Марсолёт

Ingenuity и будущие марсолёты НАСА

Марсолёт: 1) в современной космонавтике — летательный аппарат, перемещающийся в атмосфере Марса за счёт подъёмной силы, создаваемой в соответствии с известными законами физики: Архимеда (воздушные шары и зонды), Бернулли (авиация) и так далее;
2) в фантастике и публицистике докосмической эпохи — разновидность звездолёта / планетолёта, 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 стал американский беспилотный роботизированный вертолёт «Ingenuity», осуществивший 19 апреля 2021 года полёт на Марсе на собственном двигателе, предназначенном для многократных полётов в атмосфере другого небесного тела[a][1][2]. На конец 2022 года он совершил 33 полёта общей протяжённостью 7,48 км и продолжительностью около 1 часа[3][4]

Терминологическая неоднозначность

Морфологически «марсолёт» — слитное сложное слово, образованное по такому же типу собственного или тематического словосложения[5], что и звездолёт и планетолёт, по отношению к которым этот термин является уточняющим в порядке углублённой классификации. Одинаковый для всех этих терминов второй корень «-лёт» указывает на общность по признаку полёта как формы физического 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»[6].

Однако в случае с Perseverance и Ingenuity — аппаратов, реально работающих в экспедиции Марс-2020 — словообразование в паре «марсоход → марсолёт» первый корень закрепился в роль 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, что следует учитывать при последующей классификации.

Предыстория

Внеземное воздухоплавание — составная часть космонавтики, в которую сегодня этот предмет входит, как совокупность знаний об управляемом и неуправляемом перемещении в атмосфере небесных тел. На донаучной стадии, представленной в религиях и мифах древнейших народов, а также в фольклоре и 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 у А. А. Штернфельда[7] и Я. И. Перельмана[8].

Рубежными событиями и датами в этой предыстории стали: полёт братьев Монгольфье на воздушном шаре 21 ноября 1783 года; век спустя — воздухо-летательный снаряд с паровым двигателем Н. Е. Жуковского (1881–1885), более 2 тысяч полётов управляемых планеров Отто Лилиенталя (1891–1896) и, наконец, 17 декабря 1903 года, когда братья Райт подняли в воздух первый самолёт с двигателем, работавшим на керосине.

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 жанр научной фантастики.

Еще в начале XX века темпы прогресса астрономии и геофизики сдерживали развитие астрофизики и планетологии, как одного из её разделов. Это наглядно проявилось на примере ареологии, как общего комплекса дисциплин о Марсе. Опираясь на Ньютоновы законы, учёные к XIX веку располагали достаточно точными данными о размере Марса и местоположении его орбиты в Солнечной 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 (наблюдения Скиапарелли 1877 года) повлекло за собой заблуждение относительно так называемых «марсианских каналов», утверждению которого ошибочные «обоснования» гипотезы П. Лоуэлла о населённости Марса. В частности, Лоуэлл сильно завысил предполагаемую плотность атмосферы Марса, а значит и предпосылки возможного воздухоплавания.

Написанный в 1949-50[9] и вышедший в 1952 году «Марсианский проект» (нем. Das Marsprojekt) Вернера фон Брауна с 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[10]. 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 НАСА непосредственное отношение[11].

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 84 миллибара[12] (64 мм рт.ст.[13]), то есть на порядок больше фактического, которое стало известно только в 1965 году[12].

Первые практические проекты

«Десантная шлюпка» фон Брауна

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[b]. Составитель электронной „Encyclopedia Astronautica“ (1997–2019) Марк Уэйд (Mark Waid[c]) представляет эту разработку фон Брауна под рабочим названием «Mars 1952»[15].

В концепции «Mars 1952» Вернера фон Брауна «десантная шлюпка» (англ. Landing Boat) представляет собой планёр с размахом крыльев 153 метров и массой при посадке 75 тонн, 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 1,960 кН. Место для горизонтальной посадки на шасси (варианты: лыжи, полозья, колёса) экипаж выбирает по ходу 86-минутного полёта[11]. С позиции современных знаний, 10-кратный просчёт в оценке плотности атмосферы Марса обрекал 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.

Комментарии
  1. ↑ Первым в истории венеролётом стал аэростатный зонд советской межпланетной станции «Вега-1», совершивший в 1985 году неуправляемый полёт в атмосфере Венеры
  2. ↑ Mr. Krafft Ehricke, Dr. Hans Friedrich, Dr. Josef Jenissen, Dr. Joachim Muehlner, Dr. Adolf Thiel, Dr. Carl Wagner — их имена фон Браун перечисляет в книге[14].
  3. ↑ На сайте его имя даётся в написании Mark Wade[12].

Примечания

  1. ↑ Air & Space Mag 20.04.2021.
  2. ↑ Witze.
  3. ↑ Helicopter Waypoints. Дата обращения: 17 ноября 2022. Архивировано 19 июня 2022 года.
  4. ↑ Flight-Log.
  5. ↑ Виноградов В. А. Словосложение // Лингвистический энциклопедический словарь / Главный редактор В. Н. Ярцева. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — 685 с. — ISBN 5-85270-031-2.
  6. ↑ Mars-500.
  7. ↑ Штернфельд.
  8. ↑ Перельман1915.
  9. ↑ Braun, p. 6, 9.
  10. ↑ Platoff, p. Chapter 2, pp. 4–8.
  11. ↑ 1 2 Braun.
  12. ↑ 1 2 3 Waid.
  13. ↑ Braun, p. 45, 234.
  14. ↑ Braun, p. 215.
  15. ↑ Portree.

Литература

  • Я. И. Перельман. Далёкие миры. Астрономические очерки. — Пг.: П. П. Сойкин, 1914.
  • Я. И. Перельман. Межпланетные путешествия. Полёты в мировое пространство и достижение небесных тел. — Пг.: П. П. Сойкин, 1915.
  • 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.
  • Mark Wade. Von Braun Landing Boat (англ.). Encyclopedia Astronautica (2019).

Helicopter] (англ.). Ames / JPL (30 сентября 2020).

Ссылки