Исследование венеры с помощью космических аппаратов


Безусловно, 60-80-е годы прошлого века были десятилетиями рассвета космонавтики. Запускалось огромное количество кораблей, каждый из которых имел определенную цель, позволял узнать немного больше о других планетах, звездах, самом космосе. И чуть ли не самым интересным объектом для ученых оказалась Венера. Расскажем о ней и о ее исследовании.

Кто открыл Венеру?

Как утверждают некоторые специалисты, древние майя открыли эту планету еще в седьмом веке до нашей эры.

Сделать это было несложно – она является самым ярким объектом в ночном небе, если не считать Луну.

Но точно известно, что из европейских ученых впервые этой планетой всерьез заинтересовался Галилео Галилей. С него и началась история исследования Венеры. Он обнаружил планету в 1610 году, используя специально сконструированный телескоп. Благодаря полученным знаниям астроном убедился в правильности своей теории о том, что все планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли, то есть получила доказательства гелиоцентрическая модель мира.

Значительно позже, в 1761 году, М. В. Ломоносову, которого также интересовало исследование Венеры, удалось сделать важное открытие – на ней присутствует атмосфера.

Особенности планеты


Начнем с того, что именно эта планета является одной из самых ближних к нам. Ведь расстояние от Земли до Венеры в некоторые моменты составляет всего 38 миллионов километров – по астрономическим меркам, совсем рядом. Правда, в другое время эта цифра увеличивается до 261 миллиона.

Оборот вокруг Солнца она совершает за 225 земных суток, так что год там значительно короче, чем у нас. Что удивительно, вокруг своей оси планета оборачивается за целых 243 дня. Таким образом, сутки там длятся почти на 20 суток дольше, чем год.

К тому же, составляя описание Венеры, нельзя не сказать, что она является единственной планетой Солнечной системы, которая вращается не по часовой стрелке, как остальные, а против.

Сложность изучения

На протяжении многих лет исследование Венеры затруднялось примитивностью оборудования. Все-таки телескопы, какими пользовались астрономы 100-200 лет назад, оставляли желать лучшего. Получить с их помощью новую важную информацию было непросто, ведь большую часть времени расстояние от Земли до Венеры составляет свыше 100 миллионов километров.

Но в ХХ веке на помощь пришли космические аппараты, которые должны были помочь в изучении. Увы, орбитальная съемка мало помогла в сборе данных о планете. Очень плотная пелена облаков практически полностью скрывает поверхность Венеры.


Поэтому было принято решение приземлить аппарат. Им стала «Венера-4», запущенная в 1967 году. Добравшись до пункта назначения почти через три месяца, аппарат был просто раздавлен огромным давлением. Оно в 90 раз превышало земное. До этого эксперимента никаких данных о столь значительной разнице с земным давлением не было известно.

Высокая плотность атмосферы также доставляет исследователям немало трудностей – оборудование в ней работает недолго, а при экстремальном снижении очень быстро сгорает.

Отдельно стоит сказать, что на планете нередки кислотные дожди, легко повреждающие хрупкую технику.

Наконец, днем температура на поверхности повышается до 500 градусов, что дополнительно усложняет работу аппаратов, заставляя конструировать сверхпрочное оборудование, способное выдержать самые неблагоприятные условия работы.

Успешные запуски космических аппаратов

Настоящее исследование Венеры началось в 1961 году, когда к ней был отправлен первый искусственный объект. Его разработали советские ученые (которые и внесли наибольший вклад в изучение нашей негостеприимной соседки) и отправили в 1961 году. Увы, из-за потери связи летательный аппарат не выполнил своей задачи.

Несколько последующих проектов, как русских, так и американских, прошли более успешно – техника не снижалась, а собирала информацию на приличном расстоянии. Наконец, в 1967 году была запущена «Венера-4», о печальной судьбе которой мы уже рассказывали. Впрочем, эта неудача также позволила извлечь урок.


Задачами аппаратов «Венера-5» и «Венера-6» были спуск в атмосферу и сбор данных о ее составе, с чем техника прекрасно справилась. А вот при разработке следующего проекта – «Венеры-7» – инженеры учли все свои недоработки. В результате оборудование получило огромный запас прочности – оно могло работать при давлении, в 180 раз превышающем земное. В 1970 году аппарат успешно приземлился на поверхность Венеры (впервые в истории человечества!), собрал и передал важные данные. Правда, работал он всего 20 минут – по каким-то причинам парашют раскрылся не до конца, из-за чего посадка прошла не так мягко, как должна была.

Запущенный через два года аппарат «Венера-8» справился со своей задачей идеально – мягко приземлившись, он собрал пробы грунта и передал важную информацию на Землю.

Долгожданные снимки

Главным достижением проекта «Венера-9», запущенного в 1975 году, стали первые черно-белые фотографии поверхности. Наконец-то человечество узнало, как выглядит «соседка» под густым слоем облаков.

«Венера-10», старт которой состоялся всего через неделю после предыдущего проекта, выполнила двойную функцию – сыграла роль искусственного спутника планеты, а также мягко приземлила модуль, также сделавший несколько бесценных снимков.


Аппараты «Венера-13» и «Венера-14», запущенные в июне 1981 года, также прекрасно справились с миссией. Долетев до места назначения, они передали первые цветные панорамные изображения и даже записали звук с поверхности другой планеты. На сегодняшний день это единственные аудиоданные с Венеры, имеющиеся в коллекции человечества.

Увы, после распада СССР исследования Венеры космическими аппаратами практически прекратились. За последние 20 лет были успешно завершены всего четыре проекта – США, Европой и Японией. Никаких данных, интересных обывателям, они не предоставили.

