Включить тёмную тему

На Марс без Маска. Mars Direct

На Марс без Маска. Mars Direct

Хотел немного осветить тему работы доктора Роберта Зубрина, известного своим планом дешёвого и практичного полета на Марс. По словам доктора, план может быть легко реализован в рамках обычного бюджета НАСА и не станет обузой для налогоплательщиков США. Доктор считает, что для полета на Марс не нужны монструозные корабли с ионными двигателями, собранные на орбите, или принципиально новые виды движения в космосе.

Доктор Роберт Зубрин

Простой, дешевый и тяжелый ракетоноситель

Для такой миссии планируется использовать лишь сверхтяжелый РН Ares (не путать с носителями из отмененного проекта Constellation), способный отправить к Марсу аппараты весом в 47 т.

Немного о РН Ares. Этот ракетоноситель, изобретенный ещё в конце 1980-х годов, основан на двух принципах: простоте и дешевизне.

  • Простота — все технологии были сняты под копирку с Шаттла (три RS-25 на оранжевом баке, два твердотопливных ускорителя)
  •  Дешевизна — во первых, это следствие простоты реализации (все технологии уже были в производстве); во-вторых, стоимость такого запуска была бы сопоставима со стоимостью запуска Шаттла, поскольку используемые компоненты были практически те же.

Теперь о самой идее доктора Зубрина. Полная миссия состоит из двух запусков.

1-й запуск

Вначале, на Марс будет отправлен ERV (Earth Return Vehicle — Аппарат для Возвращения на Землю)  в момент сближения красной планеты с Землёй по наиболее энергоэффективной траектории. На борту ERV  будут загружены большие пустые баки для топлива (типа — связка метан + жидкий кислород), два ровера, 6 тонн водорода, ядерный реактор на 100 кВт мощности и автоматическая химическая лаборатория. Для посадки ERV на Марс будет использованы тепловой щит, большой парашют и немного топлива для конечного торможения.

ERV

Первые часы после посадки

Сразу же по «примарсению», первый ровер должен перевезти реактор на безопасное расстояние, например в ближайший кратер, ров и т.п. (А если укромное место для реактора не найдется, необходимый кратер можно создать при помощи динамита). После этого реактор включается и начинает питать автоматическую химическую лабораторию, установленную на ERV, которая начнет производить топливо.

Второй ровер отправится искать ровное место для посадки аппарата с людьми и установки транспондера, чтобы посадка следующего аппарата была наиболее безопасной и точной.

Ровер с ядерным реактором мощностью на 100 кВт

Топливо из «воздуха»

Мощный компрессор химической лаборатории начинает втягивать марсианскую атмосферу, состоящую на 95% из CO2, который в реакции с привезенными 6 т водорода образует метан (топливо) и воду. Дальше лаборатория разложит воду на водород и жидкий кислород (окислитель). Таким образом, из 6 т привезенного водорода, можно получить 24 т жидкого метана и 46 т жидкого кислорода всего лишь за 24 часа.

Конечно, у вас возникнет вопрос, о возможности реализации таких химических реакций в дали от команды тех поддержки, лаборатории или промышленного предприятия. Ответ на этот вопрос доктор Зубрин дал ещё в конце 80-х. Еще тогда он со своей командой инженеров, всего лишь за три месяца собрал прототип такой автоматической лаборатории, которая не только работала, но и выдавала КПД 94%. А обошлась вся эта затея НАСА всего в 47 тыс долларов!

Каждая реакция, которую мы предлагаем здесь использовать, была в широком коммерческом применении последние 100 лет…

Доктор Роберт Зубрин

Доктор Зубрин с прототипом его хим лаборотирии

2-й запуск

К следующему сближению Земли и Марса по 6-месячной, низкоэнергетической траектории к Марсу направятся четыре человека в MHU (Mars Habitation Unit — Марсианский обитаемый модуль, с виду напоминающий консервную банку). 

План полетов Mars Direct

Чтобы сократить негативное влияние микрогравитации на членов экипажа во время полета, доктор Зубин предлагает простой механизм.

Для создания искусственной гравитации MHU на тросе будет раскручен, используя вторую ступень как противовес. Раскрученные как нунчаки аппараты создадут центробежную силу, которая и обеспечит искусственную гравитацию внутри.

Во время полета, от радиации экипаж будет защищен припасами, расположенными на стенках модуля, а в центре будет располагаться укрытие от солнечных вспышек. Также модуль будет располагать обширным научным оборудованием и удобствами в духе душа, а припасов хватит на три года работы. После посадки на красную планету MHU станет базой для астронавтов.

Планировка MHU

Ещё один интересный груз MHU — ровер с герметичной кабиной, работающий на метане с жидким кислородом. Такой ровер на полным баке сможет преодолеть до 600 миль (около тысячи км), чтобы исследовать огромную территорию вокруг места посадки. Заправлять его будут излишками топлива, произведенного ERV (ожидается, что от произведенного топлива примерно 10% будет использовано для заправки ровера).

Сразу за MHU на Марс стартует второй ERV для следующей миссии.

