Карфидов В. «Космонавтика», 2021 г.
МЕЖПЛАНЕТНЫЕ ПИЛОТИРУЕМЫЕ КК США
9.11. Проект «Athena»
В 1996 году Роберт Зубрин предложил проект исследования Марса с облетной траектории, получивший название «Athena» («Афина»). В отличие от ранее предлагавшихся проектов облетных экспедиций, проект «Athena» предусматривал выполнение гравитационного маневра при сближении с Марсом и выход МКК на гелиоцентрическую орбиту, близкую к орбите Марса, но отличающуюся наклонением на 9,5 град., так, что МКК будет находиться в относительной близости от Марса в течение года, постепенно удаляясь от Марса перпендикулярно плоскости эклиптики, а затем снова сближаясь. Максимальное удаление от Марса составит около 38 млн.км. Экипаж МКК, состоящий из двух человек, во время полета Марса будет управлять по радио четырьмя марсоходами, которые должны быть доставлены на Марс отдельными запусками. Через год полета МКК, двигаясь по орбите, снова сблизится с Марсом и после повторного гравитационного маневра перейдет на траекторию полета к Земле. Посадка возвращаемого аппарата должна была происходить на воду.
Сборка МКК и разгонной ступени, выводимых на орбиту двумя запусками МТКК Space Shuttle, должна была производиться на орбите ИСЗ. По проекту МКК должен иметь диаметр 5 м, длину 15 м и полную массу 25,9 т.
Зубрин привел в проекте следующую сводку распределения массы:
- жилой отсек - 4,0 т;
- оборудование СЖО - 2,0 т;
- расходуемые запасы (вода, продукты, кислород на 900 дней) - 7,7 т;
- солнечные батареи мощностью 5 кВт и сопутствующее оборудование - 1,0 т;
- система ориентации и управления - 0,5 т;
- связное оборудование - 0,2 т;
- научные приборы - 0,2 т;
- экипаж - 0,2 т;
- скафандры - 0,4 т;
- вспомогательное оборудование - 0,5 т;
- возвращаемый аппарат - 4,0 т;
- запчасти и резерв - 5,2 т.
Автор проекта рассчитал даты трех возможных траекторий полета:
Старт 16.04.2001 г., полет вблизи Марса с 16.11.2001 по 16.11.2002 г., возвращение 16.10.2003 г.
Старт 20.07.2003 г., полет вблизи Марса с 15.07.2004 по 20.07.2005 г., возвращение 15.05.2006 г.
Старт 29.08.2005 г., полет вблизи Марса с 01.10.2006 по 15.08.2007 г., возвращение 05.05.2008 г.
Часть 1. Космические корабли 359
9.12. Проект Денниса Тито
В 2013 году американский миллионер Деннис Тито, ставший ранее «космическим туристом» №1, основал фонд Inspiration Mars Foundation, целью которого провозглашался сбор средств на организацию пилотируемого полета к Марсу.
В соответствии с объявленным планом, полет предлагалось выполнить на модифи ПОДГОТОВКА МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ в России
4.3.3. Проект 1999 года
4.3.3.1. Марсианский экспедиционный комплекс
В 1990-х годах проектный отдел РКК «Энергия», в течение многих лет занимавшийся проектированием марсианской экспедиции, опубликовал модульную концепцию марсианского корабля, являющуюся, в сущности, развитием проекта МЭК 1989 года.


Предлагаемая схема полета на Марс не является чем-то новым и включает:
- выход комплекса на околомарсианскую орбиту;
- высадка части экипажа в посадочно-взлетном корабле на Марс;
- взлет и возвращение к ожидающему на орбите ИСМ орбитальному кораблю;
- возвращение на Землю.
Выбранный движитель для разгона и торможения - электрореактивные двигатели, также предлагавшийся в марсианских проектах ОКБ-1 - ЦКБЭМ - НПО «Энергия» - РКК «Энергия», начиная с 1960 года, так же, как и вынужденно спиральные разгон и торможение. Не является новым и предложение использовать солнечные батареи в качестве источника энергии для электрореактивных двигателей - они появились в проекте 1989 года. Новым в проекте МЭК 1999 года является применение двух посадочных кораблей вместо одного, а также проработка процесса монтажа солнечных батарей и компоновки взлетно-посадочного корабля.


