| ФЭНДОМ > Фантастика | Конвенты | Клубы | Фотографии | ФИДО | Интервью |
Разработано много проектов и концептов пилотируемых полётов на Марс, некоторые из них попали на рисунки почтовых марок. Один из них изображён на марках Шарджи 1972 года (Michel № 973) и Сьерры-Леоне 1990 года (Michel № 1387).
Проект примечательный и узнаваемый: корабль обвешан многочисленными топливными баками, в верхней части расположен крылатый спускаемый аппарат, в нижней части ядерный двигатель.
В 1961 году группа учёных из Исследовательского центра Льюиса, NASA, опубликовала статью «Исследование пилотируемой ядерно-ракетной миссии на Марс» (S. C. Himmel, J. F. Dugan, R. W. Luidens, R. J. Weber. A study of Manned Nuclear-Rocket Mission to Mars // Aerospace Engineering, July 1961, pp. 18–19, 51–58). Вверху показаны две иллюстрации из статьи, на которых изображена предполагаемая конфигурация космического корабля. Поясняющий текст:
«Конфигурация аппарата
Показана система аппарата, типичная для полетов на Марс и обратно. Аппарат состоит из длинного центрального бака, окруженного двумя группами баков меньшего размера. Над ними расположена кабина, или жилой отсек, в котором находится экранированное хранилище. Над ней расположены два аппарата для входа в атмосферу. Один ядерный ракетный двигатель с удельным импульсом 900 с крепится к днищу центрального бака и используется во всех основных периодах движения. Это предполагает возможность повторного запуска двигателя, что представляется вполне осуществимым, поскольку период между запусками составляет не менее 40 дней.
Аппарат работает следующим образом: начиная с орбиты вокруг Земли на высоте около 300 миль, в течение первого периода движения аппарат разгоняется до тех пор, пока не наберет необходимую скорость. Необходимое для этого топливо содержится в нижней группе баков. Фактический поток топлива в двигатель поступает из центрального бака, который пополняется из нижнего кластера во время работы двигателя с помощью соответствующей системы перекачки топлива. Такая схема подачи была принята для снижения веса, необходимого для защиты двигателя от теплового излучения. По завершении этого периода движения нижняя группа баков сбрасывается. Оставшаяся часть системы движется к Марсу и замедляется вторым включением двигателя, чтобы выйти на низкую круговую орбиту вокруг Марса. Содержимое верхнего кластера баков используется для пополнения центрального бака для этого включения. Перед последним периодом движения для возвращения на Землю эти баки сбрасываются, оставляя только центральный бак и полезный груз.
После выхода на марсианскую орбиту двое членов экипажа садятся в марсианский посадочный аппарат и спускаются на поверхность, используя атмосферное торможение. Его начальный вес спускаемого аппарата составляет 60800 фунтов, и он содержит топливо и двигательные установки, необходимые для выполнения завершающих манёвров посадки, выхода на орбиту и встречи с экипажем на орбите. Аппарат разделяется на две части, причём нижняя часть служит стартовой площадкой для взлёта. В состав системы входит небольшой гусеничный аппарат, позволяющий двум людям исследовать более чем ограниченный участок поверхности.
После периода исследования люди заходят во взлётный аппарат, взяв с собой несколько сотен фунтов записей и образцов (все остальные данные были переданы и зарегистрированы орбитальной группой). После стыковки люди покидают взлётный аппарат.
После того, как экипаж снова собрался, двигатель запускается в последний раз, опорожняя центральный бак, который затем сбрасывается. Затем жилые помещения и посадочный аппарат возвращаются на Землю. Незадолго до прибытия экипаж переходит в спускаемый аппарат (начальный вес около 30000 фунтов), который входит в атмосферу, замедляется и совершает посадку, завершая миссию».
Через два года компания «General Electric» представила концепт похожего «марсианского» космического корабля, проиллюстрировав рисунками штатного художника Роя Скарфо (Roy Scarfo). К каждой иллюстрации дано подробное объяснение. Вот как специалисты «General Electric» пояснили свой концепт в журнале «Space World: The magazine of space news» (Sep.-Oct. 1963):
«Модуль двигательной установки и полезной нагрузки показан в стартовой конфигурации. Диаметр секции водородного бака и отсека экипажа составляет 22 фута. К переднему концу бака прикреплён модуль с химическим двигателем для посадки на Марс, который обеспечит высадку двух человек исследовательской группы после выхода космического корабля на марсианскую орбиту».
