Rafael Murtazin: „Flug zum Mond ist ohne Superschwergewicht möglich“

Zu den Bereichen, die in das derzeit in Entwicklung befindliche nationale Projekt zur Entwicklung der Weltraumaktivitäten bis 2030 einbezogen werden sollen, zählt das bemannte Programm zu den Prioritäten. In der Anordnung des russischen Präsidenten Wladimir Putin wird ausdrücklich die Vorbereitung bemannter Missionen jenseits der niedrigen Erdumlaufbahn erwähnt.

– Rafael Farvazovich, trotz der Tatsache, dass Russland systematisch dem Weg zu folgen scheint, den es in den frühen 2000er Jahren eingeschlagen hat, um den Weltraum zu erkunden, beginnend mit dem Mond, gibt es jetzt einige Stimmen, die in erster Linie die Idee des „Marsmenschen“ Elon Musk unterstützen. Was können Sie als Flugroutenberechner hierzu sagen?

– Um ihr Zögern zu verstehen, muss man sich bewusst machen, dass Weltraumprogramme für wiedergewählte US-Präsidenten Teil ihrer Wahlkampagnen sind. So verfügte George W. Bush beispielsweise über das Constellation-Programm, bei dem es darum ging, in kürzester Zeit einen Flug zum Mond vorzubereiten. Dann übernahm Obama und sagte: „Wir brauchen den Mond nicht, wir fliegen zu einem Asteroiden.“ Trump, der nach Obama an die Macht kam, richtete erneut den Blick aller auf den Mond und startete das Artemis-Programm mit dem Bau der Mondumlaufstation Lunar Gateway. Der „schlafende“ Biden war vielleicht der einzige, der daran nichts änderte und sich dem ohnehin natürlichen Programmwechsel zwischen Demokraten und Republikanern unterwarf. Doch Trump, der ihn ablöste, vollzog erneut eine 180-Grad-Wende – in Richtung Mars.

– Manche Leute glauben, dass er dies getan hat, weil Artemis schwierig umzusetzen ist und Trump während seiner vierjährigen Amtszeit als Präsident nicht in der Lage sein wird, damit „zu schießen“?

„Ich kann nicht sagen, was ihn motiviert hat, aber ein bemannter Flug zum Mars, für den er und Musk sich jetzt entscheiden könnten, wird für sie durch die Absage von Artemis zu einem noch weniger erreichbaren Ziel.

Der Mars wartet noch nicht auf uns

— Warum ist der Mars weniger real?

— Die Menschheit verfügt über alle notwendigen Technologien, um zum Mond zu fliegen, und die Wissenschaftler wissen, wie dies erreicht werden kann. Und der Flug dorthin dauert auf der optimalen Flugbahn nur 2–3 Tage und nicht fast 9 Monate wie zum Mars.

– Womit also planen Trump und Musk, zum Roten Planeten zu fliegen?

— Der Punkt ist, dass weder das Gerät noch ein Verständnis dafür vorhanden sind, wie es sein sollte. Obwohl Musk für den Flug sein superschweres Raumschiff anbietet, wird dessen Nutzlastkapazität von 150 Tonnen nicht ausreichen, um einen langen interplanetaren Flug zu organisieren.

— Was wäre das ideale Superschwergewicht für einen Flug zum Mars?

— Allen Studien zufolge (darüber zerbricht sich die Menschheit schon seit Koroljow den Kopf) bräuchte man, um dorthin zu fliegen, den Projekten aus den 1990er Jahren zufolge, einen Komplex mit einem Gewicht von mindestens 600 Tonnen! Der Großteil davon wird für Treibstoff und Lebenserhaltungssysteme für die Astronauten bestimmt sein. Stellen wir uns nun vor, wie lange wir brauchen würden, um einen solchen interplanetaren Komplex zu errichten, wenn man bedenkt, dass der Zusammenbau der Internationalen Raumstation, die derzeit 450 Tonnen wiegt, fast 25 Jahre dauerte.

— Wenn über Möglichkeiten gesprochen wird, Astronauten zum Mars zu bringen, erinnern sich viele an den nuklearen Raumschlepper „Zeus“, der in unserem Land entwickelt wird. Welche Vorteile könnte es bieten?

