novosti-kosmonavtiki-2

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



МАВР и другие

Сообщений 1 страница 5 из 5

1

Вот интересуюсь историей космонавтики. В своё время даже принимал участие в написании книги по истории космонавтики для Киевского политехнического института. И один из проектов, который мне был интересен - МАВР - МАрс Венера Разом.  Так же и другие проекты пилотируемых, в том числе и межпланетных, кораблей, могут быть интересны с точки зрения изучения тех идей. которые выдвигались на заре пилотируемой космонавтики

2

А МЫ МОГЛИ БЫТЬ ПЕРВЫМИ МАРСИАНАМИ ЕЩЕ В 80-Х ГОДАХ...

Евтифьев М.Д.

http://s8.uploads.ru/t/XtvgQ.jpg

В этой статье по малоизвестным материалам очень хорошо описывается период нашей космонавтики, когда к ней был прикован интерес большинства нашего народа в связи с выдающимися достижениями в исследовании космического пространства. Период конец 60-х начало 70-х годов характерен разработкой разных проектов пилотируемого полета на Марс. В данной статье рассматриваются работы по Марс-проектам в ЦНИИмаш (бывшем НИИ-88)

В начале этой статьи будет полезно вспомнить, что еще с 1959 г. в ОКБ-1 С.П.Королева в отделе N 9 М.К.Тихонравова (сектор Г.Ю.Максимова) группа энтузиастов начала прорисовки фантастического проекта полета человека к Луне, Марсу и Венере. Постепенно эта работа обрела форму настоящего проекта тяжелого межпланетного корабля (ТМК), предназначенного для пилотируемых дальних полетов, в том числе облета Марса. Проект ТМК в последствии стал основой для выбора характеристик перспективной ракеты-носителя Н-1.

В 1960 г. ОКБ-1 С.П.Королева (отдел N 9 М.К.Тихонравова (сектор К.П.Феоктистова)) предложило проект экспедиции на Марс на космическом корабле с электроракетными двигателями и ядерным реактором как источником энергии. По этому проекту межпланетный корабль должен был собираться с использованием РН Н-1 на околоземной орбите и затем стартовать в сторону Марса с экипажем из 6-ти человек.

В 1962 г. вышло постановление правительства, по которому во всех ракетных фирмах (С.П.Королёва, М.К.Янгеля, В.Н.Челомея) были начаты работы по проектам ракет-носителей (РН) обеспечивающих пилотируемые полеты на Луну, Марс и облет Венеры.

Естественно от этих проектов в стороне не мог оставаться головной по ракетно-космической технике НИИ-88. Здесь исследования по межпланетным полетам начались в начале 60-х гг. В 1963 г. в НИИ-88 был сделан сравнительный анализ возможностей носителей Н-1, 8К68 (Р-56), УР-500 и комплекса "Союз" для решения основных задач по освоению космоса. Получалось, что если подтвердятся закладываемые характеристики в РН Н-1 по грузоподъемности (число запусков), то он будет наиболее предпочтителен для решения таких задач, ориентир был сделан на Н-1.

В начале 1966 г. в отделе N 12 НИИ-88 Л.Г.Головина в секторе А.Ф.Евича в группе Ю.С.Пронина были развернуты серьезные изыскания по межпланетным пилотируемым экспедициям на Марс.

НИИ-88 начал работы в этом направлении с определения концепции планетного исследовательского комплекса (ПИК), который должен был отделиться от межпланетного корабля (МК) и совершить посадку на поверхность Марса в целях его исследования. При этом надо было определить основные проектные характеристики баллистического спускаемого аппарата (СА), общую баллистику экспедиции в целом и провести анализ опыта разработок зарубежных Марс-проектов. Началась работа по изучению опыта Марс-проектов проектных подразделений отечественных организаций, в том числе и ЦКБЭМ (бывшее ОКБ-1, ныне ОАО РКК "Энергия" им. С.П.Королёва).

В результате были выявлены две концепции ПИКа с различной тактикой исследования поверхности Марса.

По первой концепции было отдано предпочтение стационарной лаборатории (СЛаб), при этом изучение планеты должно было вестись радиальными заездами подвижных лабораторий (ПоЛаб), радиус действия которых определял величину исследуемого района.