«Один из трёх танкеров показан в стартовой конфигурации. Корпус конструкции поддерживает четыре почти сферических бака, каждый из которых содержит более 45000 фунтов жидкого водорода. Использование вспомогательной конструкции для усиления баков во время выведения ускорителя позволяет минимизировать их вес. После установки на ядерный ракетный космический аппарат облегченные баки будут подвергаться лишь умеренному ускорению (менее 1 g), в отличие от 7–8g, испытываемых при выходе на начальную орбиту».
«На этой иллюстрации, отдельные водородные баки крепятся к двигательному модулю на низкой околоземной орбите. Каждый бак изолирован многослойной фольгой, защищающей от излучения, для минимизации испарения водорода. Кроме того, для баков, которые будут опорожнены только на более поздних этапах миссии, может быть использована система криогенной реконденсации. Эта система будет работать от ядерной электрогенерирующей системы типа SNAP-9 или SNAP-50, расположенной между главным реактором двигателя и кормовой частью центрального бака. Радиатор силовой установки SNAP находится сразу за баком. На практике может потребоваться перемещение этого радиатора в положение, значительно ближе к задней части ракетного двигателя, во время движения по инерции, чтобы минимизировать нагрузку на водородный бак. Существует заманчивая возможность отказаться от вспомогательного энергетического реактора путем интеграции жидкометаллического теплообмена с активной зоной ракетного реактора. Такой подход не только снижает вес системы, но и позволяет минимизировать проблему отвода остаточного тепла от двигателя».
«На этом изображении представлена общая компоновка помещений для экипажа. Двухпалубный командный модуль будет содержать систему жизнеобеспечения, жилые помещения, средства связи, экспериментальное оборудование и центр управления. Защита от солнечной радиации обеспечивается капсулой с вакуумной рубашкой, выступающей вниз в основной водородный бак. Этот «штормовой погреб» покрыт углеродной защитой, увеличивающей толщину 8-футового кольца жидкого водорода, окружающего капсулу. Защита предназначена для ограничения дозы облучения экипажа до уровня менее 100 бэр за всю миссию.
Обратите внимание, что предлагаемая конфигурация не обеспечивает возможности создания искусственной силы тяжести. Если нулевая сила тяжести недопустима в течение длительного времени межпланетной миссии, в конструкцию можно включить вращающуюся секцию кабины. Однако такой подход приведёт к значительному увеличению общей массы космического корабля из-за проблем структурной интеграции с искусственной силой тяжести».
«Здесь показан манёвр орбитального запуска. Для выхода с околоземной орбиты на траекторию перехода к Марсу будут опорожнены шесть баков. В случае аварийного завершения полёта во время манёвра ухода для возвращения на околоземную орбиту может быть использован марсианский посадочный корабль на химическом топливе».
«Показано размещение баков во время движения с Земли. Общий расход топлива до запуска при полёте на Марс составляет около 140 тонн. В базовой конфигурации два из шести баков, опорожнённых при полёте с Земли, останутся прикреплёнными. Это обеспечивает определённую избыточность на случай пробоя метеороидом любого из загруженных баков, поскольку топливо может быть перелито в оставшиеся пустые баки. Если пробоя не происходит, пустые баки сбрасываются непосредственно перед запуском двигателей при выходе к Марсу».
«Манёвр выхода к Марсу создаёт эксцентрическую орбиту с перигеем около 200 миль и апогеем в несколько тысяч миль, что минимизирует потребность в топливе, обеспечивая при этом хороший обзор планеты для окончательной оценки посадочных площадок. Четыре из последних шести внешних топливных баков опустошаются во время выхода к Марсу, но только два сбрасываются. Два бака сохраняются на случай пробоя метеороидом до момента непосредственно перед запуском двигателей для ухода от Марса».
«После перехода в марсианский модуль двое из четырёх членов экипажа запускают тормозные ракетные двигатели, чтобы вывести спускаемый аппарат в перигей орбиты в атмосферу планеты. Основная часть торможения осуществляется за счёт аэродинамического сопротивления. После манёвра на высоте нескольких тысяч футов посадочный аппарат переходит в вертикальное положение для окончательного захода на посадку. Одна минута зависания позволяет внести некоторые изменения в выбор места посадки, а для окончательного приземления выпускаются три амортизационные стойки. Крылатый спускаемый аппарат может иметь одну из нескольких возможных форм, при этом могут использоваться линзовидная или коническая конфигурация, в зависимости от требуемой степени аэродинамического маневрирования при входе в атмосферу».
