Марсолёт

Ingenuityи будущие марсолётыНАСА

Марсолёт:

• в современнойкосмонавтике—летательный аппарат,перемещающийся в атмосфереМарсаза счётподъёмной силы,создаваемой в соответствии с известными законами физики:Архимеда(воздушные шары и зонды),Бернулли(авиация) и так далее;
• в фантастике и публицистикедокосмической эпохи— разновидностьзвездолётаилипланетолёта,осуществляющего космические перелёты между Марсом и другими астрономическими телами, и как частный случай полёты в атмосфере самого Марса.

Первым в истории человечества марсолётом в строгом смысле слова сталамериканскийбеспилотныйроботизированныйвертолёт«Ingenuity», осуществивший 19 апреля 2021 года полёт наМарсена собственном двигателе, предназначенном для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела.На конец 2022 года он совершил 33 полёта общей протяжённостью 7,48 км и продолжительностью около часа.

Терминологическая неоднозначность

Морфологически «марсолёт» — слитноесложное слово,образованное по такому же типусобственного или тематического словосложения,что извездолётипланетолёт,по отношению к которым этот термин является уточняющим в порядке углублённой классификации. Одинаковый для всех этих терминов второй корень «-лёт» указывает на общность по признакуполётакак формыфизического перемещения.Однако в своём истолковании новый термин «марсолёт» не получился однозначным.

В варианте «звездолёт → планетолёт → марсолёт» последовательность «звезда → планета → Марс» варьируемый первый корень играет роль указателя направления движения: «к, на, в сторону». Примеры словоупотребления с такой семантикой отмечаются даже в 2010 годы; так в журнале «Наука и техника» № 5 за 2011 год марсолётом именуется тренажёр полётов на Марс, использованный в эксперименте «Марс-500».

Однако в случае с аппаратами, действительно работавшими в экспедицииМарс-2020,PerseveranceиIngenuity,в паре названий «марсоход → марсолёт» первый корень закрепился в роли константы места действия, а вариации второго корня стали отражать способ перемещения («ходить — летать»). Таким образом, сложились два равноправных варианта трактовки объекта «марсолёт», различаемых только по контексту словоупотребления.

Предыстория

Внеземное воздухоплавание — составная частькосмонавтики,в которую этот предмет входит, как совокупность знаний об управляемом и неуправляемом перемещении в атмосфере небесных тел. На донаучной стадии, представленной врелигияхимифахдревнейших народов, а также вфольклореи позднейших утопических произведениях устройство внеземных миров полагается тождественным земному. Сюжеты перемещения в их пределах, если и встречаются, то способы такого движения столь же мифологичны, как и описываемые применительно к земной ойкумене. Несмотря на отсутствие в этих материалах прямой связи с современной наукой, обзор этих источников приводится в фундаментальных научных трудах многих теоретиков космонавтики, в частности уА. А. ШтернфельдаиЯ. И. Перельмана.

Рубежными событиями и датами в этой предыстории стали: полётбратьев Монгольфьена воздушном шаре 21 ноября 1783 года; век спустя — воздухоплавательный снаряд с паровым двигателемН. Е. Жуковского(1881—1885), более 2 тысяч полётов управляемых планеровОтто Лилиенталя(1891—1896) и, наконец, 17 декабря 1903 года, когдабратья Райтподняли в воздух первыйсамолётс двигателем, работавшим накеросине.

Каждый новый шаг в развитии земного воздухоплавания находил отражение и в художественной литературе. Подведение научных основ под художественный вымысел трансформировало весь жанр: на место умозрительных утопий приходил жанрнаучной фантастики.

Еще в начале XX века темпы прогресса астрономии игеофизикисдерживали развитиеастрофизикиипланетологии,как одного из её разделов. Это наглядно проявилось на примереареологии,как общего комплекса дисциплин о Марсе. Опираясь наНьютоновы законы,учёные к XIX веку располагали достаточно точными данными о размере Марса и местоположении его орбиты вСолнечной системе;была давно вычислена продолжительность марсианских суток и времён года на Красной планете. Вместе с тем, в последнюю четверть XIX века возник парадокс, когда новое астрономическое знание (наблюденияДж. Скиапарелли1877 года) повлекло за собой заблуждение относительно так называемых «марсианских каналов», утверждению которого ошибочные «обоснования» гипотезыП. Лоуэллао населённости Марса. В частности, Лоуэлл сильно завысил предполагаемую плотностьатмосферы Марса,а значит и предпосылки возможного воздухоплавания.

