Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете - Ричард Вагнер

Глава 3

Разработка плана

Через тернии к Марсу

20 июля 1989 года президент Джордж Буш-старший стоял на ступеньках Национального музея авиации и космонавтики в Вашингтоне. Позади него в прохладных залах музея располагались артефакты величайших космических достижений Америки. Среди них были напоминающий формой желейную конфету космический аппарат «Колумбия» и командный модуль «Аполлона-11». Люди, которые добирались на «Колумбии» домой с лунной орбиты, – Нил Армстронг, Майкл Коллинз и Базз Олдрин, экипаж «Аполлона-11» – стояли рядом с президентом, который готовился по случаю двадцатой годовщины первой высадки человечества на Луне объявить о смелой космической кампании.

Буш говорил о проблемах и пользе освоения космоса, о том, что нации следует взять на себя обязательство – осуществить длительную программу освоения человеком Солнечной системы, и даже о том, чтобы заселить космическое пространство. Это были слишком громкие слова, пусть они и прозвучали через двадцать лет после того, как астронавты США впервые ступили на поверхность другого мира. Президент продолжал речь, говоря о необходимости выработать план на срок более 10 лет, о долгосрочных обязательствах по исследованию космоса. Затем Буш озвучил свою программу: «Во-первых, в следующем десятилетии – в 1990-е годы – орбитальная станция «Фридом»… И потом – в новом веке – возвращение на Луну… После него – в более далеком будущем – путешествие на другую планету – пилотируемый полет на Марс».

Так родилась программа, которая стала известна как «Инициатива исследования космоса» (ИИК). Начало было хорошее, но потом все пошло под откос.

Обширная команда, представляющая все подразделения НАСА, которую поддержали все крупные аэрокосмические подрядчики, начала выяснять, как можно осуществить программу Буша. Через три месяца команда представила документ под названием «Отчет о 90-дневном изучении возможностей исследования Луны и Марса человеком», который вскоре стали просто называть «90-дневный отчет» [11]. В отчете говорилось, что перед тем, как человечество сможет отправиться на Марс, американцам потребуется тридцать лет на разработку космической инфраструктуры и это будет самая большая и самая дорогостоящая программа правительства США со времен Второй мировой войны.

НАСА собиралось построить спроектированную ранее космическую станцию, но теперь планируемый размер хотели увеличить втрое, добавив «сдвоенные кили» с большими ангарами для строительства межпланетных космических кораблей. Также требовалось построить множество дополнительных орбитальных объектов: отдельные криогенные хранилища топлива, доки для технического обслуживания, подсобные помещения для экипажа и так далее. Такой огромный и сложный комплекс вспомогательных сооружений был необходим для создания и обслуживания кораблей для полета на Луну (для доставки каждого из них на орбиту Земли потребуются три ракеты-носителя тяжелого класса и один шаттл). Те, кто помнит, что для каждого из «Аполлонов» требовался всего один запуск, почешут в затылке и подумают: «В прошлый раз долететь до Луны было не так тяжело…» В течение десяти лет эти лунные корабли должны были переместить на Луну все необходимые материалы и оборудование, чтобы создать обширную лунную базу. Вместе с орбитальными сооружениями она стала бы основой для строительства серии действительно громадных кораблей – тяжелее 1000 тонн – как «Звездный крейсер "Галактика"» – для полетов на Марс. Эти корабли работали бы на реактивной тяге и за счет других технологий, совершенно отличных от тех, использовались бы в лунных кораблях и, следовательно, потребовали бы больших затрат на разработку и на дополнительную инфраструктуру. В первых миссиях на Марс дорога заняла бы около полутора лет, причем на орбите Марса экипаж мог бы провести около одного месяца. Затем на поверхность планеты должен был спуститься маленький космический аппарат, способный поддерживать жизнь и работу небольшой команды исследователей в течение примерно двух недель, тем самым давая возможность астронавтам установить флаг США и совершить некоторые другие действия. Космические корабли вылетали бы к Марсу тяжело нагруженными и возвращались на орбиту Земли совсем легкими, сбросив все лишнее после каждой миссии (пустые топливные баки, марсианские роверы, подушки аэроторможения), таким образом навязывая дополнительные расходы на каждую последующую операцию вроде установки флага на Марсе. «90-дневный отчет» не включал оценки стоимости программы, однако в итоге эта информация просочилась в прессу. Минимальная оценка составляла 450 миллиардов долларов.