«Марсианский спускаемый модуль показан в положении для посадки. Помимо двухместной капсулы экипажа, на поверхность Марса можно доставить около 5000 фунтов научного оборудования и портативных систем жизнеобеспечения. Общий вес спускаемого модуля перед сходом с орбиты составит около 35000 фунтов при использовании водородно-кислородной двигательной установки. Время пребывания на планете ограничено примерно пяти днями из-за ограниченной полезной нагрузки и быстрого ухудшения стартового окна для этапа возвращения на Землю».
Обратите внимание, что спускаемый модуль напоминает «Dyno Soar», а его носовая часть – двухместную капсулу «Gemini». Также на рисунке хорошо видно, что астронавты спускаются и поднимаются в носовую часть по скобам, прикреплённым к корпусу.
«Всё оборудование, за исключением минимально необходимой капсулы жизнеобеспечения и нескольких сотен фунтов образцов грунта, будет оставлено на поверхности. Вторая ступень спускаемого аппарата, работающая на химическом топливе, использует конструкцию первой ступени в качестве стартовой платформы для возвращения на орбиту Марса».
«После сближения с ядерным ракетным космическим аппаратом вторая ступень разгонного модуля покидает эксцентрическую посадочную орбиту».
«На этой иллюстрации показана конфигурация космического аппарата для полёта с Марса. Во время этого манёвра опорожняются последние два внешних бака, а также кормовой отсек основного бака. Передняя часть основного бака, окружающая укрытие от солнечной радиации, всё ещё содержит водород на протяжении всего перелёта Марс-Земля».
«При приближении к Земле два пустых бака сбрасываются, и ядерный ракетный двигатель используется для торможения аппарата до высокой посадочной орбиты. Затем экипаж перейдёт в спускаемый аппарат для возвращения на Землю. В качестве альтернативы, можно было бы уменьшить требуемый прирост скорости межпланетного космического аппарата, используя прямой вход в атмосферу с марсианского эллипса. Однако это потребовало бы транспортировки спускаемого аппарата на Землю на протяжении всей миссии, что увеличило бы вес космического аппарата. Поскольку прямой вход в атмосферу устраняет необходимость в значительном маневре двигателя на конечном этапе миссии, в период обратного полёта топлива для защиты от солнечной радиации будет недостаточно или вообще не будет. В этом случае вес противоракетного экрана придётся увеличить, чтобы обеспечить защиту экипажа в «пустом» аппарате».
В это же время, в 1962–1963, NASA заключила контракт с «Ford Aeronutronic», «Lockheed» и «General Dynamics» на исследование первых пилотируемых межпланетных миссий, включая облёт Марса и Венеры в 1970-х. Проект назвали «EMPIRE» – «Early Manned Planetary – Interplanetary Roundtrip Expedition» (Ранние пилотируемые планетарные и межпланетные возвращаемые экспедиции). Предлагалась конфигурация, схожая с конфигурацией «General Electric». Вверху показана иллюстрация из финального отчёта «Ford Motor Company», выполненного 21 декабря 1962 года и посвящённого проекту «EMPIRE». Но в филателии остался концепт «General Electric», а не «EMPIRE».
В 1972 году «марсианский» космический корабль компании «General Electric» появился на марке Шарджи 1972 года (Michel № 973).
На марке репродукция рисунка американского художника Эда Валигурски (Edward Ignatius Valigursky, 1929–2009). Это иллюстрация из книги Артура Кларка «Человек и космос» (Clarke A. and Editors of LIFE. Man and Space: Life science library. – NY: Time-Life International, 1964).
Рисунок поясняет принцип работы ядерного двигателя NERVA, показаннного в разрезе. А космический корабль позаимствован из концепта «General Electric» 1963 года. Также на рисунке изображён Марс, как цель путешествия. Пояснительный текст из книги:
«Ракеты не могут нести достаточное количество твёрдого или жидкого топлива, которое требуется для долговременных космических полётов. Ядерный двигатель будет необходим в случае путешествия на Марс или для посещения некоторых других планет солнечной системы.
Ядерный двигатель, которым может быть оснащён космический корабль, отправляющийся к Марсу, использует деление плутония или урана в открытой камере сгорания. Жидкий водород, находящийся во внешних резервуарах, поступает в активную зону реактора, где разогревается реакцией ядерного распада, производя очень высокую реактивную тягу».
