Марс-проект


К 50 - летию выхода в свет знаменитой книги Вернера фон Брауна*


* «Das MarsProjekt», Von Prof. Dr. Wernher von Broun. Umschau Verlag Frankfurt Am Main - 1952.
А.Марков
специально для «Новостей космонавтики»


Когда в научно-популярной литературе, связанной с жизнью и деятельностью Вернера фон Брауна, звучит тема «Марс-проект», она, как правило, и излагается в рамках этого словосочетания. А между тем за этим названием - почти 10-летний (1947-57) период творческих исканий выдающегося ракетчика, начавшийся с тоненькой брошюрки в 80 страниц и вылившийся в широкую публицистическую деятельность по пропаганде космического полета как принципиально нового научного метода и инструмента человечества в познании окружающего нас мира.

Сонная застава...
Как известно (НК №5, 2002, с.60-63), в 1945 г. фон Брауна и его людей переправили из Германии в пустыню Нью-Мексико, жизнь в которой была для них изгнанием и скукой в деревянных бараках - «крысиных лачугах», окруженных бесплодными песчаными холмами, гремучими змеями и сарычами. Пустыня стала убежищем, где надо было продержаться, пока новым хозяевам - армии США - не понадобится новое оружие.

Фон Браун был разочарован тем, с чем столкнулся в Форт-Блисс: Америка сокращала военные расходы, скудное армейское «пособие» замедлило продвижение ракетной программы. Состояние V-2, вывезенных из Германии по частям, было ужасным; немцы должны были «рыскать, попрошайничая» материалы и чуть ли не собственноручно изготавливать детали для сборки ракет.


Браун с макетом Лунного корабля

Браун сцементировал свою команду и передал ее американцам, а они денег на ракеты не давали. Дело всей жизни чахло в пустыне. От возмущения он писал жалобы и прошения об отставке. Пентагон не реагировал: для армии фон Браун и его группа являлись «единой военной командой; ни один человек не мог покинуть ее ранее срока истечения контракта». А посему устные просьбы об отставке фон Брауна игнорировались, а письменные «бросались в мусорное ведро».

Перед сном, после трудового дня под палящим солнцем или на пронизывающем ветру, Браун должен был чем-то заполнять время, сдерживая негативные эмоции. И он занялся техническим самосовершенствованием, которое в итоге превратилось в легендарный «Марс-проект», упоминавшийся даже С.П.Королевым при защите эскизного проекта Н-1.

С детства вдохновленный книгой Жюля Верна «Из пушки на Луну», Браун начал писать свой «роман» о подобном рейсе, но уже не к Селене, а к Марсу. Как и французский фантаст, он основывал свой план на известных фактах науки и техники, экстраполируя свои знания на будущее. Описывая полет на Красную планету и возвращение на Землю, он сделал свой первый «полный сценарий» слишком честолюбивым и фантастичным. В рукописи говорится о флотилии из 10 «космических судов», пилотируемых экспедицией в 70 человек. Корабли собираются на земной орбите, на которую трехступенчатые ракеты-паромы доставляют конструкции и компоненты миссии. Как только «суда» будут собраны и заправлены, они покинут орбиту и начнут полет. На максимальном расстоянии от Солнца они притянутся гравитационным полем Марса, двигатели замедлят их скорость и выведут на орбиту вокруг Красной планеты...

В 1948 г. «Марс-проект» был закончен и фон Браун послал его в нью-йоркское издательство. Через 6 недель рукопись возвратили с вежливым отказом; затем еще 17 издателей и 17 редакций ответили тем же.

Прогуливаясь вечерами по пустыне с коллегой доктором Тилем, Браун сетовал на неудачу с рукописью и медленное продвижение работ в области конструирования ракет:

- Мы можем мечтать о Марсе и Луне, пока Ад не замерзнет! Если никто этого не поймет и не будет за этим делом человека, который оплатит расходы, - провал.

