с марсоходом.
   Объем  кабины  экспедиционного  корабля  может  быть  для  двух   человек
достаточно малым - порядка 3-4 кубических метров.
   Проработки конструктивной схемы, характеристик оборудования, двигательных
установок позволяют оценить массу планетного  корабля  (включая  топливо)  с
экипажем из двух человек в пределах 50 тонн.
   Для орбитального корабля и связанных с ним проблем  коррекций  траектории
полета к Марсу и выведения с орбиты спутника Марса на  траекторию  полета  к
Земле такой определенности, как для планетного, нет.
   Можно предложить два  варианта  решения  задач  выведения  экспедиции  на
траекторию  полета  к   Марсу   и   возвращения   к   Земле:   использование
электрореактивных и жидкостных реактивных двигателей.
   Главное преимущество использования электрореактивных двигателей состоит в
том, что оно позволяет на основных участках полета сократить в несколько раз
расход топлива. Именно поэтому, когда  вечерами,  еще  в  период  разработки
"Востоков", мы размышляли над конструкцией  и  схемой  кораблей  марсианской
экспедиции,  то  выбрали  электрореактивные  двигатели  как  основные.  Кому
первому пришла в голову мысль об использовании этих  двигателей,  вспомнить,
наверное, сейчас уже и  невозможно.  Точно  помню,  что  не  мне.  Возможно,
кому-то  из  нашей  группы,  а  может  быть,  из   группы   Максимова   (они
рассматривали   корабль   для   пролета   мимо   Марса   с    использованием
электрореактивных двигателей, правда, зачем пролетать мимо Марса  -  загадка
еще более сложная, чем загадка необходимости экспедиции на Марс) попалась на
глаза  статья  из  какого-то  журнала   о   целесообразности   использования
электрореактивных двигателей для  межпланетных  полетов.  А  дальше,  скорее
всего, идея распространилась и нашла своих сторонников и у нас.
   С этих любительских проработок и оценок в нашем КБ  начались  работы  над
электрореактивными двигателями (ЭРД), которые продолжались едва  ли  не  три
десятка лет. Но наша тогдашняя проработка  была  совершенно  несерьезной,  и
ориентация на электрореактивные двигатели для  марсианской  экспедиции  была
необоснованной. Но и в более позднем проекте марсианской экспедиции, который
разрабатывался у нас в конце шестидесятых  годов,  было  принято  решение  о
выборе ЭРД для орбитального корабля. Надо сказать, что и это решение не было
по-настоящему обоснованно. При использовании ЭРД придется на  борту  корабля
сооружать электростанцию, масса  которой  даже  при  почти  идеально  легкой
конструкции составила бы примерно половину массы орбитального корабля. Чтобы
масса  бортовой  электростанции  была  не  больше  половины  массы  корабля,
пришлось бы уменьшать тягу двигателя, что повлекло бы  за  собой  увеличение
времени полета экспедиции и времени воздействия галактического космиче-ского
излучения, для защиты от  которого  на  корабле  пришлось  бы  устанавливать
радиационное убежище с большой паразитной массой  и  с  весьма  ограниченным
пространством для экипажа. Кроме  того,  отсюда  вытекает  проблема  ресурса
двигателей и затрат времени на его создание и отработку.
   При использовании электрореактивных двигателей отдельная разгонная ракета
не понадобится, ее функция перейдет к орбитальному кораблю, который  в  этом
случае будет представлять собой единое целое с двигательной установкой.
   Самое важное  преимущество  использования  электрореактивных  двигателей:
увеличение конечной массы корабля или массы марсианского планетного  корабля
слабо влияет на  увеличение  стартовой  массы  и,  следовательно,  на  общее
усложнение предприятия в процессе его разработки и создания.
   Корабли  с  электрореактивными   двигателями   имеют   и   принципиальные
недостатки: отсутствует опыт многолетней эксплуатации этих двигателей, нужна
мощная   энергоустановка   на   борту   корабля,   ресурс    работы    самих
электрореактивных двигателей должен исчисляться тысячами часов.
   Для стартовой массы комплекса  порядка  300-400  тонн  на  борту  корабля
потребуется установить  электростанцию  мощностью  30-40  тысяч  киловатт  с
массой около 150-200 тонн.