Марка Шарджи выпущена в марочных листах 5x5 и на люкс-блоке. Марка с перфорацией и без, а люкс-блок только в беззубцовом варианте. Полиграфическое качество весьма посредственное.
Через 18 лет этот же космический корабль ещё раз появился на почтовой марке. Это очень специфический выпуск, поэтому расскажу о нём подробней.
15 января 1990 года для Сьерра-Леоне была выпущена большая серия почтовых марок «Приветствуя предстоящее исследование Марса». Серия большая, 36 марок и один блок, выпущена по инициативе американца Алана Шона Файнстайна (Alan Shawn Feinstein).
Файнстайн занялся поиском того, кто мог выпустить марки. В то время он работал с африканским государством Сьерра-Леоне, которое согласилось на размещение названия своей страны на «марсианских» марках. В Сьерра Леоне смекнули, что можно зарабатывать деньги, разрешая использовать имя страны на почтовых марках и монетах, которые никогда не поступят в обращение и которые предназначены только для продажи коллекционерам. В то время в Сьерра-Леоне шла гражданская война, и её населению было не до «марсианских» марок. Но филателистическим проектом Файнстайна заинтересовалось коррумпированное правительство страны.
Мария Либера (Maria Libera) из Всемирного Почтового Союза (UPU) говорит, что, возможно, маленькие государства продают за 10 тысяч долларов право использования названия своих стран на почтовых марках и монетах.
Затем марки были изготовлены в Великобритании фирмой «The House of Questa» и проданы в США Межправительственной Филателистической Корпорации (Inter-Governmental Philatelic Corporation), находящейся в Нью-Йорке. Рисунки марок выполнил художник Дьюла Виширей (Gyula Vàsàrhelyi). Лишь незначительное количество марок было реализовано в Сьерра Леоне, большинство же предназначалось для филателистической торговли и оказалось в руках Алана Файнстайна. При номинальной стоимости марок меньше 40 долларов, Файнстайна сначала предлагал их за сто долларов, а в конце 1990 года – за 135 долларов.
Швейцарское объединение международных филателистических организаций (Swiss-based combine of international stamp organizations) включило «марсианский» выпуск Сьерра Леоне в «чёрный список» за нарушение филателистического морального кодекса Всемирного Почтового Союза. А в американском филателистическом каталоге «Scott» даже появился комментарий к этим маркам: «Чрезвычайная спекуляция с этим выпуском связана с маркой № 1171 «лицо на Марсе».
На одной из марок изображён знакомый космический корабль. Надпись на марке: «Направляющаяся на Марс ракета». По сравнению с оригинальным рисунком Эда Валигурски, корабль показан целиком, без разреза ядерного двигателя.
Интересен рисунок блока Аджмана 1971 года (Michel block № 232). На нём изображена схема полёта космического корабля, концепт которого представила компания «General Electric» в 1963 году. На схеме показан путь с Земли к Марсу, высадка людей на поверхность планеты и возвращение обратно на Землю. Рисунок выполнен по мотивам схемы из уже упоминавшейся книги Артура Кларка «Человек в космосе». В книге две взаимосвязанные схемы – одна показывает путешествие к Марсу без посадки на поверхность планеты, а другая – с посадкой и возвращением на Землю.
Поясняющий текст к первой схеме: «РАСПИСАНИЕ ПОЛЁТОВ НА МАРСУ
Тот же космический корабль на жидком топливе, который используется для доставки человека на Луну, мог бы доставить астронавтов на Марс. Но такой полёт возможен только в определённые моменты времени, когда Земля и Марс находятся близко друг к другу. Такое расположение происходит раз в 15 лет, последнее в этом столетии произойдёт в 1986 году.
Вероятно, первые полёты будут разведывательными «пролётами», как показано на этой странице. Ракета сможет использовать орбитальную скорость Земли (около 66000 миль/ч) для части ускорения, следуя в том же направлении, в котором Земля движется вокруг Солнца. Используя дополнительную тягу, чтобы преодолеть гравитационное поле Земли, ракета выйдет на свою собственную эллиптическую орбиту вокруг Солнца: по этому маршруту она пройдёт мимо Марса и затем вернётся к Земле.
