Nowe plany wyprawy na Marsa, które von Braun opracował wspólnie z Willym Leyem i wyłożył w opublikowanej w 1956 roku książce „The Exploration of Mars” (Eksploracja Marsa). W stosunku do planów opublikowanych cztery lata wcześniej, nowa wyprawa miała znacznie mniejszy rozmach, von Braun i Lay spotkali się bowiem z oczywistym brakiem wiary w możliwość przeprowadzenia tamtego przedsięwzięcia, które zakładało wyprawę składająca się z 70 członków załogi i 10 statków. W nowej wersji planu. ekspedycję odchudzono do zaledwie dwóch statków o masie o połowę mniejszej niż wcześniej i do 12 członków załogi.

Źródło: http://www.astronautix.com/craft/vonn1956.htm

Tłumaczenie: Joanna Jodłowska 

Na statku pasażerskim miała się znajdować sferyczna przestrzeń mieszkalna dla załogi, o średnicy 7,9 m. Natomiast statek z zaopatrzeniem, zawierać miał lądownik podobny do tego z pierwotnych planów,. Tym razem jednak, nie został uwzględniony margines bezpieczeństwa w postaci 195 ton dodatkowego sprzętu, a sam lądownik nieco schudł - z początkowych 200 do 177 ton.

Nie zmieniono żadnych istotnych obliczeń, ale udało się zwiększyć wydajność poprzez zaplanowanie wejścia statku pasażerskiego przy powrocie na wysoką orbitę ziemską - oznaczało to, że ilość potrzebnego podczas lotu paliwa była znacznie mniejsza, a zatem zmniejszyła się także masa statku podczas wyprawy. Tym niemniej, by dostarczyć wszystko na orbitę, wciąż potrzeba byłoby aż 400 kursów trzyczęściowego wahadłowca (nieco mniejszego niż pierwotnie). Chociaż znaczącą zmianą na korzyść było to, że aż 353 loty dotyczyłyby wyłącznie sprzętu.

Ciąg silników został podwojony, co oznaczało, że obranie kursu na Marsa wymagałoby odpalenia ich na zaledwie 948 sekund - dzięki temu zmniejszono też straty ponoszone podczas manewru. W trakcie, trwającego 250 dni, lotu na czerwoną planetę, 3 członków załogi miało spać w lądowniku i zwolnić trochę miejsca dla tych na statku pasażerskim. Przestrzeń dla załogi na statku pasażerskim miała być sferyczna i mieć średnicę 7,9 metra - podczas lotu na Marsa miałoby ją do dyspozycji 9 członków załogi, a w drodze powrotnej służyłaby wszystkim 12.

Właściwy plan misji pozostał bez zmian. Oba statki miały wejść na orbitę Marsa na wysokości 1000 kilometrów, na szerokości równikowej. Dziewięciu członków załogi miało wylądować na planecie i przebywać na jej powierzchni przez 400 dni, podczas gdy trzech pozostałoby na statku, żeby badać planetę z odległości i zapewnić stałą łączność z Ziemią. Lądowanie na Marsie miałoby nastąpić w regionie Margaritifer Sinus.

Po zakończeniu badań, dziewięciu ludzi miało wylecieć na orbitę Marsa za pomocą stopnia powrotnego o rozmiarach o połowę mniejszych niż pierwotnie, kiedy to miał posłużyć 25 osobom. Na orbicie miało dojść do spotkania ze statkiem macierzystym i dokowania, a następnie cała załoga miała się wybrać się w trwającą 268 dni podróż powrotną. Istotną różnicę przy powrocie na Ziemię stanowiło to, że statek ekspedycji miał wejść na wysoką orbitę Ziemi (90.320 km). Tam miał przybyć inny statek i zabrać załogę oraz materiał badawczy na niższą, pierwotnie wybraną, orbitę (1730 kilometrów), gdzie miał już czekać wahadłowiec, żeby przetransportować wszystko na planetę.