Заключение

Как видите, исследования Венеры хоть и позволили собрать немало ценных данных об этой планете, все-таки оставляют множество вопросов. Возможно, в будущем человечество возродит в себе интерес к ближнему и глубокому космосу и сумеет найти ответы на них. Пока же приходится довольствоваться той информацией, которая была собрана могущественной державой почти полвека назад.

Источник: FB.ru

«Венера-1»: раньше Гагарина

Научное изучение Венеры началось в XVII веке, когда Галилео Галилей впервые разглядел планету в телескоп. Спустя еще почти век, в 1761 году, Михаил Ломоносов, наблюдая за проходом Венеры по диску Солнца, увидел у планеты атмосферу и предположил, что над ее поверхностью могут дрейфовать массивные облака. Но о настоящем исследовании Венеры речь не шла до тех пор, пока советские астрономы и конструкторы, вдохновленные своим первым успехом — запуском на орбиту Земли первого искусственного спутника, не задумались об отправке спутника к соседней планете.


Первый межпланетный космический аппарат для полета к Венере был разработан и построен меньше чем за четыре года. Зонд получил незамысловатое название «Венера-1», однако из-за секретности проекта космический аппарат сменил несколько имен, побывав «тяжелым спутником 02» и «спутником 8».

Старт ракеты с зондом был назначен на 4 февраля 1961 года, но запуск прошел неудачно. Из-за отказа разгонного блока аппарат был выведен только на низкую околоземную орбиту. Впрочем, советские власти по понятным причинам не стали объявлять об аварии, а, наоборот, сообщили об успешном пуске «тяжелого спутника 01», который выполнил все стоявшие перед ним задачи.

Зонд сделал несколько витков вокруг Земли и вошел в плотные слои атмосферы, где, как предполагалось, полностью сгорел. Однако два года спустя, летом 1963 года, купавшийся в сибирской реке Бирюса мальчик нашел странный предмет: это была защитная капсула с медалью, которую «тяжелый спутник 01» должен был доставить на Венеру. Отец мальчика отнес находку в милицию, оттуда она попала в КГБ и уже после этого вернулась в конструкторское бюро, сотрудники которого очень удивились тому, что медаль уцелела.


Второй старт был назначен буквально через неделю. На этот раз ракета-носитель «Молния» с аппаратом «Венера-1» успешно стартовала с космодрома Байконур и начала свой путь к соседней планете. Стоит напомнить, что первый полет человека в космос произошел лишь спустя два месяца после запуска этого зонда.

«Венера-1» представляла собой цилиндр со сферическим наконечником, по бокам к аппарату были прикреплены две солнечные батареи, а венчала корпус большая параболическая антенна для связи с Землей. Внутри станция была напичкана огромным количеством приборов, в том числе ионными ловушками, детектором микрометеоритов и счетчиком Гейгера. Общий вес аппарата составлял 643 килограмма.В то время о Венере было известно крайне мало, и многие предположения ученых были ошибочными. Например, планетологи полагали, что под густыми облаками планеты имеется большой океан. Поэтому «Венера-1» была снабжена плавучей капсулой, внутрь которой поместили вымпел с символикой СССР. Однако своей цели аппарат так и не достиг — на седьмой день полета Центр управления потерял связь со станцией. В это время «Венера-1» отлетела от Земли всего на два миллиона километров, не преодолев и трети пути.

«Венера-3»: прорыв

Информация о полете «Венеры-1» легла в основу новых аппаратов — «Венеры-62А», «Венера-63А» и «Венера-64А», которые разрабатывались как универсальные межпланетные зонды. Однако ни одна из этих станций так и не выполнила свою программу.


В августе 1962 года к Венере был запущен американский аппарат «Маринер-2», который «завис» всего в 34 тысячах километров от планеты. Зонд измерил температуру поверхности, и она, вопреки ожиданиям ученых, оказалась экстремально высокой. Ранее считалось, что венерианский мир очень похож на молодую Землю, исследователи были уверены, что на планете есть большие моря и густая экзотическая растительность. Однако полученная информация не только перевернула представления о планете, но и породила еще большее количество загадок.

После успеха американцев советские планетологи занялись разработкой новых космических аппаратов, способных не только долететь до Венеры, но и опуститься на ее поверхность, а точнее, врезаться в нее. В ноябре 1965 года были запущены зонды «Венера-2» и «Венера-3». Они достигли планеты, однако из-за интенсивного солнечного излучения их электроника вышла из строя еще на подлете, поэтому никаких данных они передать не смогли. Тем не менее, полет ознаменовался настоящим прорывом, поскольку «Венера-3» стала первым в истории человечества космическим аппаратом, оказавшимся на поверхности другой планеты. Второй зонд пролетел на расстоянии всего 24 тысячи километров от Венеры и вышел на орбиту вокруг Солнца.

Следующей задачей стало мягкое приземление не Венеру. Эта миссия была возложена на «Венеру-4». Основной проблемой, с которой столкнулись конструкторы, стало отсутствие каких-либо данных о давлении на поверхности планеты.
еные точно знали, что у Венеры есть атмосфера, однако этим знания ограничивались. Предварительные математические расчеты сильно разнились — кто-то полагал, что давление на поверхности равно половине земного, а кто-то утверждал, что нескольким сотням земных значений. Кроме того, неизвестна была высота и состав газовой оболочки вокруг Венеры. Находясь в полном неведении, конструкторы решили построить зонд, рассчитанный на давление в 15 земных атмосфер.

