Петров, Баширов, звездолёт

Пока майоры ГРУ Петров и Баширов зачем-то летали в Британию, майоры ВКС Петров и Баширов с полковником Вавиловым зачем-то летали в первую межпланетную экспедицию по приказу Путина.

А дело происходит в альтернативной реальности, которая начала расходиться с нашей в 2013-м году во время Евромайдана. Например, вместо ЛДНР появилась Восточноукраинская республика.

-1-

Строительство межпланетного корабля

Ракета “Протон-М” четвёртого этапа стояла на стартовом столе в ожидании запуска. Заканчивалась предстартовая проверка, и наконец, была дано разрешение на старт. Как всегда, это делалось, чтобы не было катастрофы. На том и держалась репутация корпорации “Роскосмос”, на высочайшей в мире надёжности ракет.

Первый запуск грандиозного проекта “Роскосмос” малость придержали, да и не всё было готово. Была возможность запустить ракету и первого июля, но 4 июля 2016 года был День независимости США, юбилей, 240 лет. Подарок удался, но американцев он как-то вообще не обрадовал.

Скандально известной брюнетке российского кино, замеченной во враждебном отношении к Западу, доверили вести репортажи по этому проекту.

- Десять! Девять! Восемь! Семь! Шесть! Пять! Четыре! Три! Два! Один! Поехали! – провела отсчёт Оксана Станкевич. Ракета успешно стартовала.

Через шесть часов ракета “Протон-М” вышла на расчётную орбиту, выведя модуль “Звезда-2”. Который раскрыл солнечные батареи и начал работу. В Центре управления полётами “Роскосмоса” выдохнули с облегчением, всё же это новая космическая ракета тяжёлого класса. Был резервный модуль, изготовление которого заканчивали. Но, к счастью, его теперь можно использовать как запасной жилой модуль и склад.

А сама великолепная брюнетка была назначена пресс-секретарём по данному проекту, и теперь отдувалась:

- Сегодня, четвёртого июля две тысячи шестнадцатого года, успешно выведен на низкую постоянную орбиту модуль “Звезда-2.1”. Это модификация жилого модуля “Звезда”, первый экземпляр используется в составе МКС. Есть и третий модуль той же серии, “Звезда-2.2”, находится в стадии достройки. Два года назад было объявлено о планах строительства “Национальной орбитальной космической станции”. Но сейчас другой проект. Это начало орбитального строительства космического корабля класса орбита-орбита. Маршевый двигатель ионный мощностью несколько Мегаватт, точно неизвестно, надеемся в районе Земли превысить 20 Мегаватт. Но надо помнить, что взлетать с планет и гигантских спутников планет не может. Это носитель спускаемых аппаратов с низкой орбиты одной планеты к другой. То есть предназначенного для полёта к другим планетам, а именно к Луне, Венере и Марсу. Возможность экспедиций на Меркурий, Юпитер и в пояс астероидов под большим сомнением. И ах да, я автор идеи энергетической установки этого космического корабля. На вопрос, когда будет полёт к Марсу, скажу так. В 2018-м маловероятно, будет в двадцатом или двадцать втором году. У корпорации “Роскосмос” проблемы из-за этого проекта. Мы заморозили проектирование космических кораблей, которые должны стать преемником “Союз-ТМА”, как “Союз-МС”, так и перспективный аппарат. Планы по обновлению спутниковой группировки частично сорваны. Потому принято решение передать проектирование аппаратов для высадки на Луне и Марсе Китайской народной республике и, с целью создания конкуренции, корпорации SpaceX, принадлежащей Илону Маску. Кто лучше справится, с тем и будут совместные полёты на Луну и Марс. Если наравне, то приоритет у КНР из-за враждебного отношения США к Российской Федерации. Спасибо за внимание, я и дальше буду освещать строительство и эксплуатацию межпланетного корабля.

***

В июле было ещё два запуска.