— Seine Ladekapazität und Kraftstoffeffizienz (es wird viermal weniger benötigt) könnten Reisende zufriedenstellen. Darüber hinaus kann es bei einwandfreiem Betrieb eine hyperbolische Geschwindigkeit im Verhältnis zur Sonne erreichen und so die Besatzung viel schneller zum Mars bringen (theoretisch in ein bis zwei Monaten!). Aber das Schlüsselwort hier ist „einwandfrei“. Wenn beim Beschleunigen oder beim anschließenden Abbremsen in der Nähe des Mars die geringste Funktionsstörung des Schleppers auftritt, wird die Besatzung weder den Mars noch die Erde wiedersehen … Es gibt noch weitere Überlegungen. Erstens verfügt Zeus selbst nicht über viel Schub, was bedeutet, dass ein solcher Koloss mit etwas anderem in eine „sichere“ Umlaufbahn 800 Kilometer über der Erde „geschleudert“ werden müsste. Nehmen wir an, wir hätten unseren Schlepper gestartet und Elon Musks bemanntes Raumschiff im Orbit daran angedockt. Und hier stehen wir vor einem weiteren Problem: der Strahlung. Einmal in der richtigen Umlaufbahn in Richtung Mars angekommen, muss die interplanetare Station mit einem nuklearen Schlepper sehr, sehr lange wie eine „Schnecke“ um die Erde kreisen, bis sie die zweite kosmische Geschwindigkeit erreicht, um die Erde gleichzeitig mit der Höhenzunahme zu verlassen. Dies bedeutet, dass die Station bei jeder Erdumrundung Strahlungsfelder durchfliegt, was zu einer raschen Abnutzung der Ausrüstung der interplanetaren Station führt. Aber das ist nicht das Schlimmste. Und was ist mit den Menschen? Bei jedem Betreten und Verlassen der Felder werden sie einer relativ hohen Strahlendosis ausgesetzt. Zwei Überquerungen der Van-Allen-Gürtel (wie diese Felder genannt werden) reichen den Astronauten aus, um eine sechsmonatige oder jährliche Dosis zu erhalten, und es wird noch viele weitere dieser Überquerungen geben! Wie kommt man da raus? Die Besatzung wird nach dem Durchqueren der Strahlungsfelder zur Station gebracht, aber es handelt sich um ein völlig anderes bemanntes Schiff.

– Wenn die Leute nur in eine Richtung fliegen, wie Musk es plant, ist es vielleicht gar nicht so schlimm?

— Unsere Psychologen sind der Meinung, dass Menschen, die einem Hinflug zustimmen, solche Flüge grundsätzlich nicht antreten dürfen sollten …

— Warum schweigt die NASA?

„Ich denke, Experten schweigen, um den Politikern zu gefallen. Übrigens habe ich nichts dagegen, dass die ferne Zukunft der Erdbewohner mit dem Mars verbunden sein könnte, denn eines Tages werden unsere Nachkommen unseren Planeten verlassen müssen. Aber zuerst müssen wir auf dem Mond üben.“

ROS und VOC

— Welches Flugmuster wird dort derzeit durchgeführt?

- Es ist wie folgt. Eine superschwere Trägerrakete bringt einen Lande- und Startkomplex, gekoppelt mit einem Beschleunigungsschlepper, in eine niedrige Mondumlaufbahn. Auch die zweite superschwere Trägerrakete soll dort ein bemanntes Raumfahrzeug starten, ebenfalls mit Oberstufe. Nachdem sie sich in der Mondumlaufbahn getroffen haben, docken beide Geräte an und bilden einen temporären Weltraumkomplex. Der Start- und Landekomplex trennt sich vom Schiff und bringt die Astronauten zur Mondoberfläche. Nach etwa zwei Wochen Aufenthalt besteigen sie dann wieder das Aufstiegsschiff, das sich nach dem Abheben von der Landebühne löst und in die Umlaufbahn aufsteigt, um anschließend an das bemannte Schiff anzudocken, das wiederum die Astronauten zur Erde bringt. Meiner Meinung nach ist dieses Schema ziemlich angespannt und kann keine vollständige Sicherheit gewährleisten. Für die Erreichung primärer Ziele ist es durchaus geeignet, wie es die Amerikaner im letzten Jahrhundert praktizierten, für die schrittweise Erschließung des Mondes ist jedoch ein anderer Ansatz erforderlich.

— Können Sie erklären, warum?