   Использование  ядерной  электростанции  на  борту  ко  всем   осложнениям
прибавляет проблему радиационной  защиты  экипажа  и  оборудования  корабля.
Причем задача усложняется тем, что ее нужно решать не только во время полета
комплекса в  целом  (когда  отсеки  экипажа  и  ядерный  реактор  неподвижны
относительно  друг  друга  и,  следовательно,  можно  ограничиться   теневой
защитой), но и на участках, когда планетный корабль уходит  от  орбитального
или приближается к нему.
   Корабль с ядерной  электростанцией  и  с  электрореактивными  двигателями
можно представить в виде составных частей,  последовательно  располагающихся
вдоль его продольной оси: ядерная энергоустановка  (ЯЭУ),  электрореактивные
двигатели, ферма, соединяющая  ЯЭУ  с  отсеками  корабля,  радиатор  системы
терморегулирования   ЯЭУ,   для   отвода   тепла,   не   использованного   в
преобразователях,  которые  преобразуют  тепло,  выделяемое  в  реакторе   в
электроэнергию (по размерам это самая  большая  часть  корабля),  рабочие  и
жилые отсеки орбитального  корабля,  спускаемый  аппарат,  используемый  при
возвращении на Землю, планетный корабль.
   Такая  схема  для  марсианской  экспедиции  имеет  то  преимущество,  что
комплекс вытянут  вдоль  продольной  оси,  центр  масс  находится  в  районе
соединительной фермы и довольно близко к естественной может быть реализована
искусственная сила тяжести в отсеках экипажа.
   Проблемы, связанные с  энергоустановкой,  могут  существенно  измениться,
если использовать не  ядерную  установку,  а  солнечные  батареи.  Солнечные
батареи смогут конкурировать с ЯЭУ только в  случае,  если  масса  ферменных
конструкций и самих  солнечных  элементов,  приходящаяся  на  один  киловатт
получаемой электроэнергии,  не  будет  превосходить  7-10  килограммов.  Эта
задача может быть решена, если будут созданы  пленочные  солнечные  батареи,
предназначенные  для  работы  в  космосе,  устойчивые  к   ультрафиолетовому
излучению  Солнца.  Такие  пленочные  солнечные  батареи   могут   оказаться
необходимыми для марсианской экспедиции, для  орбитальных  электростанций  и
заводов. Это вообще актуальная задача для современной техники.
   К принципиальным недостаткам марсианской экспедиции с использованием  ЭРД
относятся необходимость доставки экипажа на  корабль  уже  за  радиационными
поясами, увеличение  времени  полета  на  несколько  месяцев  (из-за  малого
ускорения  при  разгонах  и  торможениях)  и,  соответственно,  роста  массы
радиационной защиты, а следовательно, и массы всего  марсианского  комплекса
(очень возможно в несколько раз).
   Для варианта марсианской экспедиции с  использованием  только  реактивных
двигателей на химическом топливе существенно  важным  является  выбор  самой
оптимальной по энергетике схемы полета.
   В качестве такой  схемы  можно  предложить  следующую  последовательность
операций.
   Выведение на низкую околоземную монтажную орбиту  кораблей  экспедиции  и
стыковка их между собой.
   Доставка на комплекс экипажа с помощью транспортного корабля.
   Выведение на  монтажную  орбиту  водородно-кислородных  блоков  разгонной
ракеты,  предназначенной  только  для  выведения  кораблей   экспедиции   на
траекторию полета к Марсу.
   Стыковка их с кораблями экспедиции и заправка разгонной ракеты  водородом
и кислородом.
   Старт к Марсу, с отбросом разгонной ракеты после окончания ее  работы,  с
тем чтобы необходимая скорость ухода не превышала 3,5 километров в секунду.
   Переход  на  сильно  вытянутую  эллиптическую  орбиту   спутника   Марса,
практически без расхода топлива, за счет  торможения  кораблей  в  атмосфере
Марса. Во время движения в атмосфере корабль нужно будет защищать от нагрева
теплозащитным экраном.
   Отделение планетного корабля, его спуск,  работа  на  Марсе,  возвращение
планетной части экспедиции на орбитальный корабль.