«Венера-4» состояла из орбитальной станции и спускаемого модуля. Первая имела цилиндрическую форму и была начинена различными приборами, солнечными батареями, антенной и даже магнитофоном для автономной записи параметров полета и измерений. Спускаемый модуль был выполнен в форме сферы, внутрь которой помещались барометры, газоанализаторы и приборы для изучения плотности атмосферы.

Зонд стартовал с космодрома Байконур 12 июня 1967 года, а уже 18 октября спускаемый модуль отделился и вошел в атмосферу Венеры на ночной стороне в районе экватора. Приборы успешно включились и начали измерения. Высотомер показал отметку 26 километров, однако настоящая высота в этот момент, как выяснилось позже, была около 60 километров. Зонд продолжал спуск до тех пор, пока не был раздавлен давлением на высоте около 28 километров. На Земле же решили, что связь с аппаратом была потеряна из-за сильного удара о поверхность.


Твердой «корки» планеты достигли лишь остатки «Венеры-4», однако станция успела передать в Центр управления полетом важные данные о газовой оболочке планеты. Оказалось, что давление на поверхности почти в шесть раз превышает расчетное и составляет около 92 атмосфер.

Газоанализаторы «Венеры-4» подтвердили теорию об отсутствии на планете жизни — приборы показали, что атмосфера на 90 процентов состоит из углекислого газа. Кислород и водяной пар в венерианском воздухе содержались в очень малых количествах.

Американские конструкторы, в свою очередь, садиться на планету не спешили, предпочитая изучать ее атмосферу удаленно. Через два дня после «Венеры-4» с мыса Канаверал был запущен аппарат «Маринер-5». В октябре 1967 года зонд пролетел на расстоянии всего 3990 километров от поверхности Венеры и передал на Землю данные о магнитном поле, плазме и заряженных частицах в ее атмосфере.

«Венера-7»: мягкая посадка

Стало понятно, что перед тем, как посылать на Венеру аппарат, способный к мягкой посадке, необходимо уточнить информацию об атмосфере планеты. Сделать это с Земли было невозможно, поэтому конструкторы в короткие сроки модернизировали корпус и высотомер «Венеры-4» и получили новый аппарат, основной задачей которого был только сбор данных во время спуска. Для подстраховки запустили сразу два одинаковых зонда – «Венеру-5» и «Венеру-6». Оба аппарата успешно вошли в атмосферу и передали всю необходимую информацию.


После этого на Машиностроительном заводе им. С.А. Лавочкина приступили к разработке «Венеры-7», которая должна была не просто приземлиться, но и проработать на поверхности не менее 30 минут при давлении в 150 атмосфер и температуре 540 градусов Цельсия.

Конструкторы разработали принципиально новый спускаемый модуль. Его корпус изготовили из титана, а не из алюминиево-магниевого сплава, как было у «Венеры-4», «Венеры-5» и «Венеры-6». Также был полностью изменен состав приборного оборудования, а для предотвращения удара при посадке в нижнюю часть аппарата вмонтировали мощные амортизаторы.

В конечном итоге масса станции оказалась на 100 килограмм больше той, которую могла поднять ракета-носитель. Пришлось убрать все приборы из орбитального модуля и доработать топливные баки.

«Венера-7» стартовала с Земли 17 августа 1970 года. Перелет занял 120 суток и прошел без особенных трудностей, а вот при входе в атмосферу планеты отказал телеметрический коммутатор и передача сигнала на Землю была осложнена. Кроме того, в аварийном режиме сработала и тормозная парашютная система. Однако зонд все же приземлился на ночной стороне Венеры и 20 минут проработал на поверхности. «Венера-7» стала первым космическим аппаратом, который успешно сел на другую планету.

Вслед за «Венерой-7» в путешествие отправилась ее старшая сестра — «Венера-8». Ученые хотели сфотографировать таинственные венерианские пейзажи, но сначала надо было выяснить, хватит ли для этого света. Поэтому у «Венеры-8» была особая миссия: ей предстояло приземлиться на дневную, а значит, невидимую с Земли сторону планеты и измерить освещенность.

Зонд запустили весной 1972 года. Оборудование станции работало идеально — полет и посадка впервые от начала и до конца прошли в штатном режиме. После приземления аппарат работал в течение 50 минут и успел передать на Землю информацию об атмосфере, освещенности и даже первые данные о грунте планеты. Оказалось, что из-за облаков даже на солнечной стороне Венеры постоянно царят сумерки, однако фотографировать там все-таки можно. Поверхность планеты в месте посадки ученые сравнили с гранитными породами на Земле.

Дополнительные данные об атмосфере передал американский аппарат «Маринер-10», который был запущен в 1973 году. Пролетая мимо Венеры на пути к Меркурию, зонд успел сделать несколько тысяч снимков планеты, которые показали, что ее облака находятся в постоянном движении. На основании этих фотографий впоследствии была составлена модель атмосферы Венеры.

«Венера-9»: страна багровых туч

Следующими аппаратами в венерианской миссии стали близнецы «Венера-9» и «Венера-10». Их конструкция отличалась от предшественниц, а схема полета стала более сложной: на подлете к Венере от станции отделялся спускаемый аппарат, который опускался на планету, а сама станция выходила на орбиту вокруг нее и становилась ретранслятором.

