Как выжить на Венере: 55 лет полету межпланетных станций "Венера-5" и "Венера-6"
Ровно 55 лет назад, 16 и 17 мая 1969 года, спускаемые аппараты советских автоматических межпланетных станций «Венера-5» и «Венера-6» смогли не только достаточно долго продержаться в атмосфере "Утренней звезды", но и передать большой объем научной информации. Несмотря на то, что главная цель полета – мягкая посадка -- не была достигнута, информация, полученная с этих станций дала возможность создать более живучие аппараты, способные работать в "нечеловеческих" венерианских условиях и передать информацию с ее поверхности.
Венера – не звезда, а планета
Самый яркий после Солнца и Луны небесный объект земляне заметили в глубокой древности. Этот объект сначала считали за два разных, так как замечали или утром или вечером. Египтяне называли их «Утренняя звезда» и «Вечерняя Звезда», греки - «Фocфop» и «Гecпep», римляне - «Люцифep» и «Becпepи».
Первым понял, что это единый объект Пифaгop. Пoэтoму мoжнo cчитaть, чтo Венеру oткpыл имeннo oн. Николай Коперник понял, что этот яркий объект не звезда, а планета, вращающаяся вокруг Солнца. Её назвали в честь древнеримской богини любви и красоты. Галилео Галилей в 1610 году с помощью созданного им телескопа oбнapужил на Венере фaзы освещенности и тем самым пoдтвepдил тeopию Koпepникa.
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. Дальнейшие наблюдения Венеры подтвердили, что ее окутывают очень плотные облака, и потому поверхность планеты никто не мог разглядеть и исследовать.
На Венеру в поисках внеземной жизни
Первенство в современных исследования Венеры принадлежит СССР. В августе 1959 года по инициативе главного конструктора ОКБ-1 Сергея Королёва состоялось совещание в Академии наук СССР, на котором обсуждались научные задачи по исследованию Марса и Венеры.
Многие ученые считали, что Венера подобна Земле, и что под плотным слоем облаков из водяного пара скрывается океан, в котором может быть жизнь. Потому одним из требований к первым разрабатываемым спускаемым на Венеру аппаратам была «плавучесть». Но сначала надо было до нее долететь.
10 декабря 1959 года вышло постановление правительства о создании серии универсальных автоматических межпланетных станций (АМС) серии 1ВА для исследования Марса и Венеры. Таким образом, работа по их созданию, которая шла в ОКБ-1 под руководством Королёва, получила официальный статус и началось ее финансирование.
К стартовому окну в январе-феврале 1961 года были готовы два космических аппарата и две ракеты-носителя 7К78 (позже получила название «Молния»). Целью предстоящих пусков была попытка попадания спускаемого контейнера на поверхность Венеры или в её океан. Внутри него была медаль, на одной стороне которой - изображение герба Советского Союза, а на другой – траектория перелета с Земли на Венеру. Кроме того, от этих станций ожидали получить данные о наличии магнитного поля Венеры, узнать уровень радиации, частота встречи с метеороидами во время межпланетного полета.
Пуск станции 1ВА №1 2 февраля 1961 года оказался неудачным. Она осталась на околоземной орбите и получила название «Тяжелый спутник-1». Пуск второго аппарата 1ВА №2 оказался успешнее. Станция вышла на траекторию полета к Венере, но из-за перегрева системы ориентации солнечных батарей на десятый день полёта связь с ней была потеряна. По расчетам через три месяца аппарат 1ВА №2, который получил название «Венера-1», пролетел мимо планеты на расстоянии около 100 тыс. км и продолжил полёт, как искусственный спутник Солнца.
«Венера-1» стала первым космическим аппаратом, оказавшимся в сфере действия тяготения Венеры. Кроме того этот полет подтвердил наличие солнечного ветра.
Между тем, в ОКБ-1 разрабатывалась следующая, более совершенная серия универсальных межпланетных станций 2МВ для исследования Венеры и Марса. Для венерианской программы выделили три аппарата, два из которых предназначались для посадки и один — для изучения планеты при пролёте. К сожалению, ни одна из этих станций, стартовавших в августе-сентябре 1962 года, не покинула околоземную орбиту из-за неисправности четвертой ступени – разгонного блока «Л».
Третья серия 3МВ тоже была универсальной для исследования и Венеры, и Марса. АМС разрабатывались опять же в двух вариантах: для посадки и для исследования с пролетной траектории. От предыдущей серии аппараты 3МВ в основном отличались наличием дублирующих элементов системы солнечной ориентации.