Ракета доставила на орбиту бочку с разгонным телом, которым служил обыкновенный йод. Это был далеко не весь запас, а всего лишь центральный резервуар, к которому должны были крепиться дополнительные ёмкости. На самом деле у конструкторов не было других вариантов кроме йода. Точнее, были, но это оптимальный вариант.

Классическое разгонное тело это ксенон. Тяжёлый инертный газ, который имеет большую плотность и, соответственно, занимает небольшие баллоны. Когда нужно несколько килограмм, например, для доставки к Луне за год небольшого аппарата, то идеальное разгонное тело. Но ведь для космического корабля, в котором массы на всё про всё порядка двухсот тонн, ксенон вообще не вариант. Его под такие задачи брать негде. Мировая добыча в 2017 году составила 11,8 тысяч кубических метров, а спрос 11,3 тысячи кубических метров. При плотности примерно 5,9 кг на кубический метр выходит, что избыточное предложение примерно 500 кубических метров это максимум три тонны. Можно ли больше купить? Так всё зарезервировано постоянными клиентами. Можно ли наладить в России массовое производство? Да, метод получения из природного газа разработан и начал внедряться в 2021 году, увы. Пришлось отказаться.

Цезий ещё хуже. Пожароопасный невероятно. Кроме того, надо нагревать почти до семисот градусов, чтобы испарялся для двигателя. И мировой объём производства около двадцати тонн.

Барий, висмут, свинец, ртуть это тяжёлые легкоплавкие металлы, которые вроде как годятся на роль рабочего тела для реактивной струи ионного двигателя.

Ртуть вроде самый подходящий металл. Жидкий при обычной температуре, но кипит при 356 градусах Цельсия. Цена немаленькая, но терпимая. И объём мировой добычи больше двух тысяч тонн. И вот беда, металл токсичный. Если при выводе на орбиту грохнется бак, в котором несколько тонн этого металла, будет беда, потому что испарится и разнесёт атмосферой. Так себе идея, в общем. Даже с учётом разливов топлива из ракет “Протон” при авариях. Да и хранить надо в баках из стали, легированной марганцом и кобальтом.

Висмут и барий не имеют особенных преимуществ перед свинцом, разве что оный более токсичный. И у всех трёх металлов температура кипения в районе 1700 градусов. А это плохо, потому что расходное тело должно подаваться в ионизатор в виде газа, и никак иначе.

Был вариант двухионного двигателя, где расплав хлорид калия накаляется до температуры кипения в электрической дуге и расщепляется на положительные и отрицательные ионы, и тогда идёт два потока ионов. Но решили не связываться.

В конце концов, решили рассмотреть вариант использования йода. Твёрдый при обычной температуре, плотность почти в пять раз больше чем у воды. Температура плавления 113 градусов, температура кипения 185 градусов Цельсия, то есть намного ниже, чем даже у ртути. Но на практике не столько плавится, сколько возгоняется. В России добычи нету, но объём мировой добычи где-то тридцать пять тысяч тонн в год, первое место у Чили, а именно 22 тысячи тонн. Но в отличие от ртути довольно активный элемент и твёрдый при комнатной температуре.

По итогу подбора разгонного тела остановились на двух вариантах: ртуть или йод. Ртуть хороша тем, что при обычной температуре это жидкость, но зато йод кипит при намного меньшей температуре, чем ртуть. В теории, на практике возгоняется. Кроме того, ртуть имеет плотность почти в три раза больше, чем йод. Ртуть растворяет большинство металлов, но вот в стали, особенно легированной марганцем и кобальтом, отлично хранится. А йод активно реагирует с металлами, особенно в присутствии воды. Но его можно спокойно хранить в тефлоновой таре или даже дюралевых бочках, покрытых внутри тефлоном. И склонность к возгонке облегчает перекачку в ионный двигатель. При околонулевой гравитации проблема качать жидкое топливо в двигатели. С твёрдым йодом намного проще: нагретый превращается в газ и сам, как ксенон, идёт по трубкам. Ещё если при аварии ртуть уйдёт в распыл в верхних слоях атмосферы, то будет экологическая катастрофа. А йод… Тоже ядовитый, но лучше когда его мало, чем нету. В распыл над йододефицитным регионом, и всё, людям лучше станет.