   Отлет орбитального корабля с  орбиты  спутника  Марса  к  Земле  за  счет
использования  маршевого  двигателя  объединенной   двигательной   установки
орбитального корабля.
   Переход экипажа в возвращаемый аппарат при подлете к Земле, отделение его
от орбитального корабля, вход его в атмосферу Земли  со  второй  космической
скоростью и приземление.
   В  составе  орбитального  корабля  представляется  целесообразным   иметь
отсеки:  управления,  лабораторный,  отдыха  и   приема   пищи,   физических
упражнений  и  медицинского   контроля,   каюты   членов   экипажа,   отсеки
оборудования и радиационное убежище.
   Необходимость радиационного убежища на  орбитальном  корабле  объясняется
тем, что после ухода корабля с низкой околоземной орбиты он  выходит  из-под
защиты магнитного поля Земли,  не  пропускающего  на  высоту  менее  300-400
километров  потоки  частиц  с  относительно  малой  энергией,  выбрасываемых
Солнцем во время  вспышек,  и  галактическое  космическое  излучение  (ГКИ),
частицы которого отклоняются магнитным полем  Земли  и  почти  не  достигают
малых высот над ее поверхностью. Обычная тонкая оболочка герметичных отсеков
корабля вне магнитного поля Земли уже недостаточна  для  защиты  экипажа  от
радиационной опасности  во  время  большей  части  одиннадцатилетнего  цикла
активности Солнца.
   Оценки биофизика Евгения Ковалева, сделанные  еще  в  семидесятых  годах,
показали, что при длительности марсианской экспедиции в три года и даже  при
осуществлении экспедиции в  период  наибольшей  солнечной  активности  масса
радиационной защиты должна составлять не 1 грамм  на  квадратный  сантиметр,
чего достаточно при полетах на низких орбитах, а 30-40 граммов на квадратный
сантиметр (то есть 300-400 килограммов на квадратный метр!).
   Чтобы уменьшить массу радиационного убежища, необходимо будет  разместить
его среди имеющегося оборудования, приборов, запасов пищи и воды. До  отлета
экспедиции с орбиты спутника Марса к Земле для радиационного  убежища  можно
будет использовать и запасы топлива орбитального  корабля,  размещая  его  в
цилиндрических баках относительно  небольшого  диаметра  вокруг  герметичных
отсеков. При таком решении для радиационного убежища в основное время полета
экспедиции дополнительных затрат массы почти не  потребуется  и  практически
весь объем герметичных отсеков можно сделать  безопасным  для  радиации.  Но
после отлета к Земле объем, в  котором  придется  жить  экипажу  экспедиции,
придется сократить до минимального - с целью  ограничения  затрат  массы  на
радиационное убежище.
   Может появиться мысль о сокращении времени полета марсианской  экспедиции
для уменьшения затрат массы на радиационное убежище.  Действительно,  еще  в
конце шестидесятых годов В.К. Безвербым была предложена схема полета на Марс
примерно с теми же, что и при обычной схеме, энергетическими затратами, но с
длительностью экспедиции около двух лет. Однако если принять эту  схему,  то
окажется,  что  время  пребывания  экспедиции  на  орбите  спутника   и   на
поверхности Марса сокращается  до  одного  месяца.  Это  делает  предприятие
бессмысленным: затратить сотни миллиардов долларов, преодолеть  колоссальное
расстояние в космосе, и на  исследование  далекой  планеты  оставить  меньше
месяца? Для телевизионного шоу этого,  может  быть,  и  достаточно,  но  для
разработчиков такая схема представляется похожей на предложение сыграть роль
унтер-офицерской вдовы.
   В связи  с  большой  продолжительностью  полета  в  системах  обеспечения
жизнедеятельности   нужно   будет   использовать   замкнутые   системы    по
использованию кислорода и воды (с регенерацией углекислого газа,  воды,  как
выделяемой экипажем в атмосферу при дыхании,  так  и  технической,  а  также
урины).
