Вторая от Солнца планета ждёт нас: на поверхности Венеры — 13 советских межпланетных станций

55 лет назад на поверхность Венеры впервые мягко сел советский аппарат

Один ближайший астрономический собрат Земли — Марс — находится дальше от Солнца. Интерес к нему понятен. Предполагается, что люди могли бы приспособиться к жизни там. А вот ближе, чем Земля, к Солнцу находится Венера. Поначалу эта планета тоже рассматривалась, как подходящая для жизни. Но её исследования, предпринятые прежде всего советскими учёными, доказали: жизнь на ней невозможна. Тем не менее, считают ученые, она представляет большой научный интерес.

Фото из интернета

тестовый баннер под заглавное изображение

На поверхности Венеры находятся 13 спускаемых аппаратов советских автоматических межпланетных станций, отправленных на эту планету. Первой была «Венера-4», которая выполнила плавный спуск в атмосфере в 1967 году. Первую мягкую посадку совершила «Венера-7» 55 лет назад, в 1970 году. А последней опустилась на поверхность второй от Солнца планеты «Вега-2» в 1984 году.
Иностранными были только 4 небольших спускаемых модуля американского космического аппарата «Пионер-Венера-2». Это была автоматическая межпланетная станция НАСА, запущенная в 1978 году.

До полёта «Венеры-7» все наши попытки спуститься на поверхность Венеры заканчивались разрушением корпусов спускаемых модулей огромным атмосферным давлением. Но в процессе снижения все они успевали передавать данные о температуре, плотности, давлении атмосферы. Полученные сведения были использованы при конструировании станции «Венера-7».

Этот космический аппарат массой 1180 кг был запущен 17 августа 1970 года  ракетой-носителем «Молния-М». 2 октября и 17 ноября были успешно проведены коррекции на промежуточном участке траектории полета. Аппарат достиг Венеры 15 декабря. Приборы размещались в спускаемом аппарате массой около 500 кг с теплозащитой, рассчитанной на температуру 530 градусов Цельсия. Они впервые передали научные данные с поверхности другой планеты.

Корпус спускаемого аппарата «Венеры-7» изготовлен из титана для того, чтобы  выдержать давление до 180 земных атмосфер. Корпус был теплоизолирован стекловатой и стеклопластиком. Для защиты от удара о поверхность планеты установили амортизационное устройство. 

Для торможения в атмосфере аппарат оснастили рифлёным парашютом конической формы площадью 2,8 кв. м. Парашют изготовлен из четырёх слоёв новейшего материала стеклонитрона, который должен был выдерживать большую температуру. 

Для обеспечения электроэнергией на станции установили свинцово-цинковую батарею, которую за пятнадцать суток до подлёта к планете зарядили от солнечных батарей.

15 декабря 1970 года в 08:34 МСК станция «Венера-7» осуществила мягкую посадку на поверхность Венеры. Информация с «Венеры-7» поступала в течение 53 минут, в том числе 20 минут — с поверхности планеты. При входе в атмосферу отказал телеметрический коммутатор, и станция передавала информацию лишь об окружающей температуре. Но этого было достаточно.

По результатам измерений, проведённых на спускаемом аппарате «Венеры-7», были рассчитаны значения давления и температуры на поверхности планеты. Они составили 90 ±15 атмосфер и 475 ±20 градусов Цельсия. Прежние представления о газовой оболочке Венеры оказались ошибочными.
Кроме того, удалось установить вид грунта на Венере по небольшому тормозному пути аппарата.

Судя по глубине, на которую спускаемый аппарат зарылся в почву после его свободного падения, грунт Венеры напоминает нечто среднее между песком и вулканическим туфом.

Для повышения надёжности выполнения этой космической операции,  к Венере были запущены две практически одинаковых станции. Вторую станцию запустили 22 августа 1970 года. Первые три ступени ракеты-носителя отработали штатно, обеспечив выведение головного блока на опорную околоземную орбиту. Однако из-за сбоя программного устройства произошел взрыв двигателя разгонного блока, из-за чего станция осталась на околоземной орбите под названием «Космос-359». Но первый межпланетный аппарат отлично справился со своей задачей.