По второй концепции предполагали основную роль отдать подвижным средствам. Здесь ПИК представлял собой мобильный поезд повышенной проходимости, который вез на прицепе ракету возвращения (РВ) и был "привязан" к месту посадки на марсианской поверхности. У этой концепции было много положительного: отсутствовало дублирование жилого блока, не было аварийных транспортных средств и дробления экипажа. Но при этом требовалась значительная энергетика на движение. Так появились материалы, позволяющие приступить к выработке предварительных технических условий на мобильную часть ПИКа.

В начале июня 1966 г. появилось еще одно параллельное направление работ. Перед исследователями была поставлена задача: в первую очередь изучить проект ТМК ЦКБЭМ облета Марса, и разработать свой аванпроект МК с экипажем из 6 человек, но уже для облета двух планет. Проект получил шифр "Мавр" (Марс, Венера - разом). Сотрудники ЦНИИМаш (бывший НИИ-88, ныне ФГУП ЦНИИМаш) хорошо проанализировали проект ТМК и пришли к выводу, что брать "один к одному" этот корабль в проект "Мавр" нельзя.

По плану межпланетный корабль "МАВР" должен был стартовать в 1975 г. и лететь по траектории в течение 480-600 суток с использованием гравитационного маневра ускорения в поле Венеры. На поверхности планет при их пролете должны были сбрасываться автоматические исследовательские зонды. В состав корабля был введен отделяемый автономный отсек для научных исследований, представляющий собой астрономический телескоп с кабиной для наблюдателя (астроблок). МК "МАВР" укладывался в общую схему марсианской экспедиции, которую продолжали параллельно разрабатывать в ЦНИИМаш, как универсальный жилой блок (УЖБ), в котором экипаж должен был провести все время полета туда, обратно и с высадкой на Марсе. Началась работа по определению состава всех систем межпланетного корабля "МАВР" (см. рис.), их массы, энергопотребления, а также потребных объемов для размещения систем и осуществления жизнедеятельности экипажа. Для этого использовались все возможные источники информации, включая проект ТМК, западные проекты, антарктические экспедиции, новейшие эргономические нормы и проекты ядерных подводных лодок с неограниченной длительностью автономного плавания. В конечном итоге был определен весь состав УЖБ, а также учтена вся наличная масса блока и ее изменения в полёте. Был определён перечень необходимых помещений УЖБ. Нашли площади и объемы для шести индивидуальных кают, салона, витаминной оранжереи, столовой, санузла, научной лаборатории, мастерской, радиационного убежища, приборного отсека, шлюза для выхода в космос и работы в отделяемом астроблоке. Была отвергнута постоянная искусственная тяжесть в полете, создаваемая путем вращения, а после консультаций с институтом медико-биологических проблем (ИМБП) был введен на борт комплекс тренажеров для снятия отрицательного воздействия постоянно действующей невесомости. В этот комплекс была включена центрифуга, где периодически могли крутиться все члены экипажа для поддержания кровеносно-сосудистой системы на должном уровне, необходимом для перенесения перегрузок в спускаемом аппарате при возвращении на Землю и для спуска на Марс (если рассматривать УЖБ как составную часть экспедиции посещения Марса). Отсек с остановленной центрифугой мог служить спортзалом. Универсальный жилой блок получался цилиндром с диаметром 6 м с поперечным делением на 5-6 этажей (агрегатно-приборный отсек, спортзал, бытовой отсек, лаборатория, оранжерея), которые соединялись центральным проходом диаметром 2 метра. Сверху наращивался шлюз для выхода в космос. Все вместе напоминало бутылку, в вогнутое донышко которой вставлялся своей верхней более выпуклой поверхностью возвращаемый аппарат (ВА) на 6 человек для входа в атмосферу Земли и посадку на ее поверхность, похожий на слегка приплюснутый спускаемый аппарат корабля "Союз". Постепенно горлышко бутылки, на которую был похож УЖБ, стало удлиняться. К шлюзовому отсеку пристроили оранжерею с посевной площадью 14 м2 и с трехэтажным размещением кольцеобразных грядок.

Компоновочная схема "МАВРа"
http://s5.uploads.ru/t/5KP80.jpg
1 - антенна радиотелескопа; 2 - блок оранжереи; 3 - зонд для исследования Марса; 4 - шлюзовой отсек; 5 - солнечные батареи; 6 - блок жилых и служебных помещений; 7 - баки двигательной установки; 8 - возвращаемый аппарат; 9 - зонд для исследования Венеры; 10 - блок для астрономических исследований; 11 - отсек субгравитации.