В таком полёте, а также при последующих посадках на Марс (на противоположной странице), штурманам придётся корректировать курс в процессе полёта; даже самые тщательно продуманные планы полёта не могут учесть ошибки запуска или неточности в прогнозируемых траекториях планет. ВОКРУГ СОЛНЦА ЗА 641 ДЕНЬ
На этой диаграмме представлена траектория возможного полёта мимо Марса. Сближение Земли и Марса в 1986 году позволило бы ракете-носителю «Сатурн», даже с ограниченным запасом химического топлива, сойти с земной орбиты (жёлто-оранжевая линия), пересечь траекторию Марса (красная линия), двигаясь по эллиптической орбите вокруг Солнца (фиолетовая линия), и вернуться на Землю почти через два года после начала полёта».
Поясняющий текст к схеме полёта на Марс, высадку на его поверхности и возвращении на Землю: «ОСТАНОВКА В КОСМОСЕ
В миссии по посадке на Марс (вверху) ракета двигается по траектории вокруг Солнца, чтобы пересечь Марс и Землю на их собственных солнечных орбитах (жёлто-оранжевая линия). Ракета могла бы покинуть Землю (A) по курсу (фиолетовая линия), который привёл бы её к Марсу (B) примерно через четыре месяца. После 10-дневной остановки ракета стартовала бы с Марса (C) по другой орбите (синяя линия) и встретилась бы с Землёй (D) после почти девятимесячного обратного полёта. МАНЕВРЫ НА ДВУХ ОРБИТАХ
Для обратного возвращения к Марсу, корабль выходит на земную орбиту, где заправляется дополнительным топливом перед тем, как отправиться к Марсу. Около Марса корабль возвращения к Земле выходит на марсианскую орбиту, в то время, когда садиться маленький космический модуль. Позднее этот модуль возвращается на корабль возвращения к Земле, который в свою очередь ускоряется, чтобы возвратиться на Землю. Небольшие корректировки курса проводятся в полёте (цветные точки).
Для возвращения к Марсу ракета сначала совершает оборот вокруг Земли, где она получает дополнительное топливо, а затем ускоряется, чтобы преодолеть гравитацию Земли. Вблизи Марса базовый корабль выходит на орбиту, а небольшой космический модуль приземляется. Затем модуль возвращается на базовый корабль, который, в свою очередь, ускоряется для возвращения на Землю. Небольшие корректировки курса производятся в полёте (цветные точки)».
Интересна творческое переосмысление иллюстрации Эда Валигурски. В 1972 году к Дню космонавтики в СССР был выпущен художественный маркированный конверт с рисунком Рима Стрельникова. На конверте изображены две космические станции, летящие к разным планетам, вращающимся вокруг Солнца. Судя по очертаниям нижней станции, это условное изображение советская АМС «Венера». Но непонятно, почему она развёрнута в противоположную от планеты сторону – спускаемый аппарат сзади, а корректирующая двигательная установка развёрнута в сторону планеты.
А вот с верхним космическим аппаратом не так всё просто. Судя по орбитам и красному цвету планеты с ледовой шапкой, аппарат направляется к Марсу. Но на АМС «Марс» этот аппарат не похож – у него ядерный двигатель и он опоясан цилиндрическими баками с топливом. В нижней части, рядом с двигателем, изображён сферический спускаемый аппарат с четырьмя посадочными опорами. Его расположение нелогично и можно отнести только к фантазии художника. Верхняя часть космического аппарата тоже напоминает спускаемый аппарат, но другой формы. Также на аппарате расположена панель солнечных батарей и две параболические антенны. По всей видимости, этот аппарат – вольная фантазия художника, символизирующая будущие исследование Марса. В рисунке угадываются как элементы АМС «Марс» (параболическая антенна, панель солнечных батарей), так и влияние рисунка Эда Валигурски (ядерная двигательная установка, опоясывающие цилиндрические баки с топливом, спускаемый аппарат в верхней части).
Помимо почтовых марок космический корабль с иллюстрации Эда Валигурски появился в 1978 году на непочтовой виньетке острова Бернера, расположенного около Шотландии. К почте и филателии этот выпуск не имеет никакого отношения.
ИНТЕРЕСНЫЕ СТАТЬИ
Черная Н. «Час Быка» И. Ефремова и развитие традиций антиутопии Зубакин Ю. «Проект аэроплана для вылета из земной атмосферы» Ляпунов Б. Новые достижения техники и советская научно-фантастическая литература
|
|
|
||
