Последний космический шанс - Антон Первушин

Этап третий. Первые полеты на Марс и к другим планетам Солнечной системы. Здесь конкретные сроки Буш-младший не называл, поскольку никто из экспертов не мог ему сказать, как оно сложится через двадцать лет. Возможно, произойдут какие-то серьезные «перемены на геополитической арене» (они таки произошли) или будут сделаны новые «фундаментальные открытия» (с этим пока есть трудности, если не считать обнаружение бозона Хиггса) – предугадать подобное нельзя (и правильно), а потому нельзя определить точную дату старта марсианской экспедиции (что логично).

В качестве финансовой подпитки своих амбициозных планов администрация Буша-младшего попросила Конгресс увеличить финансирование НАСА на 1 млрд долларов в год. При этом было указано, что дальнейший рост бюджета будет целиком зависеть от результатов деятельности агентства.

Перспективные американские ракеты-носители «Ares V» и «Ares I»

Вслед за выступлением Буша руководство НАСА объявило о проведении реорганизации своей структуры, чтобы «максимально эффективно реализовать новую космическую программу». Вся тяжесть подготовки проектов по освоению Луны, Марса и других планет Солнечной системы была возложена на специально созданный Отдел исследовательских систем, во главе которого встал отставной контр-адмирал Крейг Стейдл. На пресс-конференции он заявил, что в процессе осмысления программы будет руководствоваться не только текстом выступления президента, но и бюджетом, выделяемым на нее.

Вскоре определились и технические черты программы, получившей название «Созвездие» (“Constellation”). Разумеется, НАСА рассчитывало максимально использовать существующий задел. Основными космическими носителями на «переходный» период стали ракеты «Атлас-5» (“Atlas V”) грузоподъемностью от 9,8 до 29,4 т и «Дельта-4» (“Delta IV”) грузоподъемностью от 8,6 до 25,8 т в зависимости от модификаций.

Наверняка вы уже обратили внимание, что эти ракеты вполне пригодны для запуска небольших орбитальных кораблей типа «Союза» или «Руси», однако явно не вытягивают межпланетные комплексы, способные осуществить мечты Буша-младшего. Посему конструкторы НАСА на основе стартовых ускорителей системы «Спейс Шаттл» и двигателей старой доброй ракеты «Сатурн-5» разработали два новых носителя: тяжелый «Арес-1» (“Ares I”, Crew Launch Vehicle, CLV) грузоподъемностью 25 т и сверхтяжелый «Арес-5» (“Ares V”, Cargo Launch Vehicle, CaLV) грузоподъемностью от 125 до 150 т на опорной орбите.

К Луне предполагалось отправить исследовательский корабль «Орион» (“Orion”, Crew Exploration Vehicle, CEV). При этом в отличие от «Аполлона» была принята двухпусковая схема. Сначала должен был стартовать сверхтяжелый «Арес-5» с лунным посадочным модулем «Альтаир» (“Altair”, Lunar Surface Access Module, LSAM) и разгонным блоком EDS (Earth Departure Stage), обеспечивающим достижение второй космической скорости.

Если бы старт прошел успешно, в течение месяца планировалось запустить «Арес-1», который доставил бы на орбиту собственно корабль с экипажем из четырех человек. Сам «Орион» в лунном варианте состоял из двух модулей: командного (масса – 9,2 т) и служебного (масса – 13,4 т). После стыковки частей корабля разгонный блок выводил бы «Орион» к Луне. Выход на окололунную орбиту, маневры на ней и прилунение обеспечивала двигательная установка «Альтаира». Важно отметить, что в отличие от экспедиций на корабле «Аполлон», технические параметры которого позволяли посадить его лишь в экваториальных районах Луны, «Орион» давал возможность прилунения на любом интересном участке. Работа астронавтов на поверхности продолжалась бы не больше недели. Затем подъемная ступень лунного модуля «Альтаир» возвращала экипаж на окололунную орбиту, после чего тот стыковался бы с кораблем «Орион». Двигатели служебного модуля направляли бы корабль к Земле, причем перед входом в атмосферу служебный модуль отделялся бы и падал в океан, а штатная схема посадки экипажа предусматривала приземление на сушу в западной части США с помощью парашютной системы и надувных амортизаторов, расположенных под одноразовым теплозащитным щитом.