Ориентируемый на Солнце параболический концентратор площадью 30 м2 через единственный центрально расположенный иллюминатор заводил свет, который рассеивался по грядкам с помощью зеркала Френеля. Сплошное металлическое зеркало параболического концентратора из листового алюминиевого сплава должно было служить и как отражатель радиотелескопа для научных наблюдений планет и космического пространства, и как антенна дальнего радиокомплекса для связи с Землёй (длина волны 10-40 см). Связь с Землей длительностью 1,7-3,3 ч планировалась через каждые 4-10 дней, что можно было осуществить вполне без ущерба для оранжереи. Радиотелескоп нужен был в основном только для исследований планет при пролете. Когда был решен вопрос с зондами, универсальный жилой блок удлинился еще на один отсек для крепления и обслуживания зондов. Отсек имел четыре крестообразно расположенных стыковочно-крепежных узла, через которые с внешней стороны к нему подсоединялись два сферических зонда (посадочный и орбитальный); один марсианский с тепловым экраном диаметром 6 м, включающий орбитальный и посадочный модули, и отделяемый астроблок длиной около 7 м (крепился к УЖБ перпендикулярно).

В донной части УЖБ размещалась комбинированная двигательная установка (КДУ), состоящая из четырех узлов по два ЖРД (рассматривался вариант с использованием ядерных ракетных двигателей) в каждом, расположенных по максимальному диаметру крестообразно. Топливо КДУ находилось в удлиненных баках, которые размещались на внешней поверхности УЖБ и выполняли роль дополнительной радиационной защиты. В полете по межпланетной траектории на МК "Мавр" должны были разворачиваться шесть лепестков солнечных батарей рулонного типа, по габаритам соизмеримых с самим УЖБ.

Характеристики МК МАВР:
Схема полета - Земля - Марс - Венера - Земля.
Дата старта - 1975 г.
Длительность полета - 480-600 сут.
Энергетика КДУ - (приращение ХС) 1,46 км/с
Скорость входа ВА в атмосферу Земли ~ 13,5-15 км/с
Численность экипажа ~ 6 чел.
Начальный вес МК -105680 кг
В том числе:
Блок оранжерея ~ 2385 кг
Блок лаборатория (с отделяемыми элементами) ~ 17100 кг
Зонд для исследования Марса ~ 8000 кг
Зонд для исследования Венеры ~ 1250 кг
Грузовой ВА - 800 кг
Астроблок ~ 5440 кг
УЖБ - 71500кг
Возвращаемый аппарат ~ 7000 кг
Топливо (АТ + НДМГ): ~ 37250 кг
Дожог ~ 27100кг
Коррекция ~ 7400 кг
Ориентация ~ 2750 кг

3

В январе 1968 г. в ЦНИИмаш была проведена реорганизация, было образовано отделение N 1 - космических систем под руководством А.Д.Коваля. Теперь уже в этом отделении продолжались дальнейшие разработки программ межпланетных пилотируемых полетов.

12 июля 1968 г. директором ЦНИИМаш Ю.А.Мозжориным был утвержден научно-технический отчет по теме шифр "Мавр": "Проектные исследования по пилотируемым межпланетным комплексам для осуществления экспедиции с облетом Марса и Венеры", который стал результатом, проведенных в ЦНИИМаш в течение 1966-1968 гг. серьезных проектно-исследовательских работ по межпланетным пилотируемым экспедициям и, в частности, по проекту пилотируемого облета Марса и Венеры.

30 июля 1969 г. появился Приказ Министра общего машиностроения (МОМ) N 232 о разработке ракетно-космического комплекса (РКК), обеспечивающего экспедицию на планету Марс. Шифр проекта "Аэлита".

В трех ракетных фирмах, упомянутых выше, начались проработки вопросов по созданию новых РКК, способных доставить на орбиту Земли МК, который должен был осуществить полет космонавтов до Марса, посадить на Марс и вернуть их на Землю.

В 1969 г. в ЦКБЭМ был рассмотрен еще один проект экспедиции на Марс. В этом проекте межпланетный корабль должен был собираться на околоземной орбите, с использованием модернизированной РН Н-1М, рассчитанной на выведение больших, чем у Н-1, масс полезных грузов.