Спускаемые модули успешно вошли в атмосферу и, снижаясь на парашютах, собрали всю необходимую информацию. Через две минуты после посадки аппараты начали передачу телевизионного изображения. Впервые в истории ученые смогли увидеть поверхность другой планеты.С помощью спектрального анализа удалось установить, что до поверхности Венеры сквозь плотные облака доходят лишь красные и оранжевые цвета, поэтому венерианский день представляет собой оранжевый полумрак. Об этом еще в середине 1950-х годов догадывались писатели Аркадий и Борис Стругацкие, которые в своей фантастической повести «Страна багровых туч» описывали красно-оранжевое небо Венеры. Впрочем, в другом фантасты ошиблись — жизни на планете нет, хотя некоторые исследователи и утверждали, что якобы нашли на венерианских снимках следы неких организмов.

Также спускаемые аппараты взяли пробы грунта, который оказался относительно молодым. Это говорило о том, что облик Венеры еще не сформирован и на ней могут действовать вулканы.

Через три года, в сентябре 1978 года, к Венере отправились еще две станции — «Венера-11» и «Венера-12». Они должны были исследовать грунт планеты и передать изображения с ее поверхности, однако на обеих машинах не открылись крышки фотокамер, поэтому новых снимков с Венеры на Земле не получили.

В то же время успешным оказался пуск американских аппаратов «Пионер-Венера-1», который передал на Землю множество высококачественных фотографий поверхности с орбиты, и «Пионер-Венера-2», спускаемые аппараты которого приземлились в разных частях планеты и передали данные о составе атмосферы, а также обнаружили водяной пар и доказали гипотезу о царящем на Венере парниковом эффекте.

Неудачная попытка передачи изображения заставила советских конструкторов перепроверить системы отстрела крышек фотокамер. Всего было проведено около сорока испытаний, после которых механизмы доработали. Новые космические аппараты, получившие названия «Венера-13» и «Венера-14», отправились к соседней планете в октябре 1981 года.Спускаемые модули успешно приземлились, провели исследования, передали черно-белые и цветные фотографии с поверхности и даже впервые записали звук с другой планеты. Правда, из-за большого объема информации, которую за короткое время нужно было отправить на Землю, конструкторы решили передавать не сам звук, а лишь кривую, описывающую частоту и уровень громкости. Затем эту информацию нужно было расшифровать. Несмотря на такой сложный способ, на записи хорошо слышны завывания ветра. Кроме того, во время спуска в атмосфере были зафиксированы многочисленные электрические разряды.

В 1983 году изучение планеты продолжили аппараты «Венера-15 и -16», которые были разработаны на основе своих предшественников, однако имели абсолютно другую программу исследований. На этот раз ученые решили не сажать станции на Венеру, а вывести их на орбиту вокруг планеты и сканировать ее поверхность. Зонды снабдили радиолокаторами, с помощью которых можно было просвечивать густые венерианские облака.Частично задачу радиозондирования Венеры к тому моменту уже выполнил американский аппарат «Пионер-Венера-1», однако для него была недоступна приполярная часть планеты. Да и гонка вооружений диктовала свои правила, поэтому на отечественные космические аппараты установили оборудование, способное делать гораздо более детальные снимки, нежели американское. К примеру, «Венера-15» снимала поверхность с разрешением 1-2 километра, в то время как пределом «Пионера-1» была планка в 200 километров.

Советские аппараты проработали на орбите около восьми месяцев, а работы по расшифровке данных и составлению карт заняли еще четыре года. Многие детали поверхности планеты получили русские названия, которые были связаны с героями народных сказок, а также выдающимися людьми СССР. Так, в северном полушарии Венеры есть Равнина Снегурочки, Каньон Бабы-Яги, а среди кратеров, для названия которых выбирались в основном женские имена, есть Ахматова — в честь Анны Ахматовой.

«Вега-1»: последние на Венере

Вскоре после успешных запусков аппаратов «Венера-15» и «Венера-16» началась разработка новых космических станций для полета к Венере. Аппараты получили названия «Вега-1» и «Вега-2». В этой программе впервые участвовали не только советские ученые, но и конструкторы из ФРГ, Австрии, Болгарии, Франции, Чехословакии и Польши. Поддержку также оказывало Европейское космическое агентство и исследователи из США. Программа полета была усложнена и предусматривала посадку спускаемых модулей на поверхность, а также запуск в атмосферу планеты метеорологических зондов.

Станции прибыли на Венеру в июне 1984 года и сразу приступили к работе. Особый интерес для ученых представляли пробы грунта, полученные аппаратом «Вега-2», который впервые приземлился в горном районе планеты. В то же время аэростатные зонды начали свое плавание в атмосфере на высоте 53–55 километров, где сосредоточено основное количество облаков. Аппараты передавали данные о температуре, давлении, ветре и освещенности. Также им удалось зафиксировать яркие световые вспышки, которые подтвердили теорию о мощных грозах. В общей сложности зонды проработали около 46 часов.

Однако на этом космическая одиссея «Вег» не закончилась. Орбитальные аппараты, сделав последний виток вокруг Венеры, отправились навстречу комете Галлея, пролетели мимо нее на близком расстоянии и впервые в истории сфотографировали «хвостатый» космический объект. После этого станции вышли на орбиту вокруг Солнца, где находятся и сейчас, правда уже в нерабочем состоянии.

Аппараты «Вега» стали последними советскими станциями, которые повидались с Венерой. Всего за более чем 20 лет Советский Союз успешно отправил к этой планете около двух десятков космических аппаратов, которые передали на Землю большое количество информации. Успехи СССР в изучении Венеры были настолько значимыми, что ее даже негласно называли «русской планетой».

