|
Koncepcje załogowych wypraw na Marsa
Projekt von Brauna stał się podstawą do opracowania wyprawy na Czerwoną Planetę w ramach S E I ogłoszonej przez prezydenta G. Bush`a na przełomie lat 1989/90. W opracowanym tzw. Raporcie 90-dniowym plan wyprawy załogowej na Marsa miał wyglądać następująco. Najpierw powstałaby baza orbitalna z hangarami do budowy statków międzyplanetarnych. Na budowę każdego z nich przeznaczono 1 start promu kosmicznego i 3 starty ciężkich rakiet nośnych. W ciągu 10 lat statki te przewiozłyby zapasy i sprzęt do budowy baz na Księżycu. Bazy te wraz z infrastrukturą orbitalną posłużyłyby do budowy 1 statku o nośności 1000 ton. Statek ten wyruszyłby po trajektorii opozycyjnej na Marsa, aby kilka osób w niewielkim stateczku wybrałyby się na 30 dniową wyprawę na planetę, by potem powrócić na Ziemię po kolejną załogę. Czas wyprawy: 18 miesięcy. Niestety, projekt ten nie uzyskał aprobaty Kongresu, ponieważ programy z opracowaniem oddzielnych technologii na potrzeby statków rejsowych na Księżyc, statku wyprawy na Marsa i samej wyprawy wymagały nakładów ok. 450 miliardów dolarów. W Europie na czwartej dorocznej sesji Międzynarodowego Uniwersytetu Kosmicznego w Tuluzie w 1991 roku opracowano "Misja Marsjańska: końcowy raport". W niej wyprawa została podzielona na 3 etapy: wstępny, transportowy i załogowy. W pierwszym, mającym trwać od 2003 do 2014, automatyczne sondy z robotami dokonałyby selekcji miejsc lądowania i lokalizacji zasobów na potrzeby wyprawy. Przekazane przez sieć satelitów przekaźnikowych wyniki zostałyby przeanalizowane i wybrano by miejsce lądowania. W 2014 w fazie transportowej bezzałogowy frachtowiec dostarczyłby wyposażenie i sprzęt dla wyprawy załogowej w 2016 roku. W fazie załogowej wyruszyłyby 2 załogi. Pierwsza z nich przebywałaby na Marsie 40 dni, aby przygotować grunt dla drugiej wyprawy, która spędziłaby 400 dni badając Czerwony Glob. Statek dla 8 osób posiadałby napęd jonowy z zasilaniem energią jądrową i chemiczny. Ten drugi stosowano by do manewrów na niskich orbitach obu planet. Do montażu statku załogowego postanowiono wykorzystać w 19 lotach rakietę "Energia". W Stanach Zjednoczonych po fiasku programu S E I w firmie Martin Marietta opracowano nowe podejście, które zrywało z planem von Brauna i założeniami planu S E I. Po pierwsze: zrezygnowano z budowy baz orbitalnych i montażu na orbicie okołoziemskiej. Po drugie: wprowadzono produkcję paliwa na Marsie. Po trzecie sprzęt opracowany na potrzeby wyprawy marsjańskiej można było wykorzystać do wypraw na Księżyc. Po czwarte: załoga wyruszała na Marsa bezpośrednio z Ziemi bez tankowania na orbicie. Opracowany plan nazwano "Mars Direct", a jego twórcami byli R. Zubrin i D. Baker. Plan przedstawiał się następująco. Z Ziemi startowałaby rakieta "Ares" niosąca pojazd powrotny z instalacją do produkcji paliwa na Marsie. Po 180 dniach pojazd dotarłby na Marsa i wylądowałby wykorzystując hamowanie atmosferyczne. Po wylądowaniu jednostka ISPP rozpoczęłaby produkcję paliwa, która trwałaby około 6 miesięcy. Dwa lata po starcie pierwszej rakiety wysłane zostałyby dwie rakiety. Pierwsza z nich niosłaby moduł mieszkalny z 4-osobową załogą, a druga pojazd powrotny z instalacją ISPP dla drugiej załogi. Po 180 dniach obie rakiety wylądowałyby na Marsie. Załoga spędziłaby 500 dni na planecie badając ją, a instalacja ISPP drugiego pojazdu powrotnego produkowałaby paliwo na powrót drugiej wyprawy lub byłaby rezerwą dla pierwszej. Po zakończeniu badań, załoga wsiadłaby do pojazdu powrotnego i po 180 dniach wróciłaby na Ziemię. Koszta wyprawy oceniono na 20 miliardów dolarów (w 1991 roku). Plan przewiduje przeprowadzenie kilku do kilkunastu wypraw, aż do możliwości założenia bazy na Marsie powstałej z połączenia modułów załogowych. Plan "Mars Direct" zaprezentowano ośrodkom NASA, które na jego podstawie stworzyły wersję "Mars Semi-Direct". Różnice od pierwowzoru były pokaźne. Przede wszystkim powiększono załogę do 6 osób i ograniczono rolę produkcji paliwa na Marsie do wytworzenia paliwa tylko do wyniesienia załogi z powierzchni planety na orbitę okołomarsjańską. Dalej załoga po przesiadce miała wrócić na Ziemię pojazdem powrotnym, który przylatywał z Ziemi na orbitę Marsa wraz z pojazdem startującym z instalacją ISPP. Jednocześnie przybyła dodatkowa rakieta nośna dla dostarczenia zatankowanego pojazdu powrotnego na orbitę Marsa. Czyli na początek startowały dwie rakiety: pierwsza z pojazdem startującym i instalacją ISPP, a druga z pojazdem powrotnym. Dalej były trzy starty: dwie rakiety z pojazdami dla drugiej wyprawy i moduł załogowy pierwszej wyprawy itd. Jako rakietę nośną brano pod uwagę rosyjską "Energię" wynoszącą na LEO 120 ton. Sprzęt na potrzeby wyprawy nie mógł być wykorzystany do misji księżycowych. Planowano odbycie 3 misji na Marsa. Koszt 1 wyprawy miał wynieść 55 miliardów dolarów (w 1993 roku). Plan "Mars Semi-Direct" przechodził ewolucję i w wersji z 1997 roku widać kolejne różnice. Pierwsza - to dodanie do pojazdów i modułu załogowego stopni napędowych z silnikami jądrowymi, które przeniosłyby pojazdy wyprawy na Marsa. Druga - użycie rakiety "Magnum" o nośności 75 ton, złożonej z zespołów użytych przy budowie wahadłowca. Trzecia - to konsekwencja drugiej - rozbicie górnych stopni w planie na dwie połowy: pojazd lub moduł i człon napędowy, które mają być wyniesione osobno dwoma rakietami i połączone na orbicie. W rezultacie otrzymano podwojenie ilości rakiet nośnych przypadających na poszczególne starty, czyli 4 rakiety w pierwszym rzucie i 6 rakiet w dalszych. Koszty zmodyfikowanej wersji "Mars Semi-Direct" obliczono na 42 miliardy dolarów (na rok 1995). Na kongresie w Amsterdamie, który odbył się 4-8 października 1999 roku w dokumencie "Comparison of Promising Concepts for the First Manned Mars Mission" zaprezentowano dalsze modyfikacje planu "Mars Semi-Direct" z 1997 roku, które zostaną opisane w następnym numerze "Astronautyki". Andrzej Kotarski
Webmaster:
Piotr Moskal
|