В программном документе того времени "Основные направления космонавтики в 1971-1985 гг." говорилось: "Обеспечить в 80-х гг. Марс-экспедицию - мощного средства научно-технического прогресса в ракетно-космической технике в целом и наращивание военно-промышленного потенциала. Цели и задачи экспедиции, научные задачи, решаемые в рамках межпланетных экспедиций, позволяют получить большой объем информации 10 ...10 Бит, необходимой для лучшего понимания строения солнечной системы, ее эволюции, возможности существования жизни в любых ее проявлениях на других планетах".

Надо сказать, что экспедиция на Марс была запланирована на 1985 г., поэтому в ЦНИИМаш вернулись к решению проблем межпланетных пилотируемых полетов с высадкой на Марс. По проекту шифр "Аэлита" в отделении N 1 ЦНИИМаш головным был отдел N 11 А.Ф.Евича, а ведущим сектор Ю.С.Пронина, который отвечал за планетный исследовательский комплекс (ПИК), десантируемый на марсианскую поверхность, и за облик всего межпланетного комплекса в целом. Теперь ориентировались на заявленный в ЦКБЭМ проект носителя Н-1М. От массы ПИКа зависела масса всего ракетно-космического комплекса. Основной задачей было нахождение таких проектных решений, которые при минимальной массе обеспечивали бы максимум отдачи. Сначала взялись за самый тяжёлый по массе и сложный по исполнению вариант ПИКа, который обеспечивал получение наибольшего количества научной информации о поверхности планеты. Это был трехзвенный шестиколесный поезд высокой проходимости с экипажем из трех человек (пилот-планетолог; врач-биолог; инженер-механик и он же по совместительству также пилот), который рассчитывался на тридцать суток автономного движения по марсианской поверхности со средней скоростью около 12 км/ч. Головное звено представляло собой лабораторию - жилой блок с кабиной управления движением, санузлом, каютами членов экипажа, шлюзом для выхода на поверхность и рабочей лабораторией с комплектом необходимого научного оборудования. Второе звено поезда являлось ракетой возвращения (РВ) на околомарсианскую орбиту с приспособлением для установки ее в вертикальное положение перед стартом.

Третьим звеном был энергоблок с ядерным реактором типа "Ромашка" мощностью в 100 кВт, теневой радиационной защитой и излучателем. ПОЕЗД был вездеходом разных грунтов. Его проходимость обеспечивалась: многоосным колесным шасси со всеми ведущими колесами, попарно расположенными на звеньях; расчлененностью корпуса ПОЕЗДа; большим диаметром 3-4 м и эластичностью колес; малым удельным давлением на грунт (0,3-0,84 кг/см2). Гибкое сочленение звеньев ПОЕЗДа исключало нарушение сцепления колес с грунтом. Централизованное производство электроэнергии и привод на каждое мотор-колесо (колесо с мотором и редуктором в ступице) обеспечивали плавное изменение тяги, рекуперативное торможение, надежное управление и осуществление бортового поворота за счет разности скоростей вращения парных колес. При этом возможность обеспечения совпадения колей колес звеньев при соответствующем управлении давало выигрыш в преодолении сопротивления движению. Предполагалось, что такой ПОЕЗД сможет за месяц пребывания на Марсе преодолеть заранее намеченный маршрут длиной в 1500 км и получить планируемый объем научной информации. Основные характеристики ПОЕЗДа зависели от параметров РВ с поверхности Марса на межпланетный корабль, находящийся на околомарсианской орбите. Характеристики РВ определялись ее полезным грузом в виде капсулы с экипажем, а также контейнером с образцами и материальными носителями полученной научной информации (кинопленки, магнитной ленты и пр.). После оптимизации масса капсулы РВ была доведена до 2,2 т. Масса капсулы в основном зависит от схемы взлета самой РВ и ее стыковки с кораблем. По массе выводимого полезного груза, по габаритам и по эксплуатационным данным наиболее приемлемой оказалась РВ, работающая на топливе: пентаборан и перекись водорода. Это было перспективное топливо, которое еще не было освоено в производстве. Одним из требований к ПОЕЗДу было обеспечение его готовности к экспедиции сразу же после спуска на марсианскую поверхность. В целях экономии времени пребывания на планете он должен был съезжать с аппарелей без проведения каких-либо промежуточных операций. Исходя из этого, а так же из атмосферных условий на Марсе, была выбрана наиболее приемлемая формой СА - "затупленный конус". Относительная масса средств спуска при этом составляла около 48% от массы всего СА с его полезным грузом. Остановились же на использовании спускаемого аппарата типа "несущий корпус" с дозвуковым планированием, предпосадочным маневром "горка" и парашютно-реактивной посадкой на хвостовую часть. Относительная масса средств спуска и посадки в этом случае была на 10% больше, чем в варианте с СА "затупленный конус", но обеспечивала более "щадящий" режим спуска.