В 1990-е годы венерианскую гонку продолжил американский аппарат «Магеллан», который проработал на орбите планеты около пяти лет и выполнил немало важных экспериментов. Станция передала на Землю новые фотографии Венеры, причем многие участки были сняты с разных углов, что позволило создавать стереоизображения. Кроме того, удалось составить гравитационную карту Венеры и более детально изучить верхние слои ее атмосферы.

После этого активные исследования Венеры прекратились. Мимо нее, по направлению к Сатурну и Меркурию, пролетели американские космические аппараты «Кассини-Гюйгенс» и «Мессенджер». В ноябре 2005 года Европейское космическое агентство запустило зонд «Венера-Экспресс», который составил подробные карты южного полюса планеты. А в 2010 году к Венере стартовала японская станция «Акацуки», однако у этого зонда была сложная судьба: из-за неисправности двигателей первый маневр выхода на орбиту окончился неудачей, и ученым пришлось проводить дополнительные испытания. Аппарат удалось запустить на орбиту с задержкой почти в пять лет. В апреле этого года «Акацуки» передал на Землю первые снимки облаков планеты, а также данные об их динамике.

Евгений Костогоров

Источник: nplus1.ru

Космический аппарат Венера-1

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-1»

СССР запустил космический аппарат (КА) «Венера 1» 12 февраля 1961 года.

Ракета-носитель «Молния» с разгонным устройством для полезной нагрузки, впервые в мире вывели КА на межпланетную траекторию.

Этот КА был снабжён вымпелом СССР, который был вмонтирован в спускаемый аппарат, способный держаться на плаву в водном океане на Венере (таковы были представления о природных условиях на поверхности этой планеты). Масса запущенного КА составляла 645 кг.

Аппарат «Венера-1» был также оборудован приборами для измерения интенсивности космических лучей, напряженности межпланетных магнитных полей, регистрации микрометеоритов и т.п.

Через 7 суток после запуска, на расстоянии 1,9 миллионов километров от Земли, связь с КА была потеряна.

До этого с КА «Венера 1» были получены данные о параметрах солнечных космических лучей в окрестностях Земли, а также до расстояния почти в 2 миллиона километров от Земли. После открытия солнечного ветра, сделанного с помощью КА «Луна 2», данные с аппарата «Венера-1» подтвердили наличие плазмы солнечного ветра в межпланетном космическом пространстве.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Американцы неудачно попытались запустить аппарат «Маринер-1» (погиб из-за аварии ракеты-носителя) и успешно – 27 августа 1962 года близнеца «Ма́ринер-2».

Аппарат имел массу 203 кг и был оборудован научными приборами для измерения магнитного поля, инфракрасного и микроволнового излучения, детектирования частиц высоких энергий, метеоритной пыли. Фотокамеры станция не имела.

В декабре 1962 года аппарат прошёл на расстоянии 34,7 тыс. км от Венеры. «Маринер-2» передал данные, подтверждающие теорию об экстремально горячей атмосфере планеты, обнаружил отсутствие у Венеры магнитного поля (в пределах чувствительности аппарата), измерил скорость вращения планеты вокруг своей оси. «Маринер-2» также проводил непосредственные измерения параметров солнечного ветра В начале января 1963 года связь со станцией прекратилась.

Далее в 1962 г. мы попытались запустить станции 2МВ 1 №№1 и 2, более совершенные, по сравнению с «Венерой-1», но авария разгонных блоков привела к неудаче.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Зонд-1

А 2 апреля 1964 г. (обратите внимание – лунная гонка в разгаре, прошло всего 3 года с первого полета человека в космос, а мы параллельно продолжаем полеты к Венере!) мы запустили КА Зонд 1 — первый из космических аппаратов серии Зонд, предназначенных для изучения космического пространства и отработки техники для дальних космических полётов. Он был запушен для испытаний бортовых систем и получения научной информации на трассе перелёта к Венере и вблизи неё.

Связь с космическим аппаратом была потеряна 14 мая 1964 года при его удалении от Земли на 14 млн. километров.

Исходя из баллистических данных, можно предполагать, что 14 июля 1964 года Зонд 1 осуществил неуправляемый пролет Венеры на расстоянии около 100 тыс. км от неё и продолжил свой полёт вокруг Солнца.

Интересна дальнейшая судьба этой серии. Зонд 2 и Зонд 3 (который ещё и передал изображения обратной стороны Луны) были отправлены к Марсу 30 октября 1964 года и 18 июля 1965 года соответственно.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Последующие космические аппараты серии Зонд (4 – 8), имели иную конструкцию с массой более пяти тонн. Они были предназначены для отработки систем и агрегатов для осуществления облёта Луны и возвращения космонавта на Землю.

Космический аппарат Венера-2

Космический аппарат (КА) «Венера 2» был запущен 12 ноября 1965 года. Для дублирования возможности решения его научных задач 16 ноября 1965 года был запущен КА «Венера 3».

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Венера-2

На аппарате «Венера 2», как и на КА «Венера 3» при полёте по траектории межпланетного перелета проводились научные эксперименты по измерению содержания нейтрального водорода в межпланетном космическом пространстве; по исследованию галактических космических лучей; по изучению солнечного длинноволнового радиоизлучения, а также солнечных космических лучей и магнитных полей в межпланетном пространстве.

На этом КА была установлена телевизионная система и научные приборы для исследований Венеры с пролётной траектории. 28 февраля 1966 года аппарат пролетел на расстоянии 24 000 км от планеты Венера. За время миссии было проведено 26 сеансов связи. Однако система управления КА вышла из строя ещё до его подлёта к Венере. Поэтому никаких данных о Венере получено не было.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-3» («Зонд-2»)

В отличие от аппарата «Венера 2» в состав КА «Венера-3» был включён спускаемый на Венеру космический аппарат.