Интересная деталь: согласно свидетельству конструкторов, при проектировании «архитектуры» корабля и ракет-носителей исходными были требования к средствам для марсианской экспедиции, а на основе «промежуточных» результатов был составлен сценарий экспедиции лунной. По этой причине основные двигатели корабля «Орион» и подъемной ступени лунного модуля должны работать на жидком метане. В ракетостроении это топливо пока считается экзотическим, но выбор его продиктован тем, что существуют проекты по синтезу метана из компонентов атмосферы Марса.

По срокам общий план реализации «Созвездия» выглядел так. Первый пробный пуск тяжелого носителя «Арес-1» должен был состояться в 2012 году. За ним следовали еще два запуска, которые обеспечивали двухнедельные беспилотные орбитальные полеты кораблей «Орион-1» (сентябрь 2013 года) и «Орион-2» (июнь 2014 года), причем второй корабль выполнил бы сближение с Международной космической станцией. Осенью 2014 года на пятой ракете «Арес-1» к МКС стартовал бы «Орион-3» с экипажем из двух астронавтов, причем предполагалось повторно использовать командный модуль корабля «Орион-1». В период до сентября 2016 года к станции собирались направить еще два пилотируемых и четыре грузовых корабля «Орион». Пилотируемые корабли обеспечивали смену американской части экипажа МКС, которые должны были находиться там по полгода. Первый пуск сверхтяжелого носителя «Арес-5» был намечен на 2018 год – он доставил бы на орбиту разгонный блок и корабль «Орион» без экипажа. Во второй раз планировали использовать уже обе ракеты: «Арес-1» и «Арес-5» – в ходе этого полета отрабатывалась бы стыковка корабля «Орион» с лунным модулем «Альтаир» на околоземной орбите. Третий пуск – «зачетный»: в нем выполнялась бы посадка беспилотного модуля на поверхность Луны. Первая пилотируемая экспедиция, получившая обозначение 1-А, должна была состояться в декабре 2019 года и включала пребывание на лунной поверхности экипажа из четырех человек в течение четырех суток. В дальнейшем продолжительность полетов собирались постоянно увеличивать.

НАСА предполагало, что когда-нибудь экипажи смогут работать на Луне до полугода, после чего будут сменяться, как сейчас на МКС. Понятно, что столь продолжительные экспедиции должны быть поддержаны ресурсами. Потому на валу кратера Шеклтон, поблизости от полярных «холодных ловушек», должна быть развернута постоянная база. Была даже опубликована и версия (так называемый «вариант 5-A») плана строительства. В нее включили один беспилотный и девять пилотируемых полетов, которые придется выполнить на протяжении пяти лет. План был составлен в «относительных» датах, но если соединить его с планом летных испытаний корабля «Орион», то можно заключить, что «нулевой» год строительства базы соответствовал 2019 году. Первым в районе будущей базы должен был сесть лунный модуль «Альтаир» в беспилотном варианте, несущий на себе один несъемный комплект энергоустановки с солнечными батареями и один негерметичный планетоход с длительным сроком эксплуатации. Последующие посадки собирались осуществлять в непосредственной близости. Первый экипаж доставил бы герметичный модуль базы – цилиндрическую «бочку», которая стала бы домом для следующих экипажей. Очень важным становился третий полет в июне 2020 года, в ходе которого база обретала две съемные энергоустановки, второй планетоход и колесный кран для перемещения и монтажа жилых модулей. Кран предполагалось использовать в четвертом полете, когда на Луну прибудет второй герметичный модуль. Обе «бочки» собирались снять со своих посадочных ступеней и состыковать между собой. База с замкнутым циклом жизнеобеспечения, созданная по «варианту 5-А», позволяла работать на Луне сменам из четырех астронавтов продолжительностью 180 суток. На более позднем этапе (2027 год) планировалось ввести в состав базы герметичный планетоход (или мобильное посадочное устройство) для исследования удаленных районов.

Стоимость программы до первой посадки на Луну была оценена в 104 млрд долларов за тринадцать лет. Если сравнить эту сумму со стоимостью первых восьми лет программы «Сатурн-Аполлон», переведенной в современные цены, то «Созвездие» получалось в два раза дешевле. Требовалось в среднем 8 млрд долларов в год, что составляет половину бюджета НАСА и близко к суммарным расходам на программы «Спейс Шаттл» и МКС. И, наверное, в другое время Соединенные Штаты вполне потянули бы такие расходы, но в начале 2007 года начался мировой экономический кризис, а внешний и внутренний долги США достигли столь фантастических величин, что это привело к пересмотру всей финансовой политики и заставило американское правительство лихорадочно изыскивать возможности сокращения бюджетных расходов.