Вряд ли при такой стоимости программу можно было воспринимать всерьез. Длительность получалась большой, а разрекламированные преимущества колонизации космоса не вызывали энтузиазма у публики, заинтересованной в космических исследованиях. Предложения, озвученные в «90-дневном отчете», также были восприняты скептично. До тех пор пока предложенную стоимость программы в 450 миллиардов долларов не удалось бы значительно уменьшить, ИИК была нежизнеспособна. Это стало очевидно в последующие месяцы и годы, когда Конгресс продолжал отклонять каждый финансовый проект НИК, который попадал на рассмотрение.

На самом деле в «90-дневном отчете» не было ни внутренней логики, ни по-настоящему новых идей. Скорее, это был пересказ навязчивых идей, перекликавшийся с Die Marsprojekt – шестидесятилетней давности проектом пилотируемых миссий на Марс, который немецкий конструктор ракет Вернер фон Браун и его коллеги начали разрабатывать в конце 1940-х годов. Его техническая часть легла в основу программы пилотируемого полета к Марсу в рамках миссии «Аполлон», которая была предложена НАСА, но отклонена в 1969 году. Для фон Брауна и его сотрудников пилотируемая межпланетная миссия была поводом для самых смелых конструкторских фантазий: огромный межпланетный космический корабль (или еще лучше флот из огромных межпланетных космических кораблей), собранный на космической станции и запущенный с околоземной орбиты. Что происходило бы потом на поверхности Марса, было делом второстепенной важности. На базе этой навязчивой идеи – гигантские космические станции для сборки гигантских космических кораблей – обширный коллектив, работавший над «90-дневным отчетом», продолжал предлагать технологии, которые или уже существовали, или планировались в рамках программы технологического развития НАСА. Чтобы привлечь к процессу как можно больше людей, совет разработал самые сложные варианты архитектуры миссии, какие только можно было придумать, – вот пример того, как не нужно заниматься проектированием.

Создание логически последовательной Инициативы исследования космоса

К концу 1989 года для многих стало очевидно, что архитектура миссии, описанная в «90-дневном отчете», была внутренне противоречивой. В попытке разработать систематизированный критический анализ я написал следующий меморандум, который я впоследствии использовал в качестве введения к каждой большой серии статей о плане «Марс Директ» (см., например, [12]). По сути, этот меморандум обобщает рассуждения, которые привели к разработке миссии «Марс Директ», и я привожу его здесь в полном объеме.

В настоящее время существует необходимость разработать для Инициативы исследования космоса логически последовательную архитектуру. Под логически последовательной архитектурой следует понимать прозрачный и логичный набор целей и простой, четкий и экономически оправданный план их реализации. Выбранные цели должны вести к максимальному результату и возможности достигнуть еще более амбициозных целей в будущем. Чтобы упростить план, сделать его более надежным и дешевым, нужно отказаться от создания взаимозависимых миссий (то есть лунных, марсианских и околоземных орбитальных), поскольку в такой зависимости нет необходимости. В то же время план должен опираться на использование довольно разнообразных технологий, которые позволят достичь большого количества целей, – таким образом можно снизить расходы за счет многофункциональности оборудования. И, наконец, самое главное – следует выбрать технологии, которые повысят эффективность миссий. Недостаточно просто слетать на Марс, важно сделать что-то полезное, когда мы там окажемся. Миссии, не дающие весомых результатов, не имеют никакой ценности.

Несмотря на то что вышеизложенные принципы могут показаться очевидными, от них отступали много раз при разработке деталей ИИК (то есть «90-дневного отчета»), и, в результате ИИК стала такой дорогой и непривлекательной, что финансирование программы Конгрессом оказалось под сомнением. Высокая стоимость объясняется тем, что в плане предлагалось использовать совершенно разные ракеты-носители для полетов к Луне и к Марсу и принципиально разные