Написанный в 1949—1950и вышедший в 1952 году «Марсианский проект» (нем.Das Marsprojekt)Вернера фон Браунас одной стороны, встаёт в ряд трудов популяризаторов космонавтики, а с другой служит сборником научных аргументов для тех, кто, как и автор, считает полёты на Марс реально осуществимыми. Присутствующие в этой книге элементы фантастики — дань традиции жанра, не обременяющая серьёзного читателя. Критики считают, что эта книга, написанная одним из пионеров ракетно-космической техники, оказала наибольшее влияние на планирование космических экспедиций на Марс.Часть цифр и сведений из этой книги ареология уточнила ещё до написания книги. Немало было получено и в последующие четверть века, из американских марсианских экспедиций, к которым фон Браун имел в NASA непосредственное отношение.

Вместе с тем, в книге фон Брауна нашли место и некорректные оценки, прежде всего — унаследованное ещё от Ловелла значительное завышение оценки атмосферного давления Марса. Конструктор предполагал его равным 84миллибара(64 мм рт. ст.), то есть на порядок больше фактического, которое стало известно только в 1965 году.

Первые практические проекты

Научные приложения к «Марсианскому проекту» фон Брауна выходят далеко за рамки обычных справочных таблиц, которые прилагали к своим трудам энтузиасты космонавтики. По глубине научной проработки это законченное инженерное исследование (англ.engineering study), развёртывающее оригинальную концепцию марсианской экспедиции в составе нескольких аппаратов, для каждого из которых сделаны необходимые расчёты. В этой части «Марсианский проект» выступает как коллективный труд, в котором фон Брауну помогали шесть человек (Крафт Эрике, Ганс Фридрих, Йозеф Йениссен, Иоахим Мюльнер, Адольф Тиль, Карл Вагнер), их имена фон Браун перечисляет в книге.Составитель электронной «Encyclopedia Astronautica» (1997—2019) Марк Уэйд представляет эту разработку фон Брауна под рабочим названием «Mars 1952».

В концепции «Mars 1952» Вернера фон Брауна «десантная шлюпка» (англ.Landing Boat) представляет собойпланёрс размахом крыльев 153 метров и массой при посадке 75 т, выполняющий роль посадочного модуля для доставки людей и грузов на поверхность Марса. Запуск планера (отделение от находящегося на околомарсианской орбите грузового корабля (англ.Cargo Ship)) осуществляется с помощью двигателя на жидком топливе с тягой 1960кН.Место для горизонтальной посадки на шасси (варианты: лыжи, полозья, колёса) экипаж выбирает по ходу 86-минутного полёта. По современным оценкам 10-кратный просчёт в оценке плотности атмосферы Марса обрекает планер на гибель. К этому же привело бы и обилие камней и пересечённость рельефа, в чём конструктор мог убедиться за год до своей смерти, увидев фотографии поверхности Марса, сделанные 20 июля 1976 года аппаратом «Викинг-1».

Литература

• von Braun, W.Project Mars: A Technical Tale. — Apogee Books, 2006. —ISBN 978-0-9738203-3-1.
• Н. А. Рынин.Межпланетные сообщения.Мечты, легенды и первые фантазии (выпуск 1-й). —Л.:Печатня, 1928. — 108 с. —2000 экз.
• Н. А. Рынин.Межпланетные сообщения.Космические корабли. Межпланетные сообщения в фантазиях романистов (выпуск 2-й). —Л.:П. П. Сойкин, 1928. — 160 с. —15 000 экз.
• Я. И. Перельман.Далёкие миры. Астрономические очерки. —Пг.:П. П. Сойкин, 1914.
• А. Штернфельд.Полёт в мировое пространство.— М.; Л.: Гостехиздат, 1949. — 140 с.
• А. Штернфельд.Межпланетные полёты. —М.:Гостехиздат, 1955. — 55 с.
• А. Штернфельд.Искусственные спутники Земли. —М.:Гостехиздат, 1956. — 180 с.
• А. Штернфельд.От искусственных спутников к межпланетным полётам. —М.:Гостехиздат, 1957. — 126 с.

Ссылки

• Young, L. A., Briggs, G. A., Derby, M. R., Aiken, E. W.Use of Vertical Lift Planetary Aerial Vehicles for the Exploration of Mars(англ.).Ames (1 июля 2000).
• Larry A. Young, Jeff Delaune, Wayne Johnson, Shannah Withrow-Maser, Haley Cummings et al.Design Considerations for a Mars Highland Helicopter(англ.).Ames / JPL (30 сентября 2020).