— Diese Option impliziert das Schema „Ich trage alles bei mir“. Tatsächlich haben die Amerikaner im Apollo-Programm der 60er und 70er Jahre des letzten Jahrhunderts etwas Ähnliches verwendet. Das heißt, sie flogen auf die gleiche Weise vom Mond weg, wie sie angekommen waren. Ihnen stand ein kleiner Wohnbereich des Schiffes zur Verfügung, gefüllt mit Proviant für mehrere Tage, in dem man sich nur sehr schwer umdrehen konnte. Aufgrund der mondmechanischen Gegebenheiten könnte das Schiff frühestens drei bis vier Tage nach seiner Ankunft zur Erde fliegen. Unser Schema geht davon aus, dass die Besatzung zwei Wochen auf der Oberfläche verbringt, wodurch sich die Wartezeit für den Abflug zur Erde auf 18 Tage erhöht. Stellen Sie sich vor, die Menschen müssten den Mond plötzlich dringend verlassen. Schließlich können die Fälle unterschiedlich sein.

— Haben Sie einen anderen Vorschlag?

- Natürlich gibt es das. Mein Vorschlag bezieht sich auf die zukünftige russische Orbitalstation. Ein Raumschiff mit Astronauten fliegt dorthin, zum Beispiel die bekannte Sojus oder ihr fortschrittlicheres Gegenstück. Die Astronauten warten auf ein ballistisches Fenster, um zum Mond zu fliegen, und steigen dann in ein wiederverwendbares interorbitales Raumschiff um, das an das ROS angedockt ist. Für den Flug zum Mond wird ein Booster-Block benötigt, der mit der Trägerrakete Angara A-5 von der Erde aus gestartet wird. Nach dem Andocken des Interorbitalschiffs wird dieses Paket zum Mond gestartet. Wenn sich die Astronauten dem Mond nähern, werden sie von einer Mondorbitalstation (nennen wir sie LOS) empfangen, an der das interorbitale Schiff andockt. Übrigens plant auch die NASA die Stationierung eines LOS (die Mondstation Lunar Gateway haben wir eingangs bereits erwähnt). Offenbar kamen sie zu dem vernünftigen Schluss, dass ernsthafte Arbeit über einen längeren Zeitraum eine erhöhte Zuverlässigkeit und Effizienz erfordert. Die LOS wird sich in einer stabilen Kreisbahn in einer Höhe von etwa 10.000 Kilometern befinden, von der aus Landungen (und Rückkehren) jederzeit möglich sind, was einen der Vorteile dieser Umlaufbahn im Vergleich zur instabilen, stark elliptischen Umlaufbahn der amerikanischen LOS darstellt. Gleichzeitig können die Kosmonauten nach ihrer Rückkehr zur geräumigen Station in Ruhe in einem sicheren Orbitalheim leben und arbeiten, das über alle notwendigen Vorräte an Wasser, Sauerstoff und Nahrung verfügt. Auf diese Weise setzen wir das Prinzip der garantierten Sicherheit für Menschen, eines langfristigen Betriebsstandorts und der Wiederverwendbarkeit des Schiffes um, das zwischen ROS und LOS verkehren wird. Der Prototyp für dieses Projekt war übrigens der berühmte Flug Mir – Saljut-7 – Mir, der 1986 von einer Besatzung durchgeführt wurde, zu der auch der heutige Generalkonstrukteur unseres Unternehmens RSC Energia, Vladimir Alekseevich Solovyov, gehörte. Es war ein einzigartiger Flug, von dem übrigens bis heute nur wenige Menschen wissen.

- Sie schlagen also vor, zwei Stationen gleichzeitig zu schaffen ...

- Ja. Wir müssen etwas Neues tun; Wir können nicht mit Technologien aus den 1960er Jahren arbeiten, ohne die in den vergangenen Jahrzehnten gesammelten Erfahrungen zu berücksichtigen, insbesondere die reichhaltigen Erfahrungen beim Betrieb von Orbitalstationen. Und denen, die sagen, es sei teuer, antworte ich: Alles Gute kostet etwas mehr als etwas weniger Gutes. Wahrscheinlich kaufen Sie im Laden teurere, aber natürliche Butter statt billiger Butter auf Pflanzenbasis. Doch dann zahlen sich Qualität und vernünftige Geschäftsstrategie deutlich aus. Wenn wir über den Weltraum sprechen, dann erhalten wir durch eine etwas zu hohe Bezahlung in der ersten Phase Sicherheit und Komfort für die Astronauten sowie auf lange Sicht gute Einsparungen.

— Wie gelangen die Astronauten zur LOS?

