Опишем немного более подробно про идею, высказанную на нашем форуме здесь.
Идею Марсианского экспресса. А вдруг она приживется в последствие в умных головах конструкторов межпланетных кораблей.
И так в основе идеи лежат следующие предпосылки:
1) До Марса лететь долго;
2) Чтобы лететь быстрее, нужно брать с собой огромный запас ракетного топлива;
3) Большая длительность полета требует брать заранее большое количество воды и продуктов для экипажа;
4) Для возвращения на Землю с Марса нужно еще иметь двойной запас ракетного топлива;
5) Проблему с уменьшением запаса топлива частично можно решить, используя на межпланетном марсианском корабле гибридную двигательную установку из химического реактивного двигателя и ионного реактивного двигателя, у которого расход топливной массы в десятки раз меньше, чем у химического, но требуется большой запас электроэнергии.
6) При питании ионного двигателя электричеством, вырабатываемом солнечными батареями солнечных панелей корабля, наибольшее количество энергии, а следовательно и реактивной тяги, в распоряжении космического корабля имеется на близких околосолнечных орбитах. По мере удаления от Солнца мощность ионного двигателя значительно снижается. В результате ионный двигатель совсем бесполезен при возвращении корабля с Марса;
7) Для уменьшения сроков полета на Марс предлагается сначала разогнать корабль до высоких космических скоростей с помощью ионного двигателя на орбите вокруг Солнца в районе Земли, а затем высадить на него экипаж на легком транспортном корабле и отправляться к Марсу, используя запасенную кинетическую энергию. Но запас химического ракетного топлива для возвращения все равно с собой тащить надо. В результате перед землянами стоит две альтернативы: либо гигантская начальная масса марсианского космического корабля, либо полет на Марс в один конец (Эту жестокую идею сейчас на все лады и муссируют космические империалисты, эксплуатируя тягу определенной части землян к романтизму самопожертвования, ради незабываемых космических подвигов). Первые люди отправятся на Марс в 2023 г. и не вернутся на Землю
Все это и побудило нас задуматься над более гуманистичным способом посещения Марса, а, заодно, и привлечь к обсуждению наших читателей.



Всем известны свойства некоторых астероидов и комет, находящихся на вытянутых эллиптических орбитах с завидным постоянством регулярно пролетать мимо нашей Земли, то приближаясь к Солнцу, то отправляясь в Далекий космос. Причем летят они со скоростью, вполне впечатляющей по меркам солнечной системы. Для достижения такой скорости с помощью обычного ракетного двигателя необходимо затратить колоссальное количество массы вещества и энергии.



Почему бы не использовать кинетическую энергию таких метеоритов и малых астероидов для путешествия по Солнечной системе. Главное только догнать подходящий космический объект, когда он проходит вблизи Земли, на транспортном космическом корабле и высадиться на его поверхность. Ну, этот способ космических путешествий описан еще Жюлем Верном.
А вот что мы можем сделать более инженерного в этом вопросе?
Дело в том, что, как показывает многолетняя практика освоения околоземного космического пространства землянами, перед человечеством каждые 5-10 лет возникает сложная задача по спуску с орбиты очень массивных космических станций, которые заведомо не могут сгореть в атмосфере, трудны в управлении при падении на Землю, и приносят массу хлопот с прогнозированием зоны предполагаемого падения. Так было с Салютом 6 и Салютом 7, Скайлэб, орбитальной станцией Мир.



Что поделаешь, космические дома не вечны. Механические, теплорегулирующие и электронные системы корабля изнашиваются. Обшивка и даже иллюминаторы накапливают микротрещинки от попадания метеоров. Даже при условии пристыковки новых переферийных модулей, центральные рабочие модули, на которых зиждется вся система стыковочных узлов, остаются старые. Технику генеральной разборки станции на отдельные составляющие и последующей полной сборки на новом центральном модуле непосредственно на орбите еще никто не отрабатывал. Ремонт и переработка многотонных железяк, напичканных электроникой, тоже еще не предусмотрена, да и вряд ли будет целесообразна.
Как правило, многотонную конструкцию стараются разобрать, если есть техническая возможность, на модули, которые топят в Тихом океане по отдельности.