- Что же делать? - спросил Тиль.

- Позаботьтесь о вычислениях, - сказал Браун, - а я буду говорить с людьми.

По общему признанию немецкой команды, Браун мог убедить любого, его мечты и идеи гипнотизировали. Он был настолько эффектен, что, казалось, был способен продать что угодно, даже подержанные автомобили профессиональным автомобилистам или снег Аляски эскимосам!

В последующие годы, «перешагнув» через головы генералов, Браун стал говорить непосредственно с людьми, которые за все платили, но в итоге смог «продать» им только Луну - на его фантастические марсианские планы даже у дяди Сэма денег не хватило...

День Колумба
Выбравшись из пустыни и получив контракт армии США на 1951 г., приносивший доход 10500 $ в год (тогда - хорошие деньги, позволявшие жить на уровне среднего класса), фон Браун имел уже больше времени для досуга. У него не было таких льгот, как при работе на военную машину Гитлера, но, с другой стороны, он не испытывал теперь прессинга доработки V-2 в военное время.

Около макета ракеты-челнока

12 октября 1951 г., в День Колумба, Хайденский планетарий организовал симпозиум по проблемам космического полета, на котором в присутствии гостей и журналистов выступило более 200 докладчиков.

Автор самого популярного в США журнала Collier's - К.Райан, отличавшийся редким равнодушием к космосу, после второго дня презентации оказался загнанным в угол заведующим кафедрой астрономии Гарвардского университета Ф.Уипплом, профессором физики Дж.Капланом и фон Брауном. Зная, какую рекламу мог обеспечить Collier's, они начали «обрабатывать» пойманного писателя: угощали его обедом, коктейлями и аргументами («больше спиртного - серьезнее решения»). И эти трое сделали свое дело - к ночи измученный Райан стал приверженцем космических исследований.

22 марта 1952 г. вышел первый «космический» Collier's. На обложке с лозунгом «Скоро человек победит космос!» был показан вид сверху на пилотируемую третью ступень гипотетической ракеты Брауна, отделяющуюся от второй ступени. Передовица начиналась словами: «В том, что вы прочитаете, нет фантастики... Это предупреждение: США должны незамедлительно приступить к осуществлению долгосрочной программы развития ракет, чтобы гарантировать Западу космическое превосходство. Если не мы, то кто же? Весьма вероятно, что СССР..»

Монстр-52
В своей статье в Collier's «Пересечение последней границы» Браун писал: «В ближайшие 10-15 лет у Земли будет новый товарищ в небесах - искусственный спутник... который может стать или самой большой когда-либо изобретенной силой во благо мира, или одним из самых ужасных орудий войны...»

По проекту Брауна трехступенчатая ракета на азотной кислоте и гидразине имела стартовую массу 7000-9000 т (как у легкого эсминца), высоту - 80.8 м (265 футов) и 19.8 м (65 футов) в основании.

На первой ступени стоял 51 двигатель суммарной тягой 14000 тс; общий расход топлива 5200-6860 т. Вторая ступень: 34 двигателя тягой 1750 тс, расход топлива -770 т. Третья ступень - пилотируемый крылатый космический корабль-челнок, приземляющийся по-самолетному, - имела пять двигателей тягой 220 тс, расход топлива - 90 т. Она должна была выводить на орбиту высотой 1730 км (1075 миль) и периодом обращения 2 часа полезный груз 33-36.5 т.



Трехступенчатая ракета-челнок со стартовой массой как у легкого эсминца



Проект орбитальной станции Вернера фон Брауна

Все ступени могли использоваться повторно: первая и третья оборудовались крыльями, вторая - тормозным щитком и парашютами. Только топливо в каждом пуске ракеты стоило 500 тыс $; если ступени не спасать, то каждый рейс должен был обойтись в 100 млн $.