Wyprawa na Marsa wg planu von Brauna z roku 1956 - streszczenie:

  • Znacznie odchudzona wyprawa przebiegająca zgodnie z planami z 1952 roku
  • Napęd: kwas azotowy lub hydrazyna
  • Hamowanie na Marsie: na silniku
  • Typ misji: koniunkcja
  • Pojedynczo czy wszyscy na raz: wszyscy na raz
  • Wykorzystywanie marsjańskich surowców: nie
  • Planowany rok startu: 1970
  • Załoga: 12
  • Ładunek na powierzchni Marsa, w tonach: 49
  • Lot do celu, w dniach: 250
  • Pobyt na Marsie, w dniach: 445
  • Powrót, w dniach: 268
  • Całkowite trwanie misji, w dniach: 963
  • Całkowity ładunek potrzebny na niskiej orbicie ziemskiej, w tonach: 3400
  • Całkowite potrzebne paliwo, w tonach: 3280
  • Wypełnienie paliwem: 0,96
  • Masa w przeliczeniu na członka załogi, w tonach: 283
  • Udźwig pojazdu wynoszącego na orbitę, w tonach: 14
  • Liczba lotów wymaganych do wyniesienia całego ładunku na orbitę: 400
  • Wynoszenie za pomocą: von Braun 1956

Załoga: 12. Masa: 3.400.000 kg.


Statek pasażerski von Brauna z 1956:

Plany von Brauna z 1956 roku zakładały 50% spadek masy przy zwiększeniu liczby załogi z 10 do 12 osób. Podczas 963 dniowej misji, załoga miała mieszkać w sferycznej przestrzeni mieszkalnej o średnicy 7,9 metra. Statek pasażerski miał w trakcie lotu wykonać cztery duże manewry: obrać kurs na Marsa, wejść na jego orbitę, obrać kurs na Ziemię i wejść na jej orbitę.

Przestrzeń, w której poruszać miała się załoga, była podzielona na trzy pokłady: najwyższy będący mostkiem i wyposażony w przezroczystą kopułę, dzięki której nawigator mógłby obserwować gwiazdy oraz dwa pokłady mieszkalne. Przez środek pokładów miała przebiegać rura strażacka, której załoga używałaby do poruszania się po statku przy braku ciążenia. Na samym dole przestrzeni dla załogi miała się natomiast znajdować śluza, przez którą można by wyjść w próżnię. Atmosfera wewnątrz statku miała się składać z helu i tlenu a ciśnienie - wynosić 0,54 atmosfery.

Załoga: 12. Trwałość: 1000. Długość: 37,00 m. Podstawowa średnica: 7,90 m. Największa średnica: 25,40 m. Masa: 1.700.000 kg. Ciąg głównego silnika: 3.530,000 kN. Paliwo głównego silnika: kwas azotowy lub hydrazyna Paliwo głównego silnika: 1.640.000 kg. Impuls właściwy silnika głównego: 297 sek. Maksymalna zmiana prędkości: 9.000 m/s.

Statek z wyposażeniem, von Braun, 1956:

Zasadnicza budowa i systemy statku z zaopatrzeniem były takie same jak w przypadku statku pasażerskiego, jednak zamiast załogi, statek miał zabrać lądownik o masie 177 ton i paliwo na lot powrotny. Miał zostać na orbicie Marsa.

Trwałość: 1000. Długość: 62,00 m. Podstawowa średnica: 7,90 m. Największa średnica: 16,00 m. Masa: 1.700.000 kg. Ładunek: 177.000 kg. Ciąg głównego silnika: 3.530,000 kN. Paliwo głównego silnika: kwas azotowy lub hydrazyna Paliwo głównego silnika: 1.245.500 kg. Impuls właściwy silnika głównego: 297 sek. Maksymalna zmiana prędkości: 5.600 m/s.