Спроектированный вариант ПИКа с ПОЕЗДом получился весьма тяжелым из-за радиационной защиты ядерного реактора и получил название "научного", т.к. его концепция была направлена на получение максимума научной информации о марсианской поверхности.

Работы велись и по оценке возможности реализации и проектных характеристик варианта лабораторно-жилого блока (ЛЖБ) межпланетного корабля в варианте с искусственной тяжестью. Была разработана герметичная кабина, позволяющая космонавтам в полете перемещаться при необходимости из одной половины ЛЖБ в другую через центральный блок.

При подготовке итогового отчета по теме "Аэлита" возникла идея использовать марсианский грунт в качестве радиационной защиты ядерного реактора в звене энергоблока и тем самым снизить массу ПОЕЗДа. Был разработан новый вариант, где энергоблок был выполнен в виде полого контейнера со шнековым устройством, которое на марсианской поверхности обеспечивало его автоматическое заполнение грунтом. Этот грунт выполнял функции теневой радиационной защиты экипажа от радиационного излучения реактора. Масса ПИКа при этом составила 122 т, при этом около 45-50 т приходилось на сам ПОЕЗД. Шла гонка по марс-проектам. В этой области также работали ведущие фирмы США, используя весь имеющийся технический задел по лунным экспедициям. В связи с этим были рассмотрены и варианты ПИКов с меньшими возможностями по комплексному исследованию Марса и меньшей массы.

В частности, был разработан проект так называемый "бинарный" вариант, массой 95 т. В нем ПИК десантировался на Марс по частям: сначала спускался автоматический СА (50 т), а затем на маяк первого - пилотируемый (46 т) с экипажем три человека. ПИК был рассчитан на тридцать суток. Затем был разработан проект ПИКа массой 80 т на тридцать суток и три человека экипажа по схеме, где основную роль должен был играть СЛаб, которую дополнял колесный "джип" (электромобиль высокой проходимости без кабины) для исследования поверхности с радиусом действия 20 км. При этом масса РВ составляла 18 т. Далее разработали проект ПИКа с массой 45 т, который был рассчитан на 7 суток с экипажем из 3 чел., включал "джип" с радиусом действия всего 5 км и РВ массой 17 т. Этот ПИК должен был спускаться на марсианскую поверхность с помощью частично складного теплового экрана диаметром 18 м в форме кососрезанного тупого конуса с очень скругленной вершиной. И, наконец, был разработан проект самого легкого ПИКа с массой 23 т, который был рассчитан всего на 2 человека с автономным пребыванием на планете длительностью четверо суток, включал РВ массой 12 т и имел лобовой экран диаметром 12 м. Это был так называемый "приоритетный" ПИК. От этого ПИКа научной отдачи почти не ждали, а его задачей было водрузить флаг на поверхности Марса.

Все варианты ПИКов разрабатывались с использованием ранее полученного задела по массам, объемам и энергопотреблению основных систем.

Отчет по теме "Аэлита" вышел в двух толстых томах. Далее должен был состояться объявленный конкурс на лучший эскизный проект, техническое задание на который должен был разрабатывать опять же ЦНИИМаш. Потом оставалось решить еще много разных проблем, требующих немедленного исследования. Но основное все же было сделано, вершина проектно-исследовательских работ по марсу-проекту была преодолена. Из всей сложившейся кооперации разработки на уровне аванпроекта были сделаны к запланированному сроку только у ЦНИИМаш и ЦКБЭМ.

23 ноября 1972 г. произошла четвертая и последняя авария РН Н-1. Эта тема была закрыта и, естественно, все надежды на развитие лунной пилотируемой программы Н-1-ЛЗ, а тем более тем "Мавр" и "Аэлита", были похоронены.

http://www.buran.ru/htm/mars.htm

4

МАВР глазами художника

http://s7.uploads.ru/t/0BiGS.jpg

5

Темы о марсианских миссиях на английском
Atomic Rockets
http://s7.uploads.ru/t/ZoXPy.jpg
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/habmod.php

Проект марсианского корабля на ЖРД на базе проекта "Сатурн-5 - Аполлон"
http://sh.uploads.ru/t/xydjN.jpg
http://www.starshipmodeler.com/contest/scr_03.htm