1. Пролёт в сфере действия Венеры
Радиус сферы действия Венера 611 990 - 620 303 км. Величина очень приличная. Вместе с фактом, что Венера ближайшая планета, всего лишь в 100 раз дальше Луны, в сферу действия можно было попасть даже без коррекции. Правда, нечто полезное можно было узнать при сближении хотя бы в несколько радиусов. И след никакой нельзя оставить для потомков и в назидании конкурентам по космической гонке. Поэтому не котировалось это достижение. Вот старт к другой планете, как раз в день рождения Келдыша - это раздули до известных размеров. Получилось это со второго раза. Первый аппарат (запущен 4.02.1961) не смог сойти с опорной орбиты и под безликим названием "Тяжелый спутник" скоро вошёл в атмосферу Земли. 12.02.1961 стартовала "Венера-1". Научных задач у неё не было, должна была попасть в планету и донести туда вымпелы СССР. И - не вышло (об этом ниже). Но примерно 19 мая 1961 года замолчавший аппарат прошёл примерно в 100 тыс. км от Венеры, т.е глубоко проникнув в сферу действия планеты, попав в окресности иного и крайне загадочного мира. А в сферу действия он попал ещё примерно 16 мая 1961 года. И не было фанфар, увы. Тем не менее - была решена важная баллистическая задача, аппарат сошёл с опорной орбиты, выходил на связь, лёг на нужный курс и пересёк первый космический океан, хотя и не прислав об этом известий. А как обстояло дело с достижением Венеры в других странах?
В США могли бы это достижение у СССР отобрать запросто. И ещё в 1959 году. В этом году сложились оптимальные баллистические параметры (за весь XX век, кстати). И даже с маломощными американскими ракетами такое было возможно. И радиотехника была значительно лучше. И были, были такие планы! Удалось втиснуть минимум научных приборов в аппарат весом 68 кг, сделанный на базе ИСЗ "Эксплорер-6". Он мог бы без коррекции пролететь не только в СД Венеры, но и весьма от неё близко. Уже в феврале 1959 года СМИ торжественно протрубили, что в июне на Венеру запускают аж два аппарата - один пролётный, другой - как ИС Венеры. Насчёт ИС Венеры СМИ погорячились, но планы были. Очень уж хотелось обогнать СССР, только что отправившему аппарат на орбиту вокруг Солнца. Но плачевные результаты лунных зондов хорошо демонстрировали, насколько авантюрна попытка доставить научные данные с Венеры, а просто пуск в сторону Венеры без надежды получить хоть что-то, был в США неприемлем. Попадание в СД Венеры "без получения квитанций" там тоже не котировалось. И примерно 1 мая 1959 года пуски к Венере были отменены. Уже через 5 дней было объявлено о контракте на РН "Вега", которая отправит более внушительный аппарат к Венере в 1961 году.
А созданные на платформе "Эксплорера-6" аппараты полетели к Луне (тоже неудачно), а один - "Пионер-5" отправлен был прямо в межпланетное пространство. Он действительно принёс научные данные, но особо впечатляющим был его рекорд дальности радиосвязи - 37 млн.км! Это совсем немного не хватало до Венеры, но всё же не хватало. Между тем "настоящие" межпланетные аппараты начали создаваться и в США. РН "Вега" не была создана и не полетел американский аппарат к Венере в 1961 году. "Маринеры", создаваемые для пролётов ближних планет, должны были быть отправлены к планетам с помощью разгонного блока "Центавр". Но он взрывался, 1961 год США прожили, вчистую проиграв СССР, начавшим пуски к планетам. В 1962 годы были созданы лёгкие аппараты на платформе лунных "Рейнджеров". Запустить их решили более надёжной РН "Атлас-Аджена" ("Аджена" отказывала через раз). С великими трудами смогли сбалансировать массу КА, предельно облегчив и РН. У американцев старт к Венере тоже получился со второй попытки - "Маринер-1" погиб по вине программиста, допустившего всего одну ошибку. "Маринер-2" летел к Венере в одиночестве - все 3 советских аппарата к Венере не улетели далее родной планеты. Он пролетел Венеру с научными измерениями и хорошей связью 14.12.1962, т.е. вошёл в СД Венеры примерно 10.12.1962. Это, кстати и была Первая полностью успешная миссия к иным планетам. Но я не буду это выделять в отдельный приоритет.