Спускаемый аппарат представлял собой шар диаметром 92 сантиметра. В нём был размещён металлический глобус Земли (напомню, в те годы всерьез обсуждалась разумная жизнь на Марсе, а о Венере не знали толком вообще ничего – а вдруг и там есть жизнь или туда «заскакивают» таинственные гуманоиды), внутри которого находился вымпел с изображением герба Советского Союза. В спускаемом аппарате были также установлены научные приборы (в частности, способные измерять параметры волнения моря на поверхности Венеры – предполагалось, что с большой вероятностью его посадка произойдёт на водную поверхность).

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Спускаемый аппарат «Венера-4»

1 марта 1966 года спускаемый КА «Венера-3» достиг планеты Венера и врезался в её твёрдую (как стало понятно позднее) поверхность. Он стал первым в истории космическим аппаратом, который достиг другой планеты и вошел в ее атмосферу.

За время полета с перелётным КА «Венера-3» было проведено 63 сеанса связи. Однако система его управления вышла из строя ещё до подлёта к Венере. Поэтому он не передал никаких данных о Венере и телеметрии со спускаемого аппарата.

Неудачи? Вовсе нет! Это называется «частично успешные миссии» — из 5 миссий 4 наши, одна американская.

Космический аппарат «Венера-4»

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-4»

Задачи, поставленные перед межпланетной станцией «Венера-4»:

проникновение в атмосферу Венеры до максимально возможной глубины;

осуществление попытки посадки на поверхность планеты;

передача телеметрической информации в процессе погружения в атмосферу и после посадки на Венеру.

Автоматическая станция «Венера-4» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата.

Спускаемый аппарат имел форму, близкую к шару диаметром 103 см и состоял из двух герметичных отсеков: приборного и парашютного. В парашютном отсеке была установлена двухкаскадная парашютная система, состоящая из тормозного парашюта с площадью купола 2,2 м² и основного парашюта с площадью купола 55 м². Перед стартом спускаемый аппарат прошел стерилизацию с целью предотвращения заноса на Венеру микроорганизмов земного происхождения. Общая масса автоматической станции «Венера-4» составила 1106 кг.

Снаружи спускаемый аппарат был покрыт теплозащитой с применением сублимирующих материалов. Для предотвращения разогрева аппарата в процессе спуска между внешней теплозащитой и корпусом была расположена многослойная теплоизоляция из стеклотекстолитовых сот с прослойками из асботекстолита.

12 июня 1967 года ракета-носитель «Молния» вывела «Венеру-4» на траекторию к Утренней звезде.

В ходе перелета 29 июля 1967 года на расстоянии 12 миллионов километров от Земли двигателем была проведена «солнечная» (с ориентацией только по Солнцу) коррекция траектории, позволившая ликвидировать ошибки выведения.

Спустя 128 суток после старта, 18 октября 1967 года, станция «Венера-4» сблизилась с планетой.

При входе станции «Венера-4» в атмосферу со скоростью ~11 км/с был отделен спускаемый аппарат. Какое-то время орбитальный аппарат еще передавал телеметрию и научную информацию, пока не разрушился.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Спускаемый аппарат при входе в атмосферу Венеры испытал перегрузки в 300 единиц.

После аэродинамического торможения до скорости ~210 м/с была отстрелена верхняя крышка СА и последовательно введена парашютная система. Вместе с раскрытием основного парашюта раскрылись антенны радиовысотомера и передатчика, включились научные приборы, и началась передача научной информации со скоростью 1 бит в секунду, что соответствовало одному опросу в 48 секунд.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Спускаемый аппарат «Венера-4»

Сразу при включении радиовысотомер выдал метку соответствующую 26 километрам, что ввело всех в заблуждение. Этот факт дал повод некоторое время утверждать, что спускаемый аппарат станции «Венера-4» совершил посадку на поверхность планеты. На самом деле, по последующим оценкам, парашют раскрылся на высоте 61-65 км.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Давление и плотность измерялись вплоть до зашкаливания приборов, поскольку верхний предел манометра составлял 7,3 атмосферы. Только измерение температуры проводилось в течение всего спуска аппарата на парашюте в течение 93 минут до момента пропадания связи. За это время температура изменялась от 33 до 262°С. После пересчета показаний давления, плотности и температуры, было получено значение величины давления 17-20 атмосфер, соответствующее температуре 262°С. В свою очередь, такие параметры атмосферы соответствовали высоте ~28 км. На этой высоте спускаемый аппарат разрушился.

Программа полета станции «Венера-4» была выполнена полностью.

Главным результатом полета станции «Венера-4» стало проведение первых прямых измерений температуры, плотности, давления и химического состава атмосферы Венеры.

Газоанализаторы показали преимущественное содержание в атмосфере Венеры углекислого газа (~90%) и совсем незначительное содержание кислорода и водяного пара.

Научные приборы орбитального аппарата станции «Венера-4» показали отсутствие у Венеры радиационных поясов, а магнитное поле планеты оказалось в 3000 раз слабее магнитного поля Земли. Кроме того, с помощью индикатора УФ-излучения Солнца была обнаружена водородная корона Венеры, содержащая примерно в 1000 раз меньше водорода, чем верхняя атмосфера Земли. Атомарный кислород обнаружен не был.

Через сутки после «Венеры-4» в околопланетном пространстве Венеры появился американский космический аппарат «Маринер-5», приблизившийся к планете на расстояние 4100 километров. Было осуществлено радиозондирование, построен вертикальный разрез ионосферы и нейтральной атмосферы вплоть до уровня 5 атм. «Маринер-5» пролетел мимо планеты.