– Dank des bei RSC Energia entwickelten „Gravisphären“-Manövers, das „kostenlose“ Unterstützung durch das Gravitationsfeld der Erde bietet. Damit wird die Flugenergie beim Erreichen der LOS-Umlaufbahn fast dreimal geringer sein als bei einem Flug in eine niedrige Mondumlaufbahn. Dies ist ein weiterer Vorteil „unserer Umlaufbahn“ – die Lieferung zur LOS erfordert anderthalb Mal weniger Energie als ein Flug zur amerikanischen Station. Nach unseren Berechnungen wird die Rakete Angara-A5 ausreichen, um dieses Vorhaben umzusetzen. Das heißt, eine superschwere Trägerrakete wird hier nicht benötigt.

Bahnhof der Zukunft

— Übrigens, zur ROS-Station. Was ist Ihrer Meinung nach sein Hauptzweck?

— Ein bedeutender Fortschritt für uns wird die heute gewählte Bahnneigung von über 90 Grad sein, die auf dem von Roscosmos genehmigten Entwurf basiert. Während die Neigung, mit der die ISS fliegt (51,6 Grad), es uns derzeit nur erlaubt, 10–15 % des Territoriums vom Weltraum aus zu beobachten, werden wir von einer polaren Umlaufbahn aus alles sehen: die nördliche Seeroute, die Arktis und die Antarktis! Ozeanographen schlagen nun Alarm: „Wir verlieren die Eisbedingungen!“ Das heißt, sie können nicht einmal die Route des Eisbrechers so planen, dass er nicht durch zwei Meter dickes Eis, sondern nur durch ein halbes Meter dickes Eis bricht, das oft 10–20 Meter entfernt ist, aber das sehen sie nicht.

— Wird es möglich sein, an der ROS-Station internationale Experimente durchzuführen?

— Welche internationalen wissenschaftlichen Experimente können Sie auf der ISS auflisten? Vielleicht nur ein gemeinsames Training zur Notevakuierung von der Station, und das ist alles. Aber was beispielsweise die Experimente betrifft, die wir im Interesse bestimmter Abteilungen brauchten und die nicht in Anwesenheit von Astronauten aus den Vereinigten Staaten und anderen Ländern durchgeführt werden konnten, so fanden sie nicht statt. Mit der Einführung des ROS werden die „kommunalen Dienste“ nun ein Ende haben, und ich denke, das ist auch richtig so.

Übrigens, wenn manche Leute sagen, wir könnten das ROS in der polaren Umlaufbahn durch automatische Raumfahrzeuge ersetzen, erinnere ich mich immer an die Argumente der Mitarbeiter des Ministeriums für Notfallsituationen auf einer unserer wissenschaftlichen Konferenzen. Ihren Angaben zufolge wurden die meisten der ausbrechenden Brände nicht von Satelliten registriert, sondern von Astronauten aus der Umlaufbahn. Diese drehten den Kopf und bemerkten den Dunst über dem Wald nicht an einem Punkt unterhalb des Satelliten in 400 Kilometern Höhe, sondern in der Ferne, bei einem Beobachtungswinkel von 45 Grad oder mehr.

Ein weiterer Vorteil einer polaren Umlaufbahn besteht darin, dass wir unser Land und tatsächlich die ganze Welt jeden Tag im Licht der Sonne sehen können. Doch derzeit können wir beispielsweise die Region Krasnodar in der Umlaufbahn der ISS nur an 20 Tagen im Monat vollständig im Licht beobachten. Die restliche Zeit herrscht unter uns Nacht oder Dämmerung. ROS wird in einer sonnensynchronen Umlaufbahn fliegen und unsere Städte als gut von der Sonne beleuchtet „sehen“.

— Sie sagen, dass ein Start von der Erde zu einem ROS mit polarer Neigung weniger vorteilhaft sei, da dies gegen seine Rotation erfolgen müsse.

— Ja, beim Start in diese Umlaufbahn gehen 15–20 Prozent der Masse verloren. Ja, mit der Rakete Sojus-2.1A ist der Start von Progress- oder Sojus-Raumfahrzeugen nicht möglich. Ersetzen wir es also durch die Modifikation Sojus-2.1B, und es wird die gleiche Menge Fracht zum ROS wie zur ISS liefern! Auch hier stößt die Frage wieder auf das bereits diskutierte Argument „es wird teurer“. Meiner Meinung nach ist die unbestreitbare Qualität der erhaltenen Daten für unser Land wichtiger!

