Marsas – pilotuojamų skrydžių projektų apžvalga

Marsas Projektas 01

Marsas – pirmoji ir greičiausiai vienintelė planeta, kurią daugelį dešimtmečių tiesiogiai tyrinės ir bandys įvaldyti žmogus.

Ypatingą vietą pilotuojamuose kosmoso tyrinėjimuose užima pilotuojamų misijų į Marsą planai, programos ir projektai. Žmonių skrydžių į Marsą projektų istorija prasideda daugiau nei prieš 100 metų rusu rašytojo A. Tolstojaus kūriniu „Aelita“. Dabar istorija tęsiasi dabartinėmis JAV, Kinijos, JAE tarpplanetinėmis programomis.

Projektai labai evoliucionavo, atsirado daug idėjų ir techninių sprendimų, buvo praktiškai įgyvendinti kuriant bei eksploatuojant orbitines stotis Saliut, Skylab, Mir, TKS, pilotuojamus bei krovininius erdvėlaivius, automatinius tolimojo kosmoso erdvėlaivius. Tai leidžia šiandien sukurti labiausiai įmanomą įgyvendinti ne atskiros valstybės, o bendrą visos žmonijos pilotuojamos ekspedicijos projektą.

Marsas Projektas 01

Kai kurie JAV pilotuojami Marso projektai

Das Marsprojekt

JAV pilotuojamų misijų į Marsą tyrimų pradža susijusi su Vokietijos raketų inžinieriumi Vernerio Fon Brauno. Vakarų Vokietijoje 1952 metais buvo išleista jo novelė Das Marsprojekt. Po metų JAV išleista Mars Project pavadinimu. V. Braun išsamiai aprašė skrydžio galimybę ir Marso tyrinėjimus su tuometinėmis technologijomis.

Jis pristatė 10 erdvėlaivių su 70  ekipažo narių projektą. Ruošiantis ekspedicijai, nebuvo numatyta pasinaudoti orbitinėmis stotimis. Erdvėlaiviai būtų surenkami orbitoje aplink Žemę iš elementų. Juos per 905 startus pristatytų tripakopės daugkartinės sparnuotosios raketos. Buvo numatyti septyni iš dešimties erdvėlaivų lėkiui į Marsą ir atgal. Jie turėjo pripučiamas audinių sferas ekipažui ir kuro bakus su metalo apsauga nuo meteoritų. Likusieji trys erdvėlaivai buvo krovininiai ir gabeno po vieną sparnuotą sklandytuvą nusileidimui ant Marso paviršiaus.

Automatizuotų sistemų dar nebuvo, tad daugelis operacijų būtų atliekamos rankiniu būdu. Pvz., po to, kai erdvėlaivis pasiekdavo reikiamą greitį, ekipažas atvirame kosmose rankomis atjungtų tuščius kuro bakus. V. Braun nenumatė planetos tyrimų automatiniais zondais. Marsas ir vienintelė vieta jame, kur galima rasti lygią aikštelę ir nusileisti sklandytuvui su slidėmis yra ledinė šiaurinė kepurė.

Pirmoji žmonių grupė turėjo palikti sklandytuvą ir Marso paviršiumi nueiti 6500 km atstumą link pusiaujo. Ten surastų vietą bazinei stovyklai, ten pastatytų nusileidimo taką dviems orbitoje laukiantiems sklandytuvams su ratine važiuokle. Po sklandytuvų nusileidimo, tyrėjai nuimtų delta formos sparnus ir besparnius likusius startūnus pastatytų vetikaliai. Be to, astronautai privalėtų išskleisti pripučiamą Marso bazę slėptuvę, kurioje, tyrinėdami Marsą, gyventų 400 parų. Bendra ekspedicijos trukmė apie tris metus.

Das marsprojektVokiškojo leidinio viršelis

JAV publikuoto Project Mars viršelis

Pirmieji NASA projektai

1957 lapkričio mėn. Lewiso tyrimų centro (Lewis Research Center) inžinieriai pradėjo tyrimus pritaikant atominius ir elektrinius raketų varytuvus tarpplanetiniams skrydžiams. Tokie varytuvai reikalavo mažiau kuro, nei cheminės raketos, ir leido žymiai sumažinti tarpplanetinių erdvėlaivių masę.

