Страница 11 из 123
Особенные трудности вызывал расчет траектории полета. Непосвященному человеку это может показаться странным: ведь стоит провести прямую линию от Земли до Марса - и маршрут готов. На самом деле все обстоит значительно сложнее.
Марс и Земля с огромной скоростью движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Если ракета полетит по прямой между двумя планетами, то она, во-первых, достигнув орбиты Марса, может не найти там планеты. Во-вторых, такой маршрут потребует огромного количества топлива. Расчет показывает, что затрата энергии на перелет увеличивается при этом в 2,5 раза. А запасы топлива всегда строго ограничены.
Конечно, специалисты Института астронавтики уже имели значительный опыт расчета траекторий автоматических ракет, посылавшихся ими к ближайшим планетам солнечной системы, в том числе и к Марсу. Однако теперь задача была неизмеримо сложнее. Дело в том, что для расчета траектории автоматической ракеты, которая должна только пройти в районе Марса и вернуться на Землю, не нужна столь высокая точность, как для населенного людьми огромного космического корабля, идущего на посадку, несущего на борту большие запасы топлива, кислорода, продовольствия и оснащенного несравненно большим количеством аппаратуры, приборов и т. д. Поэтому работники института потратили много труда, прежде чем нашли наивыгоднейший маршрут полета при минимальном расходе топлива.
Правда, давно было установлено, что наиболее экономичной траекторией является эллипс, касательный к орбитам обеих планет. В этом случае начальные и конечные точки пути космического корабля лежат по разные стороны Солнца, на большой оси такого эллипса. Длина пути должна при атом составить приблизительно 600 миллионов километров, а время, необходимое на полет, - 258 дней. 454 дня астронавтам придется ждать на Марсе, после чего затратить на возвращение еще 258 дней. Таким образом, вся экспедиция должна будет занять два года восемь месяцев, из них пребывание на самом Марсе составит один год, два месяца и 26 дней.
Задачу значительно облегчало то обстоятельство, что в распоряжении астронавтов была внеземная станция, а у Марса имелись два небольших спутника - Фобос и Деймос - с очень слабым полем тяготения. Это значило, что на земной спутник можно заранее забросить все необходимые запасы топлива, продовольствия, снаряжения и там перегрузить на космический корабль.
Если бы ракете, стартующей в далекий путь к Марсу, пришлось отправляться с поверхности Земли, то на тонну веса корабля понадобилось бы около 75 тысяч тонн топлива. А если отправляться в путь со спутника, то понадобится не более 100 тонн топлива на тонну полезного веса.
Поэтому было решено совершить так называемый тройной прыжок. На небольшой ракете астронавты должны были с Земли добраться до спутника, там пересесть на большой космический корабль и долететь на нем до Фобоса - спутника Марса. Здесь космический корабль должен был остаться, а его экипаж на маленькой ракете совершить посадку на поверхности Марса.
Такой путь был наиболее экономичным и удобным.
Преимущества полета с пересадкой особенно сильно должны были сказаться при возвращении на Землю. Чтобы преодолеть поле тяготения Марса, нужно развить скорость более 5 километров в секунду, а на маленьком Фобосе, имеющем только 16 километров в поперечнике, притяжение настолько слабо, что человек, совершивший энергичный прыжок, мог бы улететь в межпланетное пространство. Поэтому взлет тяжелой космической ракеты с Фобоса куда проще, нежели подъем с поверхности Марса, и дает огромную экономию топлива.
Уже через два месяца после решения правительства подробный план высадки на Марс был готов. Решено было использовать большую ракету, одну из трех, изготовленных в свое время для полета на Венеру. Первая из них совершила это удивительное путешествие и возвратилась на Землю, но в укороченном виде, так как несколько ее секций астронавты вынуждены были оставить на Венере, чтобы облегчить свой корабль перед вылетом в обратный путь.
Другая ракета была послана вдогонку за первой, когда поступило сообщение, что астронавты, высадившиеся на Венере, потерпели аварию и оказались без горючего. Эта ракета вернулась обратно, так и не опустившись на Венеру, потому что группа академика Яхонтова сумела самостоятельно обеспечить себя топливом. Третий экземпляр модели "КР-115" в дальних полетах не участвовал и был законсервирован. При осмотре он оказался в хорошем состоянии, но для новой экспедиции нуждался в ряде существенных переделок.
Таким образом, согласно разработанному плану космический корабль должен был отправиться с искусственного спутника Земли; здесь необходимая начальная скорость вместо 1.1,2 составляла всего 2,9 километра в секунду. Расход топлива уменьшался во много раз. Кроме того, можно было использовать скорость орбитального движения спутника вокруг Земли.
Марс по отношению к Земле является внешней планетой, поэтому при полете к нему скорости Земли, искусственного спутника и космической ракеты суммируются. Это весьма важно, так как, удаляясь от центра солнечной системы к ее периферии, ракета должна преодолевать силу притяжения огромной массы Солнца. Наоборот, при возвращении с Марса на Землю следовало взлететь против движения планеты по орбите, чтобы таким путем погасить часть приобретенной скорости и заставить космический корабль как бы падать на Солнце с расчетом встретить Землю в определенной точке пространства.
Космический корабль мог принять на борт шесть пассажиров и все необходимое для их жизни в течение четырех лет. Так как было ясно, что на Марсе есть разумные обитатели, транспортных средств решили не брать, экономя место для других грузов.
Большие споры вызвал вопрос о том, надо ли брать грузы, предназначенные для мароиан, или рассматривать первый полет как чисто разведочный. Мнения на этот счет разошлись, потому что никто не знал достоверно, в чем нуждаются марсиане, какие драматические обстоятельства заставили их подать сигнал бедствия. После жарких споров победил Паршин. Он предложил доставить на Марс оборудование для постройки энергетического атомного реактора средней мощности, чтобы в случае необходимости научить марсиан применять атомную энергию.