На совещании после длительных споров выбрали всё-таки йод как основной вариант. Но на случай чего прикинули, чем будет отличаться система питания ртутного ионного двигателя, эскизы сделали.

***

В конце июля вывели на орбиту Земли и состыковали с центральным баком корабля распределительный узел, ядро двигательной системы. К нему должны были крепиться ионные двигатели через отдельный блок, энергоблоки, и, конечно же, сквозь этот узел проходили трубки с топливом и кабеля питания двигателей. В руководстве корпорации “Роскосмос” перекрестились от радости со словами “И слава Богу”.

В августе отправили на строящийся корабль команду космонавтов-монтажников. И следом пошли ракеты с другими частями. Пришлось договориться с Китайским национальным космическим управлением о помощи. Передали им на время запуски на МКС и запуск спутника корпорации “Intelsat”. Потому что тяжёлые “Протон-М” и лёгкие “Союз-2” (это глубоко модернизированная древняя ракета Р-7) стартовали раз за разом, оставляя совсем мало времени на межпусковую профилактику стартовых столов. Запас ракет то был заранее создан, нарабатывали на пределе производственных мощностей.

Сначала состыковали с узлом энергосистемы и развернули этакий переходник для крепления двигателей, потом и сами ионные двигатели по одному присылали ракетами “Протон”. Пять штук. И ещё к ионным двигателям пристыковали панели радиаторов, здоровенные, разборные.

Вот тут и случилась первая катастрофа. Должны были закачать в системы охлаждения двигателей теплоноситель, но ракета “Протон-М” взорвалась в полёте. В ЦУПе прокомментировали “Дахусим, тем более с теплоносителем. Есть запас ракет.” Ну да, сплав натрия и калия не то, чтобы дешёвый, но по сравнению с потерянной ракетой это мелочь. Сборку авария не задержала.

Здорово повезло, что первая попытка доставки теплоносителя провалилась. Статистика вещь беспощадная, но ударила там, где не очень больно. Если бы взорвалась ракета с модулем “Звезда-2.2”, было бы хуже. Но повезло.

***

Об экипажах подробнее будет в следующей главе. Пока же достаточно знать, что обычно есть основной и дублирующий экипажи для каждого полёта. Но не в этот раз. Сейчас было три экипажа, один основной и два дублирующих. Для трёх пилотируемых полётов: Венера, Луна и Марс. Оно не совсем правильно говорить и писать, что основной и дублирующие, ибо для каждого экипажа есть своя цель полёта.

Когда на орбите из жилых модулей был только “Звезда-2.1”, то сборкой корабля занимался только основной экипаж в составе Вавилова Ивана, Петрова Петра и Марата Баширова. После стыковки с модулем “Звезда-2.2” прилетел второй экипаж, и работа пошла веселее. Работали Экипаж-1 и Экипаж-2 до середины октября, и Экипаж-1 отправился обратно на Землю. Ему на смену прилетел Экипаж-3. Потому что Экипаж-1 отправился в отпуск, на дополнительное медицинское обследование и дополнительное обучение.

Работа после установки радиаторов охлаждения ионных двигателей осталась самая сложная, хотя и дающая право на ошибку. Когда испытатели ионного ускорителя сказали, что скорость реактивной струи 117 километров в секунду, они даже преуменьшили. И так пилот Ил-76 офигел. А на самом деле была в два с лишним раза больше. Небольшие советские ионные двигатели выдавали до двухсот километров в секунду. У тех же, которые смонтировали на межпланетном судне, скорость реактивной струи перевалила за триста километров в секунду, за счёт размеров. Можно было ещё нарастить, но рос и износ ускорителей. О запасе запчастей для ремонта подумали, конечно, но всё-таки их больно много не утащишь.