Запуски станций серии 3МВ в «окно» февраль-апрель 1964 года закончились тоже неудачно. Первый пуск пролетной АМС не состоялся из-за аварии ракеты. Вторая станция стала «Космосом-27», так как не ушла с околоземной орбиты. На третьей АМС серии неисправности обнаружились сразу после выведения на околоземную орбиту. Несмотря на это, ее удалось направить к Венере, но связь была потеряна и «Зонд-1», такое название получила эта АСМ, пролетел мимо на расстоянии 110 тыс. км от планеты.
Советские венерианские аппараты первыми достигли другой планеты
В 1965 году Королёв из своего КБ, загруженного пилотируемой тематикой, передал работы по межпланетным и лунным станциям в КБ Машиностроительного завода им. С.А. Лавочкина под руководство только что назначенного главного конструктора Георгия Бабакина.
Бабакин приложил максимум усилий для «доводки» королёвской серии аппаратов 3МВ и некоторый успех был достигнут. В «окно» ноября 1965 года к Венере было запущено три АМС этой серии. «Венера-2» несмотря на отказ системы управления, как и планировалось, пролетела вблизи планеты и передала на Землю кое-какую информацию.
«Венера-3» оказалась немного успешнее. 1 марта 1966 года станция достигла Венеры, но разрушилась в ее атмосфере. Вымпелы с изображением герба СССР упали на поверхность планеты вместе с обломками станции. Тем не менее, «Венера-3» стала первым космическим аппаратом, который достиг другой планеты.
Правда, никаких данных о Венере станция передать не успела. Но полученные от нее сведения о космическом и околопланетном пространстве оказались полезными для улучшения качества сверхдальней связи и будущих дальних перелетов.
Далее в КБ Машиностроительного завода им. С.А. Лавочкина под руководством Бабакина разработали новую серию венерианских станций. Первая - «Венера-4» - 18 октября 1967 года вошла в атмосферу "Утренней звезды" и в течение полуторачасового спуска на парашюте передала на Землю: температура на высоте 25 км + 271 °C, а давление — 17—20 атмосфер, то есть в 17-20 раз выше среднего атмосферного давления на Земле. Состав атмосферы - в основном углекислый газ. Так как АМС была рассчитана на давление 10 атмосфер, то она была раздавлена на 25-километровой высоте. Ученые выяснили, что на Венеру надо отправлять аппараты покрепче. Но насколько?
«Венера-5» и «Венера-6» погибли, но проложили путь к поверхности негостеприимной планеты
5 и 10 января 1969 года к Венере были запущены две новые автоматические станции, также созданные под руководством Бабакина. «Венера-5» и «Венера-6» были одинаковыми, массой 1130 кг каждая. Они состояли из двух частей – орбитального отсека и спускаемого аппарата. В орбитальном отсеке размещались бортовые служебные системы, снаружи - остронаправленная антенна для радиосвязи, солнечные батареи, а также научные приборы для изучения потоков космических частиц и выявления наличия кислорода и водорода в атмосфере планеты.
В шарообразном спускаемом аппарате массой 140 кг находились приборы для измерения параметров атмосферы планеты: датчики давления атмосферы, газоанализаторы, приборы для определения плотности и температуры по высоте, а также устройство для измерения освещенности.
16 и 17 мая 1969 года станции «Венера-5» и «Венера-6» благополучно достигли окрестностей планеты. Спускаемые аппараты отделились от орбитальных отсеков и вошли в атмосферу на ночной стороне Венеры примерно в 300 км друг от друга. В течение 50 минут спуска они передавали на Землю значения высоты над поверхностью, температуры, давления, освещенности и химического состава атмосферы.
Спускаемые аппараты этих станций были рассчитаны на давление уже в 25 атмосфер и температуру до 290 градусов Цельсия. Тем не менее, повышенная прочность их не спасла. Когда на высоте около 18 км над поверхностью планеты давление достигло 27 атмосфер передача информации со спускаемых аппаратов прервалась - они были раздавлены чудовищным атмосферным давлением Венеры.
Как позднее выяснилось, атмосферное давление на поверхности Венеры составляет невероятные 92-95 атмосфер, а средняя температура – плюс 462 градуса, что делает ее самой горячей планетой в Солнечной системе.
Благодаря данным по распределению давления на различных высотах, полученных «Венерой-5» и «Венерой-6» конструкторы МЗ им. С.А. Лавочкина создали межпланетные станции, спускаемые аппараты которых рассчитаны на давление в 180 атмосфер.
Благодаря этому 15 декабря 1970 года советская станция «Венера-7» стала первым в истории аппаратом, сумевшим осуществить мягкую посадку на поверхность другой планеты. При этом станция передавала информацию не только во время спуска, но и 20 минут с поверхности, в течении которых ее броня могла выдерживать огромную температуру и давление.
В дальнейшем СССР добился выдающихся успехов в исследовании Венеры. Количество и масштабы проведенных исследований и отправленных к Венере межпланетных станций привели к тому, что в мире космонавтики Венеру начали называть «Русской планетой».