Перспективы

В планах Роскосмоса — запуск космического аппарата «Венера-Д». Это российская станция для возобновления изучения Венеры. Буква «Д» обозначает, что её исследовательское оборудование будет долгоживущим. Пока предполагается, что запуск аппарата может состояться в 2036 году. В случае успеха,  «Венера-Д» станет первым с 1984 года венерианским зондом, запущенным Россией.

Это главный перспективный проект Института космических исследований (ИКИ) РАН после того, как из-за недостатка финансирования пришлось сдвинуть на неопределенный срок полёт для исследования Юпитера и его спутников. В 2025 году создание и запуск межпланетной станции вошли в новый национальный проект «Космос».

Ещё в  2019 году была закончена научная стадия исследования по этому проекту, то есть были сформулированы научные задачи, определены приоритеты, предложена концепция миссии.  Сейчас работы находятся в стадии завершения предэскизного проектирования. А 17 августа 2025 года заведующий отделом физики планет ИКИ   РАН Олег Кораблев сообщил, что эскизное проектирование начнётся в январе 2026 года. По проекту, станция будет состоять из орбитального аппарата, посадочного модуля и двух аэростатных зондов. Зондам предстоит проводить прямые измерения в атмосфере.

Посадочный модуль

Что касается посадочного модуля, то, по расчётам специалистов, он должен проработать на поверхности Венеры два-три часа. За это время можно провести все запланированные исследования.

Обеспечить такой срок работоспособности приборов и оборудования позволят не только внутренняя и внешняя теплоизоляция, но и установленный в спускаемом аппарате аккумулятор холода.
Через несколько часов техника начнет постепенно выходить из строя из-за перегрева, поскольку пока у нас нет электроники, способной долго работать при высоких температурах на уровне больше 80-90 градусов Цельсия.

Когда аппарат сядет на поверхность, он должен сделать высококачественные, четкие, детальные панорамы поверхности Венеры.

На посадочный модуль массой примерно 800 кг будут установлены и спектрометры разных видов, которые помогут определить, какие элементы, их изотопы, а также минералы входят в состав поверхности до глубины 0,5 метра. Кроме того, будут проведены поиски воды (естественно, в газообразном состоянии), изучение взаимодействия атмосферы с поверхностью.

Аэростатные зонды

Очень важные данные предполагается получить от двух аэростатов, которые, по расчётам, будут дрейфовать в атмосфере Венеры с месяц. 

Раньше, в 1985 году, аэростаты станций «Вега-1» и «Вега-2» работали в течение 48 часов в облачном слое Венеры. Они дрейфовали в атмосфере планеты на высоте 53-55 км, проводя измерения метеорологических параметров. Давление на этой высоте составляло 0,54 земной атмосферы, а температура — от 27 до 43 градусов Цельсия.

Датчики обнаружили высокую концентрацию серной кислоты, а также фосфора и хлора. Аэростатный зонд состоял из фторопластовой оболочки диаметром 3,4 метра, наполненной гелием, и подвешенной на капроновом шнуре длиной 13 метров гондолы массой 6,9 кг. На несущей конструкции гондолы была установлена аппаратура для измерения метеорологических параметров.

Это были датчики температуры, давления, вертикальной скорости ветра, коэффициента обратного рассеяния атмосферы, световых вспышек, освещённости, радиосистема и блок питания. На высоте 50-60 км над поверхностью планеты атмосферное давление примерно равно  земному, а температура — от 0°C до +75°C. При этом, если заполнить аэростат смесью азота и кислорода, он будет парить подобно гелиевому аэростату на Земле.

Аэростаты АМС «Венера-Д» должны будут провести много исследований. Среди них — прямые наблюдения атмосферы при плавании аэростата внутри облачного слоя, измерения метеорологических параметров, скорости ветра и другие.

Трудно сказать, зачем именно надо возвращаться к изучению планеты, непригодность которой для любой жизни, вроде бы, установлена. И исследование которой исключительно затруднено. Но учёным, наверное, виднее. Например, в атмосфере Венеры обнаружили газ фосфин. На Земле он вырабатывается бактериями в анаэробных экосистемах. Наличие фосфина некоторые учёные считается одним из признаков наличия жизни на планете. Можно предположить, что полёт «Венеры-Д» даст какие-то новые сведения о ней, а это добавит нам знаний о нашей солнечной системе. 

Источник: www.mk.ru