1959 balandžio mėn. Lewiso tyrimų centro darbuotojai Kongresui pristatė darbo rezultatus ir prašė tolesnio finansavimo. Kongresas finansavimą paskyrė ir tai tapo pirmuoju NASA Lewiso mokslinių  tyrymų centro darbu, nagrinėjančiu pilotuojamą misiją į Marsą. Tyrimai buvo atliekami dviem kryptimis: branduolinis ir elektro varytuvas.

Erdvėlaivis su branduoliniu varytuvu

Siekdami atlikti skaičiavimus, pirmosios grupės inžinieriai darė prielaidą: skrydis bus toks, kaip ir 1960 pabaigoje galėjusi vykti misija į Marsą. Tai vėliau tapo standartiniu virtualiu NASA modeliu. Siūloma misija prasidėjo iš dirbtinio Žemės palydovo orbitos. Erdvėlaivio ekipažas – septyni astronautai.

Įsibėgėjimas ir išlėkimas į skrydžio link Marso orbitą buvo vykdomas daugkart įjungiant branduolinį varytuvą. Jis buvo naudojamas ir visuose tolesnuose skrydžio etapuose. Varytuvas pritvirtintas prie ilgo centrinio kuro bako, aplink kurį išsidėstytos dvi grupės mažesnių bakų. Apatinė bakų grupė skirta erdvėlaiviui pagreitinti ir jį išvesti į skrydžio į Marsą trajektoriją, o viršutinė – jo stabdymui, priartėjus prie Marso. Į branduolinį varytuvą kuras patekdavo iš centrinio bako. Tušti bakai buvo numetami. Ši schema puikiai saugojo erdvėlaivio gyvenamąjį modulį nuo dirbančio varytuvo šiluminės ir radiacinės spinduliuotės.

Prieš pasiekiant Marsą, erdvėlaivis pristabdomas ir perskriedavo į apskritiminę dirbtinio Marso palydovo orbitą. Astronautai ant Marso paviršiaus leidosi aerodinamiškai stabdomu nusileidimo aparatu. Mažas vikšrinis visureigis leido dviem astronautams praplėsti paviršiaus tyrimų sritį. Atlikus tyrimus ir sugrįžus į erdvėlaivį, įjungiamas branduolinis varytuvas ir skriejama į sugrįžimo Žemėn trajektorija. Tuščias centrinis bakas su branduoliniu varytuvus numetamas. Gyvenamasis ir sugrįžimo į Žemę moduliai skreiaj link Žemės. Arti Žemės ekipažas pereina į nusileidimo modulį, kuris, stabdomas atmosferoje, nusileidžia.

1958 aplink Žemę aptikus radiacinės juostos, teko daugiau dėmesio skirti ekipažo radiacinei saugai. Inžinieriai siūlė sukurti nedidelę radiacinę saugyklą gyvenamojo modulio centre. Ten ekipažas gyventų padinto radiacinio aktyvumo periodais, o taip pat miegotų. Toks sprendimas sumažino bendrą skrydžio metu ekipažo gaunamą radiacijos dozę.

Erdvėlaivis su elektriniu varytuvu ir branduoline elektrine

Antroji inžinierių grupė kurė tarpplanetinio erdvėlaivio su elektriniu varytuvu ir branduoline elektrine technolojijas. Jie siūlė kitokios sandaros erdvėlaivį skrydžiui link Marsas. Erdvėlaivio sandara: branduolinis reaktorius, neutronų skydas, šilumokaitis, gama spinduliuotės skydas, darbinis agentas skystis, turbinos generatorius, radiatorius, dvi ekipažo kabinos, pusiau sferinis grįžimo į Žemę aparatas, desantinis išsilaipinimo Marse erdvėlaivis, jonų varytuvų žiedo formos modulis. Ekipažas – aštuoni žmonės.


Komentarai apie “Marsas – pilotuojamų skrydžių projektų apžvalga”

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *