
необходимо вернуться к предыстории
проекта, который с самого начала шел рука
об руку с разработкой ракеты-носителя H1.
-
Основной задачей ракеты (о
создании которой подробно рассказано в
брошюре академика В.П.Мишина «Почему мы
не попали на Луну?») должно было стать
выведение на околоземную орбиту тяжелых
спутников. В задания на проектирование РН
было оговорено, что стартовая масса
носителя не должна превышать 2200 т при
массе полезного груза, выводимого на
низкую околоземную орбиту, 75 т. Исходя из
условий проекта, ракета H1 была
оптимизирована именно на такие исходные
характеристики. Под такую ракету
разрабатывались наземные сооружения и
вся инфраструктура. И хотя
разрабатываемая ракета поражала своими
размерами, особых вопросов, на которые при
проектировании можно было дать строго
отрицательный ответ, как и ярого
скептицизма со стороны оппонентов проект
поначалу не вызывал.
-
Ракету H1 с полной уверенностью
можно назвать главным детищем и мечтой С.П.Королева.
О ее создании Сергей Павлович
задумывался очень давно, еще до начала
космической эры. На представленном в июле
1962 г. эскизном проекте H1 рукой Сергея
Павловича сделана пометка: «Мы об этом
думали в 1956-57 годах». Он понимал, что со
вводом в строй столь мощной РН перед
советской космонавтикой откроются очень
широкие горизонты. Одной из актуальных
задач нового носителя могли стать
запуски тяжелых автоматических станций и
пилотируемых кораблей к планетам
Солнечной системы.
-
В ОКБ-1, в проектном отделе,
которым руководил М.К.Тихонравов,
рассматривались различные варианты
кораблей для полета к Марсу. Исследования
велись сначала в свободное от основной
работы время в инициативном порядке
двумя группами проектантов под
руководством Г.Ю.Максимова и К.П.Феоктистова.
-
Проект группы Г.Ю.Максимова был
нацелен на быструю реализацию программы
доступными средствами. Для этого
предполагалось создать сравнительно
простой по конструкции и небольшой по
массе космический корабль с экипажем из
трех человек. Проект предусматривал
облет Марса с исследованием на пролетной
траектории и без посадки на его
поверхность или без выхода на
околомарсианскую орбиту с последующим
возвращением корабля в район Земли.
Корректируя траекторию полета, можно
было очень точно вывести корабль к Земле,
где от него должен был отделиться
спускаемый аппарат, входящий в атмосферу
со скоростью, превышающей вторую
космическую, и выполняющий управляемый
спуск и парашютную посадку.
-
Конструктивно этот вариант ТМК
представлял собой цилиндрическую кабину
экипажа с приборно-агрегатным отсеком, ДУ
для коррекции траектории и панелями
солнечных батарей на внешней стороне
корабля. Не имея соответствующих
исходных данных о надежности огромной
ракеты-носителя H1, проектанты
предусматривали выведение межпланетного
корабля на околоземную орбиту в двух
вариантах: с космонавтами на борту или с
последующей «подсадкой» экипажа на ТМК.
В последнем случае беспилотный
межпланетный корабль с разгонным блоком
выводился на орбиту с помощью H1, а экипаж
доставлялся к нему в одном из кораблей,
разрабатываемых в тот период в ОКБ-1.
После пересадки космонавтов
производился старт ТМК с разгонным
блоком с орбиты в направлении к Марсу.
-
Проект группы К.П.Феоктистова
базировался на более сложной
многопусковой схеме со сборкой ТМК на
околоземной орбите и последующим его
разгоном к Марсу. В качестве ДУ комплекса
предполагалось применить
высокоэкономичные электрореактивные
двигатели (ЭРД), получающие энергию от
ядерной энергетической установки (ЯЭУ).
Из-за малой тяги ЭРД разгон корабля по
раскручивающейся спирали должен был
продолжаться несколько месяцев. В общем
виде этот ТМК напоминал цветок ромашки, в
центре которого находилась ЯЭУ, а
лепестками служили радиаторы-излучатели.
В дальнем конце стебля «цветка»
помещалась кабина экипажа. Большое
внимание авторы проекта уделяли
технической стороне проекта, главным
образом разработке ЯЭУ и ЭРД.
-
Говоря о проекте ТМК, нельзя
забывать, что закладывался он в самом
начале 1960-х годов. У проекта не было и не
могло быть аналогов. В связи с этим перед
проектантами во множестве встали
сложнейшие проблемы, разрешение которых
даже на современном уровне науки и
техники требует серьезных усилий. Однако
величайший энтузиазм, ничем не скованная
фантазия и вера в свои силы, а также в
возможности отечественной науки и
техники помогали преодолевать трудности,
стоящие на пути разработчиков.
-
Исходя из известной траектории
полета корабля с возвращением в район
Земли, продолжительность полета по
которой превышает год, большое внимание
авторов первого проекта было приковано к
системе жизнеобеспечения (СЖО) экипажа
корабля. Имеющиеся СЖО, основанные на
использовании запасов кислорода, воды и
продуктов питания без их возобновления,
не позволяли реализовать программу
полета из-за своей огромной массы. С этой
точки зрения можно было использовать СЖО
с так называемым замкнутым циклом.
Понимая сложность реализации замкнутого
цикла жизнеобеспечения с помощью физико-химических
процессов, проектанты уповали прежде
всего на биологическне системы,
упрощенно повторяющие замкнутую
экологическую систему Земли, Естественно,
полный кругооборот веществ в небольшом
объеме КК организовать трудно, но «замкнуть»
систему по таким жизненно важным
составляющим, как вода и кислород,
представлялось возможным.
-
Воду для питья предполагалось
получать главным образом путем
выпотевания из выдыхаемой космонавтами в
атмосферу кабины влаги с последующей
очисткой ее ионообменными смолами. Часть
питьевой воды и вода для технических нужд
могла быть восстановлена из жидких
отходов жизнедеятельности с помощью
различных физико-химических и
биологических процессов.
-
Для регенерации кислорода из
выделяемого космонавтами углекислого
газа должны были применяться контейнеры
с водорослями типа хлореллы. Кроме того,
эти водоросли могли частично
перерабатывать и другие отходы
жизнедеятельности экипажа.
-
Запасы пищи предполагалось
хранить в сублимированном виде и очень
тщательно отбирать перед полетом с точки
зрения пищевой ценности и удельной массы,
Для пополнения рациона питания на
корабле должны были использоваться овощи,
вызревающие в бортовой гидропонной
оранжерее, что позволяло экономить от 20
до 50% массы запасов продуктов. Так как
оранжерея составляла неотъемлемую часть
ТМК, серьезной проблемой являлся подвод
солнечных лучей к растениям. Задача была
блестяще решена применением наружных
солнечных концентраторов с большими
габаритами.
-
Для отработки элементов и
блоков замкнутой СЖО на Земле, а также
выяснения психологических вопросов
длительного пребывания экипажа в
замкнутом объеме корабля при уменьшенном
объеме информации, получаемой извне, был
построен аналог жилого отсека ТМК -
наземный экспериментальный комплекс, в
котором испытатели Г.Мановцев, В.Улыбышев и А.Божко провели год. (Советский
одногодичный эксперимент по
эксплуатационным испытаниям замкнутой
СЖО начался 5 ноября 1967 г. Аналогичные
испытания продолжительностью 90 суток с
экипажем из четырех человек были
проведены в СЩА значительно позже в июле -
сентябре 1970 г. - прим. И.А.)
-
Еще одной проблемой в
длительном космическом полете была
защита экипажа от солнечных вспышек и
галактического фонового излучения.
Расчеты и эксперименты со спутниками
позволяли вычислить общую кумулятивную
дозу облучения за год, которая была
признана врачами допустимой. От
излучения в период солнечных вспышек
предполагалось спасаться в радиационном
убежище, которое было устроено в виде
канала в приборно-агрегатном отсеке. В
убежище, окруженные со всех сторон
приборами, космонавты могли переждать
солнечную вспышку, ведя при этом
управление кораблем с упрощенного пульта.
-
Предполагалось максимально
облегчить труд космонавтов по управлению
кораблем, передав его автоматическим
устройствам с выводом на пульт
управления информации о работе систем
корабля, представляемой в виде трех
значений: «Норма», «Отклонение от нормы»
и «Отказ». Космонавты могли производить
в полете ремонт радиоэлектронной
аппаратуры корабля, которая была
устроена в виде легкодоступных консолей
и разъемных плат.
-
Одним из вопросов, который до
конца оставался неясным участникам
проекта, было практически полное
отсутствие знаний о воздействии
длительной невесомости на организм
человека в космическом полете. Сначала
было предложено организовать на корабле
искусственную тяжесть путем вращения
отдельных частей ТМК вокруг оси, однако
сравнительно небольшие размеры
центрифуги приводили к возникновению
кориолисовых ускорений, искажающих
восприятие человеком тяжести и вредно
воздействующих на организм.
-
Работы групп энтузиастов
весьма интересовали С.П.Королева. По его
инициативе был организован специальный
проектный отдел по ТМК.
-
Разработка первого варианта
проекта ТМК показала целесообразность
создания наземного экспериментального
комплекса, что и было реализовано. Работы
по второму варианту проекта продвинулись
несколько дальше и закончились выпуском
в 1969 г. аванпроекта.
-
В начале 70-х годов было решено
создать орбитальные станции, чтобы
понять, можно ли длительно летать в
космосе без создания искусственной
тяжести. Приоритет, отданный сначала
лунной программе, а затем орбитальным
станциям, тормозил разработку ТМК.
Конечно, не обязательно было спешить с
лунной программой, а постепенно
отработать Н1, что позволило бы создать
тяжелую орбитальную станцию, а
впоследствии и ТМК и совершить одну из
самых грандиозных и впечатляющих
экспедиций XX века, вполне сравнимую, а в
некоторых случаях и превосходящую
высадку на Луну. Самое главное, что в этом
случае наша космонавтика шла бы своим
путем и не было бы «лунной» гонки с США.
Кроме того, накопив опыт при создании ТМК,
ничто не мешало бы в будущем приступить к
полномасштабной разработке лунной или
марсианской программы. С нынешней точки
зрения представляется, что задача облета
Марса была не менее престижна и
реализовать ее можно было проще, однако
заменить лунную программу на марсианскую
в то время психологически было очень
трудно, так как многим казалось, что Луна
вот-вот будет «завоевана», учитывая наши
предыдущие «блистательные победы в
космосе». Закрытие работ по одному из
ключевых элементов ТМК - ракете H1 привело
к быстрому свертыванию программы.
Далее...