   Чтобы  представить  характер  марсианского  комплекса  при  использовании
жидкостных  ракетных  двигателей  на  орбитальном  корабле  можно   привести
результаты оценок массы основных составляющих. Масса планетного корабля, как
и в предыдущем варианте, составит около 50 тонн. Масса орбитального  корабля
(заправленного)  без  возвращаемого  аппарата  -  около   80   тонн.   Масса
возвращаемого аппарата - около 8 тонн. Масса разгонной ракеты  -  около  190
тонн. Общая масса комплекса перед стартом с низкой орбиты спутника  Земли  -
около 300-400 тонн. Общая масса топлива,  заправляемого  в  отдельные  части
комплекса, - около 250 тонн. Длина (при старте) примерно 40-50 метров.
   Все это практически только качественные оценки. Они базируются на  старых
оценках изменений доз от ГКИ и  от  солнечных  вспышек,  на  старых  оценках
необходимой  массы  радиационной  защиты.  Предполагалось,  что  марсианская
экспедиция должна осуществиться в год  максимальной  активности  Солнца,  то
есть когда оптимальная дата  старта  по  энергетике  совпадет  с  максимумом
солнечной активности, иначе говоря, когда доза радиации от ГКИ в районе Марс
- Земля снижается в два раза. Но доза радиации  снижается,  если  активность
Солнца  достигает  максимума   (в   одиннадцатилетнем   цикле   максимальная
активность различна, и надо контролировать  фактическую  интенсивность  ГКИ,
причем в области пространства, расположенной ближе к Марсу,  чем  к  Земле).
Таким образом,  к  моменту  реального  планирования  марсианской  экспедиции
требуется получить надежный экспериментальный материал по интенсивности  ГКИ
во время нескольких одиннадцатилетних периодов солнечной активности в районе
Марс - Земля, а также произвести массовые  оценки  необходимой  радиационной
защиты в трехлетней экспедиции.
   Если всерьез встанет вопрос об осуществлении марсианской экспедиции, то в
самом начале работ придется решать еще одну  проблему:  проблему  аварийного
спасения. Длительный  полет  экспедиции  вдали  от  Земли,  без  возможности
оказания непосредственной помощи с Земли, диктует необходимостью  полета  не
одного, а эскадры из двух-трех кораблей, которые могли бы  оказывать  помощь
друг другу и в то же время не дублировали бы программы своих работ.
   Наверное, когда-нибудь возникнет и задача полета людей  к  Венере.  Из-за
плотной  атмосферы,  в  результате   парникового   эффекта   давление   близ
поверхности Венеры составляет около 100 атмосфер, а температура  около  плюс
500 градусов по Цельсию. Вполне  реален,  однако,  полет  на  орбиту  вокруг
Венеры  и  зондирование  верхних  слоев   ее   атмосферы   аэродинамическими
средствами.
   Принципиально ничего невозможного нет и для полета  человека  к  Юпитеру.
Хотя он намного  дальше,  чем  Марс  и  Венера,  и  лететь  туда  с  обычной
энергетикой около двух лет, а на возвращение потребуется лет пять. В отличие
от пустынных поверхностей Луны, Марса и Венеры, напоминающих какие-то земные
районы, Юпитер ни на что земное не  похож.  Скорее  он  напоминает  погасшее
Солнце. Думаю, что посадить корабль  на  эту  планету  никогда  не  удастся.
Другое дело спутники этой планеты. Побывать на них  как  будто  реально,  но
когда? Безусловно, эти задачи не представляются задачами сегодняшнего дня.

   С идеями о полетах на другие планеты связаны и мысли, высказывавшиеся еще
пионерами ракетной техники о космических поселениях. Причем расселение людей
в космическом пространстве мотивировалось необходимостью.
   Действительно, экологические проблемы, вставшие перед человечеством в  XX
веке,  явились  не  только  следствием   безответственного   расточительства
природных    ресурсов    и    безрассудного    ведения    промышленной     и
сельскохозяйственной  деятельности,  но  и  того,  что  Земля  уже   сегодня
катастрофически перенаселена. По  оценкам  некоторых  биологов  для  мирного
сосуществования человека с природой  необходимо  было  бы,  чтобы  население
Земли не превышало 100-200 миллионов человек. А нас уже более 6  миллиардов,
и народонаселение увеличивается.
   Что нас ожидает?! Судьба саранчи, поедающей собственный  дом?  Как  быть?