Немного о рисках и безопасности

  • А что, если, не смотря на транспондер, MHU промахнётся при посадке и сядет далеко от ERV? —  Если расстояние не превысит тысячу км, то добраться до ERV экипаж сможет на ровере.
  • А что, если расстояние превысит 1000 км или ровер сломается? — Вдогонку за MHU летит второй ERV (для следующей миссии). Его траекторию можно будет подкорректировать и посадить рядом с MHU.
  • А что, если второй ERV разобьётся или промахнётся? — Запасов еды хватит на три года. За это время можно подготовить следующий ERV для спасения экипажа.

Таким образом, формируется тройная система безопасности и защита от рисков поломки ERV или промаха MHU. Кроме того, не стоит забывать, что схема с картошкой ещё никого не подводила! 🙂

Ну как-то так…

Проживание на Марсе и возвращение на Землю

После успешной посадки экипаж развернет надувной отсек для выращивания различных растений (некоторые из которых должны обогатить рацион астронавтов свежими овощами и фруктами), их изучения и экспериментов.

Далее у экипажа будет два года на исследования. Для возвращения на Землю, в очередной период сближения Марса и Земли, команда воспользуется ERV, полностью заправленным «марсианским» топливом. А следующий экипаж покорителей Марса высадится вскоре после отлёта первого ко второму ERV. Таким образом, возможно обеспечить практически непрерывное пребывание людей на Марсе.

 

Mars Direct глазами художника

Расширение освоенной территории Марса

Чтобы в случае необходимости экипаж мог вернуться на место предыдущей «стоянки» следующие миссии можно планировать в радиусе 300 км от старых мест посадки. Главное, что в будущем, это сформирует сеть баз-заправок, расположенных в доступности поездки на ровере. Благодаря такому подходу Марс может обрести транспортную инфраструктуру.

Схема баз-заправок на Марсе

Адаптации и изменения в плане

План «Mars Direct» много раз пересматривался и адаптировался для разных подходов (выше рассмотрен первый и базовый вариант плана, представленный ещё в начале 90-х). Вот несколько вариантов.

Mars Semi-Direct

В «полупрямой» миссии предлагается использовать три аппарата вместо двух (ERV, MHU и MAV). Главное отличие состоит в способе возвращения экипажа на Землю. Согласно этому плану ERV остаётся на орбите Марса. MAV (Mars Ascent Vehicle — Марсианские взлётный аппарат) доставляет экипаж с поверхности Марса на орбиту в ERV, который и возвращает людей на Землю.

Mars Reference Missions

Консервативная адаптация НАСА, где ERV летит на Марс полностью заправленным.

Mars Direct — SpaceX

Этот план использует три корабля Dragon 2, РН Falcon Heavy (вместо Ares-ов) и ERV. Два корабля Dragon 2 станут базами на Марсе, а третий Dragon 2 вместе надувным модулем послужит средством транспорта, рассчитанным на двух человек. Тут Доктор Зубрин предлагает воспользоваться Драгоном и для посадки на красную планету.

Dragon 2 на Марсе

Mars Direct в 10 минутном видео

Полная первая презентация проекта

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

12
Войдите, чтобы читать и оставлять комментарии.
Вячеслав Ермолин
Участник

Оценки разных специалистов дают для марсианской экспедиции (с высадкой на поверхность) массу корабля на орбите Земли от 350 до 1500 тонн. Но это одной миссией и без производства топлива на Марсе. Предложенный вариант, как и программа колонизации Маска, предполагают получение топлива «на месте» и существенную экономию веса. Мне это нравятся больше.

Vadim Rybin
Участник

Сейчас разрабатывается космический буксир, который долетит до Марса за 2 месяца. Буксир в автоматическом режиме доставит на Марс всё необходимое, а потом и людей сможет доставить. Можно вообще ни чего не вырабатывать, всё доставит буксир и даже спасение придёт через 2 месяца в случае внештатной ситуации.

Ставридес Келевра
Участник

Ну, насчёт «всё технологии уже были в производстве» докладчик явно лукавит — обитаемая ракета явно состоит не только из двигателей — но интересно другое: что принципиально удешевляет РН Ares по сравнению в SLS, использующей двигатели И ускорители от шаттла?

Андрей Марков
Участник

Удешевление в том, что в Арес предлагалось использовать блок 3-х двигателей RS-25 без переделки оснастки, а также твёрдотопливные ускорители точно те же, что и у Shuttle. У SLS — 4 двигателя RS-25 в новой компоновке и твёрдотопливные ускорители на 1 секцию больше. Всё это требует новых испытаний, новых прочностных решений, новую систему управления и т.д. В результате стоимость программы и сроки неоднократно увеличивались.

Ставридес Келевра
Участник

Видимо, я чего то не понимаю…

Предполагается, что РН с тягой в три СуперХеви может работать на современной элементной базе без переработки всей системы управления, проработки прочностных решений, испытаний и тд?

CSM 111
Участник

И вообще, центральная ступень за исключением непосредственно двигателей — полностью новая разработка.

Ігор Возний
Участник

а 3-4 пусками ФХ экспедиционный корабль не собирается?
Может выйти ощутимо дешевле создания «дешевого» одноразового сверхтяжа

CSM 111
Участник

Начнём с того, что в 90-х никакого ФХ не было 😀

Показать скрытые комментарии

[скрыть] Последние комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.