W maju 1963 roku, centrum NASA w Houston zorganizowało konferencję, na której przeanalizowano klika scenariuszy wyprawy na Marsa. W jej trakcie ustalono, że przy takich samych założeniach podstawowych, dotyczących lądownika marsjańskiego, masa statku ekspedycji mogłaby się wahać między 270 a 1140 tonami na niskiej orbicie ziemskiej, zależnie od użytego paliwa i dokładnego przebiegu misji.

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

Tłumaczenie: Joanna Jodłowska

Image
Mars NASA Lewis 1960 - prawa autorskie: Mark Wade

Klasa: lot załogowy. Typ: wyprawa na Marsa. Państwo: USA. 

Max Faget, pracownik NASA w centrum w Langley, rozpoczął wewnętrzne badania nad załogową wyprawną na Marsa, w połowie 1961 roku. Była to początkowo działalność na niewielką skalę, póki grupa Fageta nie przeniosła się pod koniec 1962 roku do Houston. Aby dorównać badaniom nad projektem EMPIRE, prowadzonym w ośrodku w Huntsville, ludzie z Houston postanowili zasponsorować konferencję naukową w Denver, Colorado, w dniach 22-23 maja 1963. Było to największe tego typu wydarzenie aż do połowy lat osiemdziesiątych. W trakcie konferencji, analizowano dwa plany misji opartych na spotkaniu na orbicie Marsa.

  • Spotkanie z przelotem badawczym opierało się wysłaniu w kierunku czerwonej planety statku do bezzałogowego przelotu badawczego – lot odbywałby się po trajektorii wewnątrz orbity heliocentrycznej, której punkt krańcowy miał się znajdować za Marsem, a lot do planety zająć miał 200 dni. Na 120 dni przed startem przelotu badawczego, ku Marsowi miał zostać wysłany marsjański moduł załogowy (Mars Excursion Module). Moduł wylądowałby na planecie w tym czasie, w którym statek do przelotu mijałby planetę, zdążając ku krańcowemu punktowi swojej trajektorii. Po 40 dniach oczekiwania na powierzchni planety, załoga modułu doczekałaby się wracającego statku badawczego, który zdążałby teraz ku Ziemi. Moduł Załogowy wystartowałby wtedy z planety, przekroczył drugą prędkość kosmiczną i wszedłby w orbitę heliocentryczną, aby spotkać się w próżni ze statkiem badawczym. Następnie załoga przeniosłaby się na pokład statku badawczego, by nim odbyć podróż na Ziemię.
  • Bardziej typowy plan misji zakładał wysłanie jednego statku, który zatrzymałby się na orbicie Marsa i wypuścił lądownik. Ten zaś wylądowałby na planecie, a po zakończeniu badań odwiózł załogę na orbitę i dokował wewnątrz statku macierzystego, statek macierzysty zacząłby następnie powrót ku Ziemi. Jednak nawet w tym prostszym wariancie istniały różne możliwości – statek macierzysty mógł zatrzymać się na orbicie Marsa z hamowaniem wewnątrz atmosfery lub bez. 

Masa statku na orbicie Ziemi mogła się bardzo różnić, zależnie od dokładnej charakterystyki misji. Najcięższym wariantem był statek wykorzystujący wyłącznie napęd chemiczny i wykonujący wejście na orbitę Marsa na silnikach rakietowych – 1140 ton. Najlżejszym zaś, statek o napędzie jądrowym, wykorzystujący hamowanie w atmosferze planety – 270 ton. Natomiast statek o napędzie chemicznym, wykorzystujący hamowanie w atmosferze lub wariant z przelotem badawczym i spotkaniem na orbicie, ważyłby 1000 ton.

Modelem używanym podczas analiz dla marsjańskiego modułu załogowego był pozbawiony skrzydeł statek, zdolny do wytwarzania siły nośnej samym kadłubem, opracowany między majem a grudniem 1963 przez Ford Aeronutronic.


Wyprawa Marsjańska Fageta, wariant chemiczny – streszczenie:

  • Analiza wykonana przez NASA dla wariantu o najbardziej niekorzystnej masie
  • Napęd: ciekły tlen lub ciekły wodór
  • Hamowanie na Marsie: na silniku
  • Typ misji: opozycja
  • Pojedynczo czy wszyscy naraz: pojedynczo
  • Wykorzystywanie marsjańskich surowców: nie
  • Załoga: 6
  • Lot do celu, w dniach: 280
  • Pobyt na Marsie, w dniach: 40
  • Powrót, w dniach: 310
  • Całkowite trwanie misji, w dniach: 630
  • Całkowity ładunek potrzebny na niskiej orbicie ziemskiej, w tonach: 1140
  • Masa w przeliczeniu na członka załogi, w tonach: 190
  • Udźwig pojazdu wynoszącego na orbitę, w tonach: 454
  • Liczba lotów wymaganych do wyniesienia całego ładunku na orbitę: 3
  • Wynoszenie za pomocą: Nova GD-H

Wyprawa Marsjańska Fageta, wariant termojądrowy – streszczenie:

  • Analiza wykonana przez NASA dla wariantu o najkorzystniejszej masie całkowitej na niskiej orbicie ziemskiej; pierwsza propozycja misji łączącej przelot badawczy i spotkanie na orbicie
  • Napęd: termojądrowy
  • Hamowanie na Marsie: przelot badawczy i spotkanie na orbicie
  • Typ misji: opozycja
  • Pojedynczo czy wszyscy na raz: pojedynczo
  • Wykorzystywanie marsjańskich surowców: nie
  • Załoga: 6
  • Lot do celu, w dniach: 280
  • Pobyt na Marsie, w dniach: 40
  • Powrót, w dniach: 310
  • Całkowite trwanie misji, w dniach: 630
  • Całkowity ładunek potrzebny na niskiej orbicie ziemskiej, w tonach: 270
  • Masa w przeliczeniu na członka załogi, w tonach: 45
  • Udźwig pojazdu wynoszącego na orbitę, w tonach: 330
  • Liczba lotów wymaganych do wyniesienia całego ładunku na orbitę: 1
  • Wynoszenie za pomocą: Nova MM 1B

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.