Но, вот при всей ветхости такой орбитальной станции, у ней все же есть некоторые полезные свойства даже при условии нарушения герметичности отдельных модулей. У такой станции все еще есть рабочие стыковочные узлы и солнечные энергетические установки, которые изнашиваются не так быстро как обшивка и системы жизнеобеспечения и которые при необходимости можно и обновить.
Почему бы вместо того, чтобы бесславно топить любимый и повидавший множество подвигов орбитальный космический дом, не угнать его подальше в космос, на пользу будущим исследователям космоса, заодно и создав, таким образом, космический музей.

[img][/img]

Почему бы не загнать нашего орбитального гиганта на ту самую вытянутую эллиптическую орбиту с одним из фокусов где-то поближе к Солнцу, а с другим фокусом подальше за орбитой Марса.
Понятно, что астрономы и космические инженеры хорошо знают о такой возможности, но ее ведь даже не рассматривают потому, как для этого нужна политическая и добросердечная воля всего международного сообщества. МКС ведь на данный момент станция международная. И планирование освоения космоса не на 2-3 пятилетки, как это сейчас делается, а на сотню лет вперед. Ведь станцию нужно будет только разгонять до подходящего эллипса полтора - два десятка лет. За то потом она будет регулярно, с интервалом в несколько лет проходить мимо Земли и уходить в центральные районы Солнечной системы, в так называемый Средний космос.
Причем со скоростью гораздо большей, чем корабль, стартующий непосредственно с Земли или с земной орбиты. Таким образом, время путешествия на Марс удастся
У космических тел, вращающихся на эллиптических орбитах, есть ряд полезных свойств. Как то, что вблизи ближнего к Солнцу фокуса орбиты они развивают наибольшую скорость, а вблизи дальнего фокуса скорость наименьшая.



Таким образом для возвращающейся с Марса экспедиции не понадобится значительных затрат топлива, чтобы догнать станцию и пристыковаться к ней. С другой стороны при прохождении мимо Земли, чтобы догнать станцию экипаж будет стартовать с Земли на легком транспортном корабле, топливные затраты которого значительно меньше, чем топливные затраты, необходимые для разгона межпланетной станции.
Одновременно с этим можно подгружать станцию оборудованием и топливом с помощью последовательных пусков и стыковок со станцией нескольких скоростных автоматических транспортных космических кораблей.



Очевидно, что экипаж подсаживать на станцию нужно будет, когда станция пролетает мимо Земли от Солнца к Марсу, а вот загружать оборудование и запасы ракетного топлива на этот Марсианский экспресс будет лучше, когда станция направляется мимо Земли к Солнцу, тем самым увеличивая её массу для того, чтобы сила гравитации Солнца воздействовала на более тяжелую станцию, сообщая ей большую кинетическую энергию. К ней же еще пристыкуется и модуль с ионной двигательной установкой.
Если иметь в виду, что станция как бы падает на Солнце, слегка промахиваясь, вследствие чего резко заворачивается силой тяготения Солнца и с большой скоростью отправляется в космос. При этом, как всем известно, потенциальная энергия превращается в кинетическую, а затем обратно. Вблизи Солнца мы сообщаем станции еще и дополнительное ускорение за счет работы ионного двигателя. Т.е. наш Марсианский экспресс работает как "космическая праща" или "космические качели". Понятно, что если на обратном пути от Солнца мимо Земли от станции, что-нибудь отстыковать, то она получит еще и дополнительную скорость. И так эти космические качели можно раскачивать бесконечно, добавляя массу при пролете к Солнцу и убирая массу при отлете от Солнца.
То, что таким образом можно было бы еще и запасать солнечную энергию, собирая ее не на нашей земной орбите, а в самом пекле, например, внутри орбиты Меркурия, аккумулировать ее в каком-нибудь подходящем носителе (например, маховике), а затем использовать в качестве источника энергии на земной орбите, это уже могло бы быть другой идеей. Это уже не Марсианский экспресс, а коронарная солнечная электростанция ныряющего типа. Нырнула в центр, к Солнцу, набралась энергии, вернулась к Земле, отдала и снова по циклу.
Избыток солнечной энергии вблизи солнца вполне позволит корректировать орбиту станции таким образом, чтобы получить вращающийся эллипс, ось которого всегда будет находиться вблизи планеты Земля. Т.е. каждый пролет к Солнцу будет проходить в непосредственной близости к Земле.