Lądownik von Brauna z 1956:

W porównaniu do oryginału, lądownik z 1956 roku był o 12% lżejszy i miał o 10% mniejszą rozpiętość skrzydeł. Zasadnicze zastosowanie nie uległo zmianie, chociaż jego stopień powroty był o połowę mniejszy - miał bowiem zabrać na orbitę zaledwie 9, a nie 25 osób. Dzięki temu można było przy jego pomocy przetransportować relatywnie dużo większy ładunek. Była to zmiana konieczna, biorąc pod uwagę fakt, że tym razem polegano tylko na jednym statku. Gigantyczny lądownik miał lądować poziomo, przy użyciu płóz, w miejscu, które podczas wstępnego rozpoznania z orbity, załoga uznałaby za najbardziej płaskie. Po lądowaniu, przednia część kadłuba, będąca zarazem stopniem powrotnym, miała zostać natychmiast ustawiona w pozycji pionowej - w gotowości do powrotu na orbitę (w założeniu miało to nastąpić po 400 dniach).

Ponieważ nie przewidywano zamiennika statku pasażerskiego, a na dodatek pomieszczenia dla załogi miały być dość ciasne, podczas podróżny na Marsa trzech członków załogi miało mieszkać w lądowniku. Lądownik miał być wyposażony w pięć silników rakietowych. Po raz pierwszy zostałyby użyte do sprowadzenia statku z orbity Marsa, na której przetransportowałby go statek zaopatrzeniowy ekspedycji (wysokość orbity: 1000 km). Przebieg manewru był dokładnie taki sam jak w planach z 1948 roku. Na powierzchnię planety miało się przenieść 9 z 12 członków załogi. Po ustawieniu przedniej części kadłuba w pozycji pionowej, tj. w gotowości do nagłego startu, członkowie ekspedycji mieli od razu zająć się przygotowaniem bazy. By mogli tego dokonać, lądownik miał także przetransportować łącznie 17 ton paliwa i 32 tony sprzętu - w tym traktor zaopatrzony w znajdującą się pod ciśnieniem przestrzeń dla załogi (aby można było odbywać dłuższe podróże po powierzchni planety), nadmuchiwany namiot będący główną kwaterą załogi i spore ilości sprzętu badawczego.

Po upłynięciu czasu przeznaczonego na badania, badacze mieli udać się ponownie na orbitę i spotkać się ze statkiem pasażerskim. Stopień powrotny lądownika miał mieć masę 69 ton, czyli o połowę mniej, niż w pierwotnych założeniach. Wejście na orbitę i krążenie wokół statku macierzystego miało wymagać łącznie 56,4 ton paliwa. Przeładowywanie 2,5 tony materiału badawczego i przenoszenie 9 członków załogi na pokład floty odbyłoby się dzięki małemu (3,5 tonowemu) statkowi kursującym miedzy statkiem głównym a stopniem powrotnym. Masa własna pozostawionego na orbicie Marsa stopnia powrotnego miała wynosić 12,5 tony.

Załoga: 9. Trwałość: 750. Długość: 22,00 m. Podstawowa średnica: 4,10 m. Największa średnica: 5,70 m. Rozpiętość: 137,00 m. Masa: 161.000 kg. Ładunek: 49.000 kg. Ciąg głównego silnika: 1.470,000 kN. Paliwo głównego silnika: kwas azotowy lub hydrazyna Paliwo głównego silnika: 56.400 kg. Impuls właściwy silnika głównego: 297 sek. Maksymalna zmiana prędkości: 4.100 m/s.


Bibliografia:

  • Portree David S. F. Humans to Mars: Fifty Years of Mission Planning, 1950 - 2000. NASA Monographs in Aerospace History Series, Number 21, February 2001. Doskonały przegląd informacji o amerykańskich planach misji załogowych na Marsa.
  • Miller Ron. The Dream Machines. Malabar, Floryda: Krieger Publishing, 1993. ISBN: 0894640399.. Niesamowity zbiór chronologicznie ułożonych tekstów, zdjęć i rysunków związanych z niemal każdym statkiem kosmicznym który wymyślono, a którego nie zbudowano. Kopalnia informacji dla ludzi szurniętych na punkcie kosmosu.