Мысль  о  том,  что  космическая  техника  позволит  решить  проблему  роста
населения Земли, казалась мне в начале наших космических работ  очевидной  и
одной  из  причин  необходимости  их  развития.  Приезжая  на  космодром  на
очередные запуски, я выступал перед местными инженерами с лекциями  на  тему
"Зачем нужны полеты в  космос"  и  пытался  обосновывать  их  необходимостью
решения   проблемы   перенаселения   Земли.   Позже,   проведя   для    себя
приблизительные расчеты стоимости космической эмиграции, и  придя  к  мысли,
что люди вряд ли захотят провести свою жизнь, по  существу,  в  добровольной
ссылке, я перестал выступать с такой аргументацией.
   Мысли  о  возможности  и  необходимости  создания   космических   колоний
высказывал Циолковский еще в начале XX века.
   Одно из наиболее ярких предложений по космическим поселениям  принадлежит
американскому  физику  Джерарду  О'Нилу.  Он  разработал   его   с   группой
энтузиастов из Принстонского университета. О'Нил предложил  несколько  типов
космических поселений - с населением от 10 тысяч человек до 20 миллионов.  В
последнем  случае  поселение  должно  было   бы   представлять   собой   два
параллельных цилиндра, соединенных рамой, каждый из  которых  имеет  диаметр
6,4 километра и длину 12 километров. Каждый цилиндр вращается  вокруг  своей
оси со скоростью  0,53  оборота  в  минуту,  что  приводит  к  появлению  на
внутренней поверхности цилиндров, где обитают жители поселения центробежного
ускорения, равного нормальному ускорению силы тяжести на поверхности Земли.
   Цилиндры вращаются в  противоположных  направлениях  для  компенсации  их
кинетического момента, с тем чтобы он не мешал ориентировать поселение.  Оси
цилиндров  ориентируются  на  Солнце.  Часть  стенок   (примерно   половина)
прозрачна, и косо поставленные цилиндрические  зеркала  направляют  свет  от
Солнца внутрь  цилиндров.  Длина  зеркал  равна  длине  цилиндра,  а  ширина
соответствует  ширине  окон.  Энергоснабжение  поселения  осуществляется   с
помощью тепловых электростанций, получающих энергию от Солнца с помощью двух
параболических зеркал, расположенных на  концах  цилиндров,  противоположных
направлению на Солнце. На торцах цилиндров со стороны Солнца имеются причалы
для кораблей.
   Внутри цилиндров - нормальная земная атмосфера. На внутренней поверхности
проложены  основные  транспортные  магистрали,  жилые   помещения,   заводы,
общественные  здания,  магазины,  здания  с  оборудованием,   обеспечивающим
функционирование поселения. Все это размещается как бы под единой  холмистой
крышей (крыша со стороны оси цилиндра: для жителей  верх  -  ось  цилиндра).
Крыша  покрыта  грунтом,  на  котором   растут   деревья,   трава,   ведутся
сельскохозяйственные работы, проложены прогулочные дороги, размещены пруды и
озера.  Одним   словом,   над   жилыми   и   производственными   помещениями
воспроизводится  земной  ландшафт.  В  поселении  осуществляется   замкнутый
кругооборот жизненного цикла  с  использованием  как  биологических,  так  и
химико-механических методов. Строительные материалы, сырье,  азот,  углерод,
водород доставляются с  Земли,  Луны  или  астероидов.  Плотность  населения
составляет порядка 40 000 человек на квадратный  километр,  что  примерно  в
четыре раза больше  плотности  населения  в  Москве!  Иначе  говоря,  каждый
цилиндр такого поселения - это город типа Нью-Йорка или Москвы с  населением
10 миллионов каждый, но практически  все  жилые  и  производственные  здания
убраны под поверхность "земли".
   Масса  поселения  может  составить  порядка  10  миллиардов   тонн.   Эта
грандиозная величина сразу ставит  вопрос:  откуда  взять  такое  количество
строительных материалов?  Авторы  предлагают  брать  материал  с  Луны.  Это
предложение в какой-то степени связано с предлагаемым местом для  поселения.
Космические города предлагается разместить  в