В этом же Collier's фон Браун изложил проект космической станции на 80-100 человек, оценив время ее сборки на орбите в 10 лет, а стоимость в 4 млрд $. Станция-спутник имела форму колеса* диаметром 76.2 м (250 футов) и вращалась вокруг оси со скоростью 2-5 об/мин для создания искусственной силы тяжести - невесомость Браун не считал проблемой, тем не менее он включил в свой план закрутку «космического колеса» небольшим ракетным двигателем. Станция должна была собираться на орбите из 20 секций гибкого армированного пластика. Каждая секция - независимый модуль, отправляемый на орбиту в разобранном состоянии. После сборки бригадой, работающей в открытом космосе, станция «надувалась» подобно автомобильной шине. Между сегментами были предусмотрены герметичные двери, как в субмаринах.


* Аналогичная концепция была выдвинута в 1929 г. австрийцем по имени Potocnik (псевдоним - Hermann Noordung); фон Браун эксплуатировал все хорошие идеи, где бы он их ни находил.

Станция, которую сопровождал свободно летящий и дистанционно управляемый телескоп, планировалась для астрофизических и метеорологических наблюдений, а также как база военной разведки и форт ядерной атаки. Однако главной задачей «космической пристани» Браун видел полеты в дальний космос, прежде всего - рейс к Луне и обратно: «...Аппарат для 10-дневного рейса к Селене собирается бригадами станции из частей. Баки, изготовленные в открытой рамочной конструкции, заполняются топливом... После соединения трубопроводов и электропроводки сверху конструкции крепится сферическая кабина экипажа, предварительно оборудованная на Земле системами регенерации воздуха и воды, навигации, управления и коммуникаций... Результатом будет необычно выглядящее транспортное средство, способное проделать путешествие от космической станции вокруг Луны и назад...»


Посадка Лунного корабля

Однако для строительства орбитальной станции или сборки межпланетных кораблей 36 т полезного груза одного рейса, а также ПГ двух и даже десяти рейсов грузовых ракет было явно недостаточно. Для этой цели нужно было выполнить сотни пусков ракет-челноков. В начале 1950-х годов предполагалось, что многоразовые ракеты будут дешевле одноразовых и, соответственно, перевезут больше людей и компонентов станции на орбиту.

Сообщение между модулями строящейся станции, собираемыми межпланетными кораблями и грузовыми ракетами-челноками на орбите, Браун предполагал производить небольшими сферическими маневренными «космическими такси», пилоты которых могли бы работать без скафандров.

Время за ним не поспевало: уже в начале 1950-х Браун представил концепции, элементы которых через 20-30 лет реализовались в проектах Apollo, Skylab и Space Shuttle.

В номерах Collier's от 18 и 25 октября 1952 г. Браун описал лунную экспедицию. Статьи были щедро иллюстрированы. Обложка второго номера изображала космический аппарат без всяких признаков аэродинамической обтекаемости, садящийся на поверхность Луны. Подпись под иллюстрацией гласила: «Ученые рассказывают, как можно сесть на Луну еще при жизни нашего поколения».

Экспедиция начиналась со сборки монтажными бригадами космической станции трех лунных кораблей длиной 48.8 м (160 футов) и поперечником 36.6 м (120 футов) каждый. Корабли массой по 3900-4400 т представляли собой ажурные конструкции, на которых подвешивались пятиэтажные кабины экипажа, пластиковые топливные баки и 30 двигателей с общей тягой 369-407 тс.

Два корабля - это «лунные дома» на 20 членов экипажа каждый; третий корабль - грузовой, управляемый командой из 10 человек. Для сборки кораблей требовалось 360 запусков ракет-челноков, из них 347 должно было производиться с целью доставки 2 млн т топлива для экспедиции. На Земле предполагалось создать специальный ракетодром.

После 240 дней подготовительной работы на орбите корабли должны были стартовать и через 5 дней приблизиться к цели. Автоматика включала тормозные ЖРД которые мягко вели корабли к лунной поверхности. После того, как опоры - «паучьи лапы» - ударяли в грунт, экспедиция оказывалась на Луне.

Из грузового корабля экипажи выгружали оборудование - три транспортных средства (лунохода) для исследования поверхности Луны на значительных расстояниях от места прилунения. Жилой и лабораторный модуль предполагалось засыпать лунным грунтом - почва обеспечивала защиту от метеоритов и радиации. После 6 недель исследований команды на двух кораблях отправлялись в обратный путь; грузовой корабль оставался на Луне.

Написание статей стало для Брауна уже не только развлечением: за 5 тыс слов он получал от журнала 1000 $ - неплохая премия служащему, выплачивающему ипотеку, содержащему свою семью и помогающему семье погибшего в 1944 г. К.Риделя. После изматывающих будней и совещаний по проекту ракеты Redstone, вечерами он переносился мысленно на лунную или марсианскую поверхность и красочно описывал космические приключения. Это было приятным расслаблением: «Я смешиваю мартини, ставлю на проигрыватель «Бранденбургский концерт» и пишу, пишу... пока Мария не встанет и не напомнит мне, что я должен быть в офисе через два часа...»

Одновременно с публикациями был организован рекламный «блиц» - семь телеинтервью с фон Брауном как «главным специалистом». В результате тираж каждого номера превзошел 3 млн экземпляров, а выступления по телевидению сделали Брауна общеизвестной, если не влиятельной фигурой.

Das MarsProjekt - The Mars Project
В том же 1952 г. германский издатель Ричард Бечтл посетил фон Брауна в Хантсвилле. Тот показал рукопись «Марс-проекта» - и Бечтл согласился издать ее как техническую монографию. В конце года «Марс-проект» вышел как спецвыпуск журнала «Вельтраумфарт» и появился отдельной брошюрой во Франкфурте-на-Майне. Книга содержала 75 страниц расчетов, таблиц и схем, а также 3 страницы описательной части миссии.

Подготовку экспедиции должен был выполнять флот из 46 «челноков», способных за один старт поднять на орбиту 39 т груза. Трехступенчатый корабль-паром представлял собой огромную ракету стартовой массой 12000 т; ЖРД ракет-паромов и кораблей дальнего космоса работали на гидразине и азотной кислоте.

За 8 месяцев грузовые челноки должны были сделать 950 рейсов на орбиту; еще шесть челноков обслуживания снабжали монтажные бригады ресурсами жизнеобеспечения и производства.

Вся операция по сборке флота требовала 5.32 млн т топлива, оцениваемого в 0.5 млрд $. Результатом должны были стать 10 полностью заправленных кораблей (экипаж каждого - семь человек) массой по 3720 т каждый, готовых отбыть с околоземной орбиты в 260-дневный рейс к Марсу.

В 1953 г. издательство Университета штата Иллинойс приобрело права на издание «Марс-проекта» на английском языке, что в свою очередь стимулировало ряд дополнительных статей в Collier's. Драматические иллюстрации Чезли Боунстилла (Chesley Bonestell), изображающие космические челноки будущего, орбитальные станции, астронавтов, глядящих в космические телескопы, и межпланетные корабли, летящие к Марсу, вдохновили целое поколение молодых людей на карьеру инженеров и стремление воплотить мечту о космическом полете в реальность. Заваленный письмами Collier's с помощью Брауна отвечал на вопросы читателей.


Сборка марсианского посадочного модуля

В том же году К.Райан, базируясь на двух «лунных» номерах Collier's, отредактировал и издал книгу «Завоевание Луны». Превосходные иллюстрации сделали популярной и привлекательной для читателей статью Брауна и Райана «Можем ли мы долететь до Марса?» - популярное изложение «Марс-проекта», опубликованное 30 апреля 1954 г. На обложке Collier's к Марсу приближались корабли, по конструкции почти не отличимые от лунных модулей Брауна.

