Цивилизация
Ровно полвека назад СССР отправил к «Венере» научную станцию, которой суждено было стать первым аппаратом, мягко севшим на поверхность этой негостеприимной планеты, и проложить путь более успешным миссиям, благодаря которым Венеру стали неофициально, но вполне заслуженно называть русской планетой.
«Венера-7» была далеко не первой станцией, отправленной СССР к соседней планете. Первым космическим аппаратом, отправившимся к Венере, стала запущенная еще до полета Гагарина, 12 февраля 1961 года, АМС «Венера-1», однако программа полета не была выполнена из-за потери связи со станцией.
«Она была запущена 12 февраля 1961 года и 20 мая того же года безмолвно прошла в 100 тысячах километров от Венеры, превратившись в одного из многих скитальцев Солнечной системы. Если когда-нибудь наши потомки будут очищать Солнечную систему от космического мусора, то, изловив «Венеру-1», они найдут в ней вымпел Советского Союза и поместят его в музей неподалеку от золотых украшений скифов», — шутил в своих воспоминаниях Борис Черток, один из ближайших соратников Сергея Королева.
Космическая станция «Венера-7»
Wikimedia CommonsПервое успешное исследование планеты провел американский аппарат Mariner 2, стартовавший с Земли 27 августа 1962 года. Первым аппаратом, достигшим поверхности планеты, стала в марте 1966 года советская АМС «Венера-3». Правда, вместо планировавшейся мягкой посадки станция врезалась в ее поверхность.
«Венера-7» стала дальнейшим развитием станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6».
Эти станции стали несомненным прогрессом СССР, застолбившим за собой успехи в исследовании Венеры. Они первыми передали на Землю данные о свойствах атмосферы, спустившись на парашютах, однако атмосфера оказалась необычайно горячей и плотной, поэтому зонды выходили из строя еще до ее касания. По результатам полета станций «Венера-5» и Венера-6», которые завершили измерения на высоте около 20 км, были получены оценки давления и температуры на уровне средней поверхности Венеры, которые составляли 100 атмосфер и 500°С.
Однако инженеры, ведя долгие научные споры, перестраховались и разработали новый спускаемый аппарат, способный выдержать 180 атмосфер и 540°С в течение 90 минут. Правда, дополнительная потребная масса привела при этом к сокращению числа научных приборов.
Исходя из целей, главной из которых впервые стала мягкая посадка, спускаемый аппарат изготовили не из алюминиево-магниевого сплава АМГ 6, как у предыдущих «Венер», а из титана с обеспечением его прочности при разрушающем внешнем давлении 180 атмосфер. Тепловая изоляция нижней полусферы была выполнена из стеклопласта, а верхней полусферы — из стекловаты, которая заполняла ячейки стеклосот.
Высокая плотность атмосферы в чем-то помогла — парашютную систему решено было сделать не однокаскадной, а двухкаскадной. Сам парашют был выполнен из четырех слоев отечественного материала стеклонитрон.
Утяжеление спускаемого аппарата на 100 кг заставило снять почти все научное оборудование с орбитального отсека. Однако и после этого масса всего аппарата оказалась на 50 кг выше предыдущих «Венер», поэтому грузоподъемность носителя пришлось увеличить доработкой разгонного блока. Сократить пришлось и научную аппаратуру спускаемого зонда. В нее вошли:
– гамма–спектрометр ГС-4 для определения типа поверхностных пород планеты;
– комплект приборов для определения температуры и давления атмосферы;
– прибор для измерения максимального ускорения на участке торможения спускаемого аппарата.
Запуск «Венеры-7» состоялся 17 августа 1970 года ракетой «Молния-М», а 2 октября и 17 ноября была успешно проведена коррекция на промежуточном участке траектории полета.
В действительности к Венере было запущено две идентичных станции — так не раз делалось для подстраховки межпланетных миссий.
22 августа 1970 был произведен запуск ракеты со второй станцией. Первые три ступени 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».
15 декабря 1970 года станция «Венера-7» достигла планеты, при входе в атмосферу произошло разделение орбитального и спускаемого аппаратов. 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 система автоматики раскрыла парашют, и 15 декабря в 8 часов 34 минут 10 секунд спускаемый аппарат станции «Венера-7» впервые в мире совершил посадку на поверхность Венеры в 2000 км от утреннего терминатора на ночной стороне.
«Венера-7» и все предыдущие «Венеры» совершали посадку только на ночную сторону планеты — так было удобнее и проще считать баллистикам и управлять полетом.
Спускаемый аппарат передавал данные на протяжении 35 минут, погружаясь все глубже в атмосферу. В 05:34:10 по Всемирному времени он опустился на поверхность и вел передачу еще в течение 23 минут.
При входе аппарата в атмосферу произошел отказ телеметрического коммутатора, в результате чего на Землю передавалась только температура окружающей среды, которая изменялась от 25 до 475 градусов Цельсия, в течение всего спуска в атмосфере и нахождения аппарата на поверхности.
Одновременно проводились радиоизмерения доплеровского изменения сигнала, принимаемого на Земле от спускаемого аппарата. Именно эти измерения позволили вычислить пройденный путь, «привязать» значения температуры к определенной высоте и зафиксировать момент касания поверхности Венеры. Они же позволили зафиксировать скачок скорости снижения в середине спуска с 14 до 26 м/с, а затем и скорость в момент касания поверхности (16 м/с), превышавшую расчетную.
«Венера-7» стала первым аппаратом, совершившим мягкую посадку на поверхность планеты. Не все прошло удачно: порвался парашют. Мы тогда еще не знали о сернокислотных облаках, которые могли оказать неблагоприятное воздействие», — вспоминал академик Михаил Маров.
Задача первых в истории достижения поверхности планеты и мягкой посадки была достигнута, однако программа полета станции «Венера-7» — выполнена частично. Оказалось, что давление у поверхности Венеры составляет 90±15 атмосфер, а температура — 475°±20°С.
После «Венеры-7» к планете запускались аппараты нового поколения, благодаря которым СССР удалось застолбить первенство в ее изучении, в том числе — прислать первое изображение с поверхности. Всего с Земли стартовало 27 космических аппаратов, которые проводили исследования планеты. В их числе: 19 СССР, 6 США, европейская станция Venus Express — в 2005 году, японский аппарат «Акацуки» — в 2010 году.