В общем, надо было собрать солнечную электростанцию для электроснабжения маршевых двигателей. На МКС солнечные батареи считаются огромными, всё-таки две с половиной тысячи квадратных метров, выдавали 240 киловатт, но из-за деградации мощность упала в полтора раза. Их монтаж на МКС не доставил особенных проблем, прошло быстро и легко. Зато на межпланетном судне площадь больше шестидесяти тысяч квадратных метров. С учётом того, что солнечные батареи были от НПО им. Лавочкина как на Ла-252, намного лучше американских, то это было до 25 мегаватт электрической мощности на орбите Земли, 381 Ватт на квадратный метр. Чудовищно много для орбитальной станции и не так уж и много для космического корабля с ионными двигателями. Ускорение было маленьким, таким, что лёгкий диск диаметром триста спокойно выдерживал разгон и торможение. С теми батареями, что на МКС, был бы диаметр четыреста метров. Впрочем, отечественный производитель и этот объём еле осилил.

Но даже так монтаж сложной конструкции попил крови у космических монтажников. Сначала собирали дюралевый каркас, и только потом на него крепили батареи. На Земле разработали соединения так, чтобы и на защёлки была сборка, и нажимом в нужном месте быстро разъединялись. И каркас, и крепление батарей к каркасу, и кабеля. Экономия времени была огромная, не то, что на болты с гайками собирать в жёстких перчатках скафандров. Но даже так большую часть времени по сборке межпланетного корабля потратили на солнечную электростанции. И дополняющие её миниреакторы “Енисей”. Одну ракету с деталями для солнечной электростанции потеряли, но тоже невелика беда.

Вид у межпланетного корабля был такой, что назвали “Ромашка”. Был похож, если глядеть спереди, на цветок ромашка, только сердцевина маленькая и белая. Солнечные батареи вместо лепестков.

***

Уже в сентябре на Клинском стеклозаводе прошло испытание уникальной машинки с дистанционным управлением. Так повезло, что в это время чудовищной величины ванную стекловаренную печь останавливали на ремонт. Главного инженера и директора кое-как уговорили на использование в качестве полигона этой печи.

На завод привезли аппарат, похожий на марсоходы. Прямо к печи. Эту печь охладили до температуры триста пятьдесят градусов и не снижали температуру. Через пробитое окно затолкали внутрь машину, подождали и включили. Дистанционно управляемая техника, названная венероходом, уверенно ездила по просторам стекловаренной печи, напоминающей размерами колхозный коровник или хоккейную площадку. Все манипуляторы и приборы работали штатно. И система охлаждения электроники, рассчитанной без охлаждения на температуру до трёхсот градусов. Вместо миниреактора поставили батарею, рассчитанную на высокие температуры.

После этого подняли температуру в печи до четырёхсот градусов и ещё испытывали. 420 тоже выдержал аппарат. До 450 рискнули поднять, но пошёл перегрев. Опустили температуру в печи до 420 градусов, оставили венероход в печи на ночь и ушли в гостиницу. А утром ещё погоняли, достали из стекловаренной печи и уехали счастливые.

***

Было ещё одно испытание.

Валера Кузнецов, хорошенько отладив свой новый дрон, приехал на испытания таки с большим волнением. Проверял много раз все системы и самолётика, и капсулы, и управления. Но риск всегда есть. Рядом были заказчики из “Роскосмоса” и представители одной из ракетных бригад. Пока возились с установкой новой головной части на ракету, пришлось помучиться. И вот полигон. Дул холодный ветер, и так хотелось чего-нибудь горячего или даже горячительного.

Пусковая установка комплекса “Эльбрус” вышла на позицию. Пожилой майор в последний раз проверил все настройки, и доложил о готовности. Испытательная комиссия спряталась в бункер и стала ждать старта. Волновались все. Никто точно не знал, как покажет себя широкая бочка, установленная на штатную ракету “Скад”. Хотя проверяли по всякому, чтобы центр тяжести был по оси аппарата.

