2014 год благоприятен для старта пилотируемой экспедиции на Марс
Опубликовано в Spaceflight Now 5 августа 2000 г.
 Марс. Фото: NASA/JPL |
Наилучшая возможность в ближайшем будущем для запуска первой пилотируемой экспедиции на Марс наступит в 2014 году, так как расположение планет в этом году обеспечивает идеальный маршрут для возвращения на Землю в случае аварии, подобной той, которая произошла с Apollo 13.
К такому выводу пришли в своей исследовательской статье инженер Университета в Purdue и один из его студентов.
Благодаря особым орбитальным положениям Земли, Марса и Венеры в определенное время, были бы возможны маневры с использованием так называемой "гравитационной рогатки", требующие минимальной коррекции курса для благополучного возвращения космического аппарата домой. Но такая траектория полета была бы возможна только при запуске 14 января 2014 года плюс-минус несколько дней. Такой возможности возвращения не будет по меньшей мере в течение 10 дней до или после этих временных рамок. Это означает, что астронавты могут оказаться вынужденными попытаться совершить посадку на "красную планету", даже если произойдет поломка их КА в результате аварии на пути к Марсу, говорит James Longuski, профессор аэронавтики и астронавтики в Purdue.
"Эта траектория - большая удача, так как она невозможна в течение многих лет до или после 2014 года," говорит Longuski в статье, представленной 15 августа во время Конференции и Выставки специалистов по астродинамике в Денвере. Конференция спонсируется совместно Американским институтом аэронавтики и астронавтики и Американским астрономическим обществом.
По случайному совпадению, NASA рассматривало 2014 год как возможную дату запуска первой пилотируемой экспедиции к Марсу во время специального исследования 1997 года. Материалы этого исследования доступны в он-лайне по адресу http://spaceflight.nasa.gov/mars/reference/hem/hem1.html.
Longuski и аспирант Masataka Okutsu показали, что самым благоприятным маршрутом был бы тот, который давал бы возможность быстрого возвращения с использованием гравитационного поля Венеры, в случае происшествия, вынуждающего отменить посадку на Марс. Гравитационное поле Марса изогнуло бы траекторию космического аппарата, устремляя его к Венере, поле которой. в свою очередь, помогало бы вывести корабль к Земле. Благодаря такой гравитационной поддержке, космический аппарат смог бы совершить возвращение с минимальными коррекциями траектории с использованием малых реактивных двигателей, даже если бы его главный двигатель вышел из строя, говорит Longuski.
Apollo 13, запущенный в 1970 году, должен был стать третьей экспедицией с целью совершения посадки на Луну. Взрыв одного из кислородных баков повредил аппарат во время полета, что грозило потерей экипажа. Но он был благополучно возвращен домой, отчасти благодаря использованию гравитации Луны, создавшей эффект "рогатки".
Longuski и Okutsu открыли эту возможность для Марса, использовав компьютерную программу, первоначально разработанную инженерами в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) в NASA, и затем улучшенную инженером Университета в Purdue и его студентами, сделавшими ее в сотни раз более мощной.
"Моим вкладом, вместе с моими студентами, стала автоматизация программного обеспечения и преобразование его в то мощное средство, которым оно сейчас является," говорит Longuski. "Без этой автоматизации оно имело одну тысячную нынешней эффективности."
Компьютерная программа, называемая STOUR (произносится "эс тур"), автоматически определяет мириады возможных траекторий, по которым может двигаться космический аппарат, в зависимости от даты запуска, мощности ракетных двигателей и конечного пункта назначения, и затем показывает эти траектории на графике. Это позволяет инженерам рассчитывать сложные траектории космических аппаратов за несколько часов или дней, вместо месяцев или даже лет, которые уходили на это при использовании обычных методов.
"Если вы собираетесь на Марс, Венеру и обратно на Землю, вы можете рассмотреть пусковое "окно" протяженностью в 20 лет и рассчитать каждую возможную траекторию, использующую гравитационную поддержку, какая только существует," говорит Longuski.
Обычный метод требует, чтобы каждая возможная траектория рассчитывалась инженерами отдельно. "Это выглядит, как будто люди, считавшие вручную, вдруг получили компьютеры и стали считать с их помощью, используя те же методы," говорит он.
Необходима более быстрая техника расчета траекторий, так как космические полеты часто требуют ряда нескольких гравитационных "поддержек" от разных планет, точно скомбинированных тем единственно верным способом, который обеспечит прибытие космического аппарата нужным путем в конечную точку назначения. Инженеры, обладающие очень хорошими навыками в небесной механике, могут потратить месяцы или годы на планирование сложных "путешествий" лишь для того, чтобы потом узнать, что их методические расчеты отклонены из-за задержек запуска, и требуется расчет совершенно нового маршрута, возможно при небольшом запасе времени, - говорит Longuski.
Перевод: V.B.
От редактора. В журнале "Новости космонавтики", № 19/20 за 1998 год, рассказывалось о проекте пилотируемой экспедиции на Марс, разрабатываемом в РКК "Энергия". Этот проект являлся инициативной разработкой "королёвской" фирмы, не утвержденной на уровне РКА. Работу предполагалось вести в три этапа. На первом, в 1999-2005 гг., на базе станции "Мир" и российского сегмента МКС, планировалась отработка использования электрореактивных двигательных установок (проекты "Модуль-М", "Модуль-М2" и "Марс-Модуль"). На втором этапе, в 2010-2012 гг., предполагалось провести генеральную репетицию марсианской экспедиции в беспилотном варианте. Запуск первой пилотируемой экспедиции мог бы состояться в 2015 г. Видимо, это все-таки следующее "окно" по отношению к январю 2014 г. (либо журналист допустил неточность). Но в любом случае наши и американские планы сходились где-то недалеко.
Что потом последовало, известно. Кризис 1998 г., настойчивые попытки американцев утопить "Мир" (встретившие, кстати, неожиданную поддержку в РКА), отчаянная борьба за сохранение станции... Тут уж было не до Марса. Американцы же еще в 1998-м стали говорить, что более вероятная дата экспедиции - 2019 год. К тому же это было бы так символично: год 50-летия "Аполлона-11" - объясняли они. В 1999-м были потеряны Mars Climate Orbiter и Mars Polar Lander, и какое-то время говорить о пилотируемом полете было просто неприлично.
Сейчас статьи, подобные статье Longuski и Okutsu, призваны возродить былой энтузиазм. Но с вероятностью 99% все же можно сказать, что открытая ими прекрасная возможность 2014 года так и останется неиспользованной. - V.B.