Космический аппарат «Венера-5».

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-5»

5 января 1969 г. стартовала «Венера-5», а 10 января — «Венера -6». Это было великое время полетов на другие планеты. Мы и американцы штурмовали Луну. А параллельно осуществлялся венерианский проект. 16 и 17 мая того же года они вошли в атмосферу Венеры и провели исследование ее глубоких слоев.

Спускаемый аппарат станции «Венера-5» проектировался в расчете на внешнее давление 25 атмосфер и температуру у поверхности планеты 290±10°С против 10 атмосфер и 425°С соответственно в предыдущей модели. Увеличение прочности достигалось за счет увеличения толщины стенок, то есть веса. Пришлось снять магнитометр, чтобы уложиться. Для того, чтобы спускаемый аппарат как можно меньше времени провел в атмосфере Венеры, уменьшили площадь обоих парашютов, а второй парашют был сделан из термостойкой (до 500 гр С) материи.

Подлет к Венере осуществлялся с теневой стороны относительно Солнца. Станция «Венера-5» достигла планеты 16 мая 1969 года спустя 131 сутки после старта. 52,5 минуты длился спуск на парашюте. За это время были проведены измерения температуры, давления, освещенности и химического состава атмосферы планеты на участках, где температура изменялась от 25 до 320°С, а давление от 0,5 до 27 атмосфер, что соответствует диапазону высот от 55 до 18 км над поверхностью. Станция разрушилась на высоте 18 км.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-6»

Автоматическая межпланетная станция «Венера-6» была запущена с космодрома Байконур 10 января 1969 года ракетой-носителем «Молния-М». «Венера-6» являлась полным аналогом станции «Венера-5», как по конструкции, задачам и схеме полета, так и по составу научной аппаратуры. Станция «Венера-6» достигла планеты 17 мая 1969 года спустя 127 суток после старта или всего лишь через сутки после прилета «Венеры-5».

КА «Венера-6» был предназначен для доставки в атмосферу Венеры спускаемого аппарата. В ходе снижения аппарата были проведены измерения температуры, давления, освещенности и химического состава атмосферы планеты на участках, где температура изменялась от 25 до 320°С, а давление от 0,5 до 27 атмосфер, что соответствует диапазону высот от 55 до 18 км над поверхностью. За время спуска было выполнено свыше 70 измерений давления и свыше 50 измерений температуры. Прием сигнала со спускаемого аппарата прекратился при внешнем давлении 27 атмосфер, что превышало расчетные значения для СА (25 атмосфер). При этом до поверхности планеты оставалось еще около 18 км.

Космический аппарат «Венера-7»

Автоматическая станция «Венера-7» явилась дальнейшим развитием станций «Венера-4», «Венера-5″ и Венера-6».

В отличие от предыдущих экспедиций основной целью при запуске в 1970 году ставилась уже посадка на поверхность планеты. Поэтому в состав исходных данных вошла и скорость ветра у поверхности Венеры, которая по расчетам составила 1,5 м/с.

Исходя из принятых условий, был спроектирован принципиально новый спускаемый аппарат «Венера-7». Он должен был выдержать давление, которое в 6 раз превышало расчетное давление для станций «Венера-5″ и Венера-6». При этом требовалось проработать на поверхности, то есть при максимальном давлении, не менее 30 минут.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-7»

Чтобы выдержать такое давление, корпус спускаемого аппарата изготовили из титана. Такой корпус мог выдержать внешнее давление 180 атмосфер.

Тепловая изоляция нижней полусферы была выполнена из стеклопластика, а верхней полусферы — из стекловаты, которая заполняла ячейки стеклосот. Для уменьшения перегрузок при посадке было установлено амортизационное устройство.

Высокое атмосферное давление позволило заменить двухкаскадную парашютную систему на однокаскадную с рифленым парашютом конусной формы площадью 2,8 м². «. Изготовлен парашют был из отечественного материала стеклонитрон.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Для обеспечения достаточной прочности купол парашюта изготавливался из 4 слоев ткани. После выгорания нитрона обеспечивалась воздухопроницаемость купола, гарантирующая его надежное функционирование.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Автоматическая межпланетная станция «Венера-7» была запущена с космодрома Байконур 17 августа 1970 года ракетой-носителем «Молния-М».

Все полеты к Венере дублировались, и 22 августа 1970 года в 8 часов 6 минут 8 секунд был произведен запуск ракеты-носителя «Молния-М» со второй станцией, которая по конструкции, составу бортовых систем и научной аппаратуре была аналогична станции «Венера-7». Первые три ступени ракеты-носителя отработали штатно, но из-за сбоя программного устройства произошел взрыв двигателя разгонного блока НВЛ, в результате чего автоматическая станция осталась на околоземной орбите под названием «Космос-359».

Спустя 120 суток после старта, 15 декабря 1970 года станция «Венера-7» достигла планеты. Во время аэродинамического торможения скорость аппарата уменьшилась с 11,5 км/с до 200 м/с. При этом максимальные перегрузки достигали 350 единиц.

На высоте около 55 км от поверхности Венеры, при внешнем давлении порядка 0,7 атмосферы система автоматики осуществила ввод в действие парашюта, и 15 декабря в 8 часов 34 минут 10 секунд спускаемый аппарат станции «Венера-7» впервые в мире совершил посадку на поверхность Венеры.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Космический аппарат в течение 53 минут передавал на Землю информацию, в том числе, около 20 минут с поверхности планеты.