«Можем ли мы долететь до Марса?»
Итак, для миссии к Марсу на околоземной орбите собиралась флотилия из 10 кораблей по 4000 т каждый - семь транспортных судов с приспособлениями для жилья, запасами и оборудованием на 70 человек и три посадочных корабля, которые окончательно должны были быть собраны на околомарсианской орбите.

После восьми месяцев (260 дней) полета корабли должны были выйти на орбиту на высоте 600 км от поверхности Марса. «Забортным» бригадам нужно было собрать первый посадочный модуль - огромный планер с крыльями большого удлинения (в 40-50-х годах считалось, что марсианская атмосфера достаточно плотна, чтобы держать такой планер).

Если на обложке немецкой брошюры «Das MarsProjekt» посадочные корабли во время перелета Земля-Марс изображены уже с собранными крыльями, то в варианте «The Mars Project» журнала Collier's (через 2 года) они стартовали с околоземной орбиты, неся наращиваемые части крыльев прикрепленными вдоль корпуса модуля.

Такая модификация плана была вызвана тем, что по расчетам сборка одного планера всеми бригадами экспедиции на орбите Марса шла быстро и после посадки первого корабля на поверхность было достаточно «времени ожидания», чтобы подготовить оставшиеся два планера. Не было смысла тратить это время на околоземной орбите, а взять несколько больший запас кислорода для работы «за бортом» при такой огромной массе всей экспедиции не было проблематично.

Первой группе пилотов нужно было повести свой планер на полярную шапку планеты - единственную область Марса, где исследователи надеялись обнаружить достаточно ровное место для посадки на лыжное шасси. Посадив корабль, экипаж выгружал из него 125 т груза, в т.ч. гусеничные вездеходы, на которых он шел 6500 км (4000 миль) к экватору; затем ему нужно было найти и/или расчистить полосу для двух других планеров, собираемых в это время на орбите. Последние, приземлясь на колесное шасси, должны были привести топливо и по 12 т оборудования и запасов СЖО. Общий груз миссии (масса - 375 т) включал надувные «дома», экипаж, припасы, аппаратуру, вездеходы (150 т) и топливо для старта (225 т).

У Марса экспедиция должна была провести 449 дней, 400 из которых отводилось для исследований поверхности Красной планеты. По одному варианту, посадку совершали все экипажи, по другому - 50 человек, а оставшиеся 20 «поддерживали аварийную готовность» кораблей на орбите, общаясь друг с другом при помощи «космического такси». Сразу по приземлении на поверхность крылья двух кораблей должны были демонтировать, а фюзеляжи поставить вертикально. Ко времени, когда Земля и Марс приняли бы выгодное баллистическое положение, бескрылые планеры, как обычные одноступенчатые ракеты с тягой ~200 тс, поднимали людей на марсианскую орбиту, с которой в семи кораблях они отправлялись домой. Общая продолжительность миссии составляла почти 3 года - 969 дней.

Публикации Collier's в умах заинтригованной публики возвели фон Брауна в ранг «провидца космоса». Но благодаря тем же самым статьям и книгам для многих американцев он стал... «космическим чудаком». Многие специалисты в стране и за границей и даже часть товарищей из его команды думали, что он зашел слишком далеко и позволяет себе лишнее. Многие видели в его «военно-космической станции» и «марсианской футурологии» крайне спорные концепции, вызвавшие «чересчур жаркие» дебаты о космическом полете в обществе, которые после короткого всплеска утихли...

Браун получил урок: огромные космическая станция и ракета-челнок для него были серьезными техническими идеями, идеально подходящими для объяснения основ и проблем пилотируемого космического полета, для других - «чем-то слишком честолюбивым и грандиозным». Сознанию обывателя и «земного» инженера проще было бы уяснить что-то более «реальное», например - полет на Луну...