Нужно отметить, что при пользовании узкой эллиптической околосолнечной орбиты, которая предлагается для Марсианского экспресса половину орбитального полета придется осуществлять в автоматическом режиме, т.к. станция будет проходить вблизи солнечного диска и радиосообщение с ней будет невозможно. Именно поэтому полеты космических аппаратов на Меркурий и Венеру были столь длительны и энергозатратны. Казалось бы, чего тут, расслабься и падай к Солнцу по кратчайшей линии между Землей и Венерой. Но нужно было поддерживать постоянную радиосвязь с аппаратом, поэтому нужно было догонять Венеру вдалеке от Солнца, так чтобы линия, соединяющие Землю и Солнце, и линия, соединяющая Венеру и Солнце были почти перпендикулярны в то время, когда земной аппарат приближается к Венере. Правда эту проблему можно решить, запустив спутники дальней космической связи на земную околосолнечную орбиту, обгоняющие Землю на 3 месяца и также отстающие от Земли на 3 месяца.
Ну, вернемся к нашей станции – Марсианскому экспрессу. Интересно еще отметить, что при прохождении такой станции по околосолнечной малой дуге эллипса скорость ее так кардинально меняется, что можно запускать с борта станции пикоспутники с небольшим временным интервалом, и они также впоследствии отправятся в районы Среднего космоса за орбиту Марса, выстроившись в последовательную цепочку спутников с определенным интервалом, так, что их можно будет использовать в качестве ретрансляторов дальней космической связи, существенно снижая массу и энергозатраты самой межпланетной станции.
А теперь, что нужно, чтобы осуществить такой проект Марсианского экспресса.
Политическая воля и некоторые экономические усилия всего человечества, естественно, при инициативе российского космического социума и эстаблишмента. Это и закономерно. Только российская космическая идеология позволяет человечеству обосноваться в космосе всерьез и надолго. Так было и с первым полетом в космос, так и с планомерным исследованием Луны, Венеры, так и с орбитальными технологиями. Напомним, что вся идеология МКС зиждется на достижениях российского космоса. Тут и стыковочные узлы, и длительность пилотирования, включая все, что с этим связано, и системы энергообеспечения, и модульная сборка большой станции, и транспортные корабли, и корректировка орбиты с помощью транспортника, и выходы в открытый космос для монтажа и ремонта. Американского там было только шаттлы большой грузоподъемности и космический манипулятор (да и тот канадский). Без МКС этим шаттлам было бы некуда летать. А оценивать они, конечно, могут в свою пользу все очень успешно. Как, например, считать, что центральный модуль «Заря» американский, потому что сделан при американском финансировании, хотя, как известно, он сделан Россией. А большинство американских проектов в космосе были одноразовые и сиюминутные. Слетали на Луну. И все дальше там им делать нечего. Слетают на Марс также, чтобы отметиться. Если не найдут органики или ценных полезных ископаемых, про Марс забудут также, как про Луну.
Ясно, что в нашем случае, когда Марсианский экспресс станет проектом на несколько десятилетий, а может и на столетие вперед, он может быть только российским космическим проектом при участии многих стран.