При входе СА в атмосферу произошел отказ телеметрического коммутатора, в результате чего на Землю передавалась только температура окружающей среды, которая изменялась от 25 до 475 градусов Цельсия.

Постоянные измерения соотношения сигнал/шум принимаемого на Земле сигнала позволили зафиксировать уменьшение в момент посадки уровня сигнала почти в 30 раз. Это могло означать влияние ветра на спускаемый аппарат во время посадки или его опрокидывание.

Оказалось, что давление у поверхности Венеры составляет 90±15 атмосфер, а температура — 475°±20°С.

Обратите внимание: каждый полет – это как бы «проба пера». По сути, конструкторы начинали вслепую, но постепенно, от полета к полету, космические аппараты менялись, и их миссии становились все успешнее. Нельзя просто так успешно полететь в космос, на Луну, на Марс. Либо аппарат должен быть приспособленным к любым неизвестным неожиданностям, что невозможно – мы ограничены в весе полезной нагрузки имеющимися параметрами ракеты-носителя, либо нужны вот такие пробные полеты.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

«Венера-7»

Космический аппарат «Венера-8»

И вот автоматическая межпланетная станция «Венера-8» была запущена с космодрома Байконур 27 марта 1972 года ракетой-носителем «Молния-М».

31 марта 1972 года в 7 часов 2 минуты 33 секунды был произведен запуск ракеты-носителя «Молния-М» со второй станцией-близнецом «Венеры-8». На межпланетную траекторию станция не вышла вследствие аварии разгонного блока. Аппарат, получивший название «Космос-482», остался на околоземной орбите.

«Венера-8» по целям и задачам полета практически полностью повторяла станцию «Венера-7». По результатам полета станции «Венера-7» была скорректирована модель атмосферы Венеры, что позволило проектировать спускаемый аппарат «Венеры-72» под реальные условия с небольшим запасом. Вместо расчетного давления 150 атмосфер было принято 105 атмосфер, а вместо 540° — 493°С. Стенки спускаемого аппарата сделали тоньше, изменили теплозащиту.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Было переделано и передающее антенно-фидерное устройство.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Дополнительная антенна

Основная спиральная антенна работала только на участке снижения, а после посадки из спускаемого аппарата «выбрасывалась» дополнительная антенна. Корпус этой антенны был изготовлен в виде плоской шайбы с четырьмя складывающимися лепестками, так что одной из своих плоских сторон он должен лежать на поверхности Венеры. Торцы диска являются излучателями, а установленный внутри него гравитационный переключатель после фиксации антенны включает на излучение верхнюю сторону.

Спустя 117 суток после старта, 22 июля 1972 года станция «Венера-8» достигла планеты. При входе в атмосферу Венеры от станции отделился спускаемый аппарат.

После 55 минут плавного спуска на парашюте в атмосфере аппарат совершил посадку на освещенной стороне Венеры вблизи экватора, причем вертикальная скорость в момент касания составила 8,3 м/с. Прием радиосигнала и телеметрической информации продолжался еще в течение 50 минут после посадки. Все это время бортовые системы и научные приборы работали нормально, что позволило получить полную информацию не только об атмосфере Венеры, но и об условиях на ее поверхности.

Программа полета станции «Венера-8» была выполнена полностью.

Были получены следующие параметры окружающей среды на поверхности планеты Венера: температура — 470±8 °C, давление — 90±1,5 атмосферы. Эти значения подтвердили данные, полученные предыдущей станцией — «Венера-7». Измерения освещённости показали, что нижний слой облаков находится достаточно высоко над поверхностью, и атмосфера достаточно прозрачна ниже облаков, так что на поверхности Венеры возможна фотосъёмка, как в пасмурный день на Земле.

Исследования атмосферы планеты показали, что объёмное содержание аммиака находится в пределах 0,01-0,1 %. Измерения показали наличие широтного ветра, направленного от терминатора на дневную сторону, то есть в направлении собственного вращения планеты.

По измерениям мощности отраженных от поверхности радиоволн, излучавшихся бортовым радиовысотомером, получены оценки диэлектрической проницаемости и плотности грунта. Результаты измерений позволяют сделать вывод, что в районе места посадки СА поверхностный слой планеты является достаточно рыхлым, с плотностью грунта 1,4 г/см3.

С помощью гамма-спектрометра, регистрировавшего интенсивность и спектральный состав естественного гамма-излучения, были проведены первые определения характера пород планеты Венера по содержанию в них естественных радиоактивных элементов (калия, урана, тория), как на этапе спуска, так и после посадки. По содержанию радиоактивных элементов и по их соотношению венерианский грунт напоминает земные гранитные породы.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Как видите, за 11 лет исследований Венеры (1961 – 1972 г.г.) американцы смогли осуществить только две частично успешные миссии.

Впереди – наши успешные мягкие посадки, передача изображения, исследование рельефа. Об этом я расскажу в следующей статье. Кстати, вопрос: мы так успешно осваивали Венеру… что пошло не так с Марсом?

По результатам исследований был создан глобус Венеры.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

Рельефный глобус Венеры диаметром 135 см был выполнен под заказ для Московского планетария к его открытию после длительной реставрации. Для изготовления глобуса широко использовались технологии 3d печати.

Исследование венеры с помощью космических аппаратов

В настоящий момент глобус украшает зал музея «Урании» Московского планетария, где его можно посмотреть «живьем».

Но если вам далеко ехать – можно купить небольшой глобус Венеры, к примеру, вот такой:

Он же послужит оригинальным светильником.

Источник: cont.ws



Источник: russkievesti.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.