Übrigens wird ein ROS mit einer Neigung von 97 Grad für uns beim Start von unserem Kosmodrom Wostotschny vorteilhafter sein, wohin wir nach dem Verlassen der ISS alle Starts verlegen wollen. Wenn wir vom Kosmodrom Wostotschny in eine Umlaufbahn mit geringerer Neigung starten, verläuft die Route durch den Pazifischen Ozean oder die Gebiete der Vereinigten Staaten oder Kanadas. Um die Kosmonauten in der Seezone bei jedem Start abzusichern, müssen 12–13 Rettungsschiffe im Einsatz sein (dies gilt für den Notfall, dessen Wahrscheinlichkeit nicht mehr als 1 Prozent beträgt). Wenn wir jedoch von derselben Wostotschny-Station in eine Umlaufbahn mit einer Neigung von 97 Grad starten, werden die ersten beiden Stufen über unserem Territorium landen, über Land, für das andere Länder keine Ansprüche gegen uns erheben werden. Und es wird viel bequemer sein, unsere Kosmonauten zu versichern.

Wenn wir unser Territorium nicht erweitern, werden wir sterben.

— Sie sind der Entwickler der schnellsten Andockschemata für Raumschiffe an die ISS: Andocken in drei Stunden statt in zwei Tagen. Dennoch hören wir manchmal Kritik an dieser Methode der Astronautenbeförderung.

– Ich vermute, dass unsere treuen Freunde, die nicht über diese Technologie verfügen, mit diesen „schnellen“ Verbindungen unzufrieden sein könnten, was wiederum ihre Steuerzahler sehr unglücklich macht, und sagen könnten: „Seht, die Russen können schnell fliegen, wir aber nicht.“

— Spart diese Methode Geld?

- Sicherlich. Dies betrifft sowohl Treibstoff- als auch Lebenserhaltungssysteme während des Fluges. Insgesamt sind das rund 35 Kilogramm, die zu Ladegut umgerechnet werden können. Seit 2012 wurden bereits 46 „schnelle“ Andockvorgänge durchgeführt (30 mit vier Umdrehungen und 16 mit zwei Umdrehungen), wodurch insgesamt etwa 1.600 Kilogramm eingespart werden konnten. Wenn wir davon ausgehen, dass der Start eines Kilogramms in die Umlaufbahn derzeit durchschnittlich 20.000 Dollar kostet, hat diese Technologie dem Land mehr als 30 Millionen Dollar gespart. Und wenn man berücksichtigt, dass die Bodenkontrolleinrichtungen im ganzen Land und ihr Personal statt zwei Tagen nur etwas mehr als drei Stunden arbeiten, dann sind die Zahlen noch aussagekräftiger. Aber die Hauptsache ist, dass diese Technologie bei der Umsetzung des Mondprogramms eingesetzt werden kann.

– Ich kann nicht anders, als Ihnen die traditionelle Frage zu stellen: Warum sollte der Mensch Ihrer Meinung nach den Weltraum erforschen?

- Als Armstrong vom Mond zurückkehrte und ihm eine ähnliche Frage gestellt wurde, antwortete er: „Fragen Sie den Lachs!“ Derjenige, der laicht, schwimmt immer gegen den Strom, und darin scheint keine Logik zu liegen, es liegt in seiner Natur! Auch der Wunsch, in den Weltraum zu fliegen, ist uns von Natur aus innewohnend und nur auf den ersten Blick unlogisch. Tatsächlich geht es hier letztlich um die Entdeckung neuer Gebiete, Welten und Expansion! Wenn dies in der Natur einer Art nicht vorhanden ist, ist sie zum Aussterben verurteilt, da früher oder später andere Arten das Gebiet besetzen und es auffressen werden. Ich sehe ein Gegenargument zu der Tatsache voraus, dass auf der Erde genug Platz für alle ist: „Sehen Sie, wie viele unbewohnte Gebiete wir haben!“ Zu diesem Zweck schlage ich vor, über den Horizont von etwa einer Milliarde Jahren hinauszublicken, wenn unser Planet mit seinen bewohnten oder unbewohnten Gebieten den Astrophysikern zufolge unweigerlich der Zerstörung gegenübersteht. Übrigens kann die Apokalypse auch viel früher eintreten, da die Erde während dieser Zeit von vielen großen Himmelskörpern „bombardiert“ wird, die eine katastrophale Gefahr darstellen, und deshalb ist es notwendig, ständig in Bereitschaft zu sein. Und was werden unsere Nachkommen später sagen, wie werden sie uns „danken“, wenn wir dasitzen und nicht versuchen, einen Weg zu finden, die Zivilisation zu retten und sie in ein anderes „Land“ zu transportieren? Die bemannte Weltraumforschung und bewohnte Stationen sind für uns einfach notwendig, um unsere Kompetenzen und Kenntnisse im Bereich der Raumfahrt aufrechtzuerhalten.