- Поехали! – выдохнул Валера, к.т.н. Кузнецов, разработчик системы. Конструктор из ПАО РКК “Энергия” вёл себя спокойнее, его аппарат был испытан, хоть и в другой конфигурации.

Из стоявшей машины стремительно стартовала тонкая ракета, похожая по форме на немецкую гранату “колотушка” и ушла куда-то вверх. Летела до мезосферы, а там верхняя часть отделилась и по своей программе начала спускаться. Когда аппарат вошёл в тропосферу, вышел парашют. И на высоте нескольких километров вдруг раскрылась капсула, и из неё вывалилась странная конструкция. Пустую капсулу с парашютом понесло в сторону, а у груза автоматически разложились крылья.

Беспилотный самолётик выровнялся, и заработали оба электродвигателя, установленные под крыльями, вращая винты. Питание было от аккумуляторов и солнечных батарей, расположенных на крыльях и крыше фюзеляжа. Летал по своей программе, пока Кузнецов не включил дистанционное управление. Оказалось, там стоят и камеры, и ещё несколько приборов.

- Эх, маловато солнечного света, аккумуляторы истощаются. Но ничего страшного, - сказал молодой учёный.

- Но зачем так запускать бепилотник? – спросил один из вояк.

- Система спуска с орбиты беспилотного самолёта. Или баллистической ракетой туда, где с поверхности нельзя запустить, - объяснил начальник комиссии. – Так, давайте два остальных экземпляра запустим.

В двух из трёх БПЛА раскрылись крылья. Это была самая сложная система в данной модели, и только в декабре 2015-го закончили наземные испытания. Ведь крылья должны раскладываться из капсулы автоматически, и огромные, с солнечными батареями. Ещё предстояли испытания в камере с парами серной кислоты и мелкие доработки, но и так было ясно, что успели сделать спускаемый с орбиты на планету аппарат самолётного типа. Всего за два года.

***

Экипаж-2 спустился на Землю, а Экипаж-3 занимался доделками и наведением порядка. Приняли спускаемые модули и пристыковали к носовой части корабля, проверили управление. А потом занимались приёмом грузовых кораблей “Прогресс МС”. Штука ведь вот в чём была. Сами по себе припасы, ну там еда, вода, одежда и остальное, не перегрузятся просто так. Вот оставшиеся космонавты, уже на расслабоне, и размещали посылки на космическом корабле.

Одна из главных проблем в космосе это космическая радиация. На МКС её уровень в двести раз больше, чем на поверхности Земли. Но то внутри магнитосферы и, можно сказать, на границе атмосферы. А за границей магнитосферы мощность космической радиации в разы больше.

На МКС вся защита это стенки из легированного алюминия толщиной два-три миллиметра. Это ни о чём, если сравнивать с защитой экипажей атомных подводных лодок от их же реакторов. Но внутри магнитосферы хватает.

Для защиты экипажа “Ромашки” не нашлось возможности поставить броню. Ладно, от радиации двигательной системы защищают баки с расходным телом ионных двигателей. Жилых отсека было два, модули “Звезда-2.1” и “Звезда-2.2”. Первый основной, второй резервный. Потому что, если что поломается, с родной планеты космический грузовичок не прилетит с запчастями. Во время сборки космического корабля в каждом отсеке жило по три космонавта. И вместо того, чтобы конструировать отдельный склад, сделали его в запасном жилом отсеке. И для защиты от радиации всё, что можно, закрепили так, чтобы хоть как-то припасы ослабляли гамма-лучи. Если на Марс лететь, то этого мало будет на шестерых, но это потом решится.

Сборка межпланетного корабля прошла невероятно быстро, если поглядеть на МКС или “Мир”. Но оценили очень неоднозначно это достижение. Просто потому что слишком много нашлось недовольных им.