Марсианский экспедиционный комплекс образца 1999 года состоит из четырех основных модулей:
- солнечный буксир;
- межпланетный орбитальный корабль (МОК);
- взлетно-посадочный корабль (ВПК);
- грузовой посадочный корабль (ГПК).
Солнечный буксир представляет собой модуль, в который входят электрореактивная двигательная установка (ЭРДУ), комплекс баков с рабочим телом и две гигантские (размах 700 м) ферменные конструкции с пленочными солнечными батареями. Солнечные батареи обеспечивают электроэнергией ЭРДУ для доставки МЭК к Марсу и обратно. Мощность СБ - до 15 МВт. Тяга ЭРДУ - 30 кгс.
Межпланетный орбитальный корабль представляет собой набор цилиндрических корпусов диаметром от 2,5 м до 6,2 м, разделенных на отсеки: шлюзовой отсек, барокамера, жилые, бытовой, тренажерно-медицинский, рабочий и исследовательский отсеки, а также агрегатный и переходные отсеки. Общий герметичный объем МОК - 410 м³. В торцах МОК и по окружности центрального переходного отсека размещены стыковочные узлы с внутренним переходом. На корпусе рабочего отсека закреплены две солнечные батареи для обеспечения электроэнергией оборудования МОК. Масса МОК - 70 т.
МЭК имеет в своем составе два посадочных корабля - пилотируемый ВПК и беспилотный ГПК. Во время перелета к Марсу посадочные корабли закреплены на стыковочных узлах МОК. Посадочные корабли состоят из защитного аэродинамического корпуса, посадочного модуля и полезного груза.
Форма аэродинамического корпуса и зависящая от нее схема торможения в атмосфере Марса пока не выбраны.
Рассматриваются следующие варианты:
- несущий корпус;
- несущий корпус со створками;
- развертываемый экран;
- «диск».


Посадочный модуль имеет четырехопорное шасси, посадочные ЖРД и топливные баки. После окончания аэродинамического торможения защитный корпус сбрасывается, а посадочный модуль совершает мягкую посадку с использованием реактивных посадочных двигателей.
Пилотируемый ВПК в качестве полезного груза несет марсоход и взлетный модуль (ВМ), состоящий из двух ракетных ступеней и взлетной кабины (ВК).
ГПК доставляет на Марс груз, необходимый для обеспечения работы экспедиции.
На рис. 1.74 показана последовательность посадки ВПК, старта ВМ, и выхода ВК на орбиту ИСМ.
Полная масса каждого посадочного корабля в составе МЭК - 70 т. Масса ВПК на поверхности Марса - 40 т, в том числе масса взлетного модуля - около 22 т. Масса взлетной кабины - 4,3 т.
Стартовая масса МЭК на орбите ИСЗ - 600 т. Численность экипажа - шесть человек. Длительность экспедиции - около двух лет, в том числе работа на околомарсианской орбите и на поверхности Марса - один месяц. С учетом времени спиральных торможения и разгона общее время пребывания МЭК около Марса составляет три месяца.

4.3.3.2. Проекты КА для подготовки экспедиции
В рамках отработки электрореактивных двигателей и подготовки к дальним экспедициям было запланировано создать серию автоматических КА:
- «Модуль-М»;
- «Модуль-М2»;
- «Марс-Модуль».
Эти КА должны доставляться на МКС в ТКГ «Прогресс», а экипаж МКС во время выхода в открытый космос должен будет выполнить сборку КА и отвод от МКС.
4.3.3.2.1. КА «Модуль-М»
Экспериментальный КА «Модуль-М» предназначен для исследования по влиянию длительной работы электрореактивных двигателей на бортовую аппаратуру. КА с помощью маршевой ЭРДУ должен выполнить подъем орбиты по спиральной траектории до высоты 1 200 км.
Масса КА «Модуль-М» - 225 кг. ЭРДУ типа Д38 имеет тягу 0,036 кгс при удельном импульсе 2 080 с. Запас топлива обеспечивает приращение характеристической скорости 0,4 км/с.
Изготовление элементов КА и испытания систем были начаты в РКК «Энергия», но, в связи с прекращением финансирования, прекращены.

4.3.3.2.2. КА «Модуль-М2»
КА «Модуль М2» планируется направить в точку либрации L2. Основное назначение КА - отработка систем космического аппарата в межпланетном полете. Предусмотрена также установка научной аппаратуры для изучения влияния солнечной активности на радиационные пояса и магнитные бури.
Масса КА - 960 кг. КА должен иметь ЭРДУ типа Д55 с тягой 0,05 кгс и удельным импульсом 2 250 с. Запас характеристической скорости - 4,5 км/с.

4.3.3.2.3. КА «Марс-Модуль»
КА «Марс-Модуль» предназначен для отработки систем межпланетного корабля в натурном полете к Марсу. Должна быть полностью воспроизведена схема полета с орбиты ИСЗ до выхода на рабочую круговую орбиту спутника Марса. На КА планируется установить дистанционного зондирования Марса, а также спускаемые аппараты с научными приборами для исследования Марса. Ресурс бортового оборудования должен быть проверен во время двух лет полета КА по орбите ИСМ. Допускается возможность возвращения КА «Марс-Модуль» на околоземную орбиту. Состав научной аппаратуры КА обсуждается. Возможно проведение следующих исследований:
- изучение климата, поверхности и внутреннего строения Марса;
- глобальная фотосъемка поверхности Марса;
- дистанционное зондирование Марса.
Масса КА - 2 600 кг. КА должен иметь ЭРДУ типа Д100 с тягой 0,3 кгс и удельным импульсом 3 970 с. Запас характеристической скорости - 21 км/с