Как-то в Хантсвилле представитель одной фундаменталистской религиозной группы строго спросил его: «За последние два года засуха в штате Алабама погубила наши зерновые. Когда Вы прекратите дырявить облака ракетами и высушивать дождь?»

Фон Браун ответил: «Я думаю, Вы знакомы с преданием о лестнице Иакова из Библии. Ангелы поднимаются на небеса и спускаются на Землю по лестнице; если Господь не захочет, чтобы кто-то ходил по Его Мирозданию, все, что он должен сделать, - откинуть лестницу».

«Лестницу» фон Брауна Господь не откинул.

«Не в этом столетии»
Еще в статье «Можем ли мы долететь до Марса?» Браун незаметно делает вывод: рейс к Марсу неизбежен, но произойдет он, видимо, не в этом столетии. Тогда зачем сейчас планировать этот полет? - спрашивали читатели журнала в своих письмах.

«А почему нет? - отвечали Браун и Collier's. - Смелая цель зажигает воображение, дает направление нашим мыслям о космосе и... помогает продавать журналы».

Дальнейшие шаги в популяризации межпланетных путешествий фон Браун сделал в сотрудничестве с Уолтом Диснеем. В 1955 г. вышли программы телевизионного Диснейленда «Человек в космосе» и «Человек и Луна»... На экране в предутреннем небе появляется гигантская ракета, освещенная прожекторами и готовая к старту («ожившее» изображение иллюстраций Collier's). Рассказчик (Браун) описывает маленький коралловый атолл в Тихом океане, где люди занимаются только одним - завоевывают космос. Звучат предупреждающие сирены и предстартовый отсчет. Техники за пультами готовы к пуску (сцена, ставшая привычной в 1960-70-х). Напряжение нарастает: «Против неизвестностей космического путешествия - ставка - человеческая жизнь...»

В 1956 г. Вилли Лей и фон Браун написали заключительные статьи в книге «Исследование Марса (The Exploration of Mars)» и выпустили в Германии большую книгу «Старт в космос (Start in den Weltraum)», богато иллюстрированную Ч.Боунстиллом, которая объединила все идеи Брауна по Луне и Марсу, опубликованные в Collier's, дополнив их историческим взглядом в прошлое и будущее.

В 1957 г. вышла серия Диснейленда: «Марс и дальше (The Mars and Beyond)». Браун предложил полет к Красной планете на кораблях с атомными двигателями: шесть кораблей совершают экспедицию за 30 месяцев. Журнал This Week Magazine с многомиллионным тиражом издал выдержки из новой телевизионной редакции «Марс-проекта» фон Брауна.

В конце 1957 г. Браун еще раз пересмотрел план, облегчив «Марс-проект» всего до двух атомных кораблей (пассажирского и грузового) массой 1700 т каждый.
В 1958 г., временно завершая тему «Марс-проекта»*, он переработал ее в «Луна-проект», опубликовав в Германии монографию «Первое путешествие на Луну» (Erste Fahrt Zum Mond), содержащую много «следов» его прежних исканий.


* ...и пытаясь вдохнуть в нее жизнь в новом качестве в эпоху post-Apollo...

Технически «Марс-проект» фон Брауна 1947-57 гг. - основательный, логичный. Хотя все-таки во многом прав был редактор нью-йоркского издательства, первым приславший в 1947 г. отзыв-отказ на его рукопись: «Слишком фантастично...». С тех пор технологии и знания о поверхности Луны и Марса так сильно продвинулись вперед, что марсианская экспедиция фон Брауна выглядит сейчас немного наивно. Однако свое дело она сделала, воспитав будущую «армию Apollo» - несколько поколений инженеров новой формации.

Основная концепция проекта - осмысление задачи транспортировки грузов на орбитальную, межпланетную и марсианскую космические базы - не потеряла актуальности. Это, вероятно, будет самой большой проблемой, если США или Россия, или все страны Земли вместе предпримут пилотируемую экспедицию на Марс.