Прошли десятилетия, прежде чем близ Венеры появился аппарат третьей страны. 11.04.2006 вышел на орбиту вокруг Венеры европейский аппарат "Венус Экспресс". Четвёртой страной в декабре 2015 года стала Япония. Её "Акацуки" должен был выйти на орбиту вокруг Венеры ещё в декабре 2010 года, но первый в мире РД из керамики подвёл в самый важный момент и аппарат с трудом довели до Венеры через 5 лет. Но в данном месте этот факт неважен - японский аппарат вошёл в СД Венеры примерно 4 декабря 2010 года.
Есть планы у Индии и Китая. |
2. Достижение Венеры
Попасть в любую планету на порядок более сложная задача, чем в сферу действия, без коррекции обойтись невозможно. Звёздная ориентация пока ещё была экзотикой, но для полёта к Венере проблема решалась проще - Солнце, Земля и Венера были самыми яркими объектами, когда отказывала астроориентация, можно было использовать более грубую - солнечную. Попасть в Венеру СССР удалось лишь с 8 попытки. Сразу надо сказать, что только для простого попадания или доставки вымпела ни одна не предназначалась, на всех был спускаемый аппарат. Ещё два аппарата должны были совершить пролёт Венеры. Все 10 аппаратов задачу не выполнили. 6 КА были потеряны из-за отказов РН, остальные 4 потеряли связь по разным причинам - разгерметизация, перегрев. "Венера-3" впервые достигла Венеры, но такая жалость! уже потеряв связь. Последние сигналы пришли 18 февраля 1966 года, после чего аппаратура, перегретая сверх всякой нормы, отказала (есть 2 версии - лакокрасочное покрытие было нанесено с технологической ошибкой либо ошибка было в конструкции, КА изначально разрабатывался для Марса). 1 марта 1966 г аппарат достиг Венеры. Научных данных это не принесло (на траектории она их сообщала до 7 января 1966 года), однако новый баллистический этап межпланетных полётов был выполнен - аппарат совершил межпланетный перелёт.
США как бы "отдали на откуп" Венеру СССР. Американские запуски к ней были редки. Лишь 9 декабря 1978 сразу 4 зонда (из "Пионер-Венера-2", 3 маленьких и 1 большой) вошли в атмосферу Венеры. Это был единственное "несоветское" штатное зондирование атмосферы Венеры. Ещё 3 аппарата либо были сведены с орбиты, либо упали сами.
18.01.2015 пришёл последний сигнал от успешно отработавшей АМС ESA "Венус - Экспресс", вошедшей в атмосферу. 4-й страной, достигшей аппаратом Венеры, вероятно, будет Япония (если не опередят). Её КА "Акацука" неизбежно сгорит в атмосфере, выполнив задачу. Но пока этого не случилось. |
3. ИС Венеры
ИС любого небесного тела может принести не меньше информации, чем посадочный аппарат. Но Венера - случай особый. Атмосферу ("знатную") обнаружил ещё Ломоносов и с тех пор облачность Венеры была злейшим врагом планетологов. Без радиоастрономов даже продолжительность суток была бы загадкой. Каких только гипотез и фантазий не породила эта чудовищная атмосфера! Кое-кто находил разрывы облаков, видели даже венерианские города. Но надежды увидеть поверхность в видимом, а также в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне таяли довольно быстро. Аппараты с аппаратурой ДЗЗ, локаторами и пр. техникой, уместной хотя бы для выявления рельефа планеты, почти два десятилетия пребывали в состоянии разработки, они требовали крупногабаритных антенн и очень много энергии. Но кроме топографических карт и данных, интересных только учёным, со спутников у Венеры нельзя было увидеть главного - пейзажей планеты. И топлива для создания ИС Венеры надо было много - треть массы аппарата! Поэтому ИС Венеры появились столь поздно и только тогда, когда масса КА, выводимого на гелиоцентрическую орбиту, достигла 5 тонн. Причём основной задачей осталась передача информации с СА.
"Венера-9" отделила СА за двое суток до подлёта к Венере, затем произвела мощную коррекцию траектории, уходя от столкновения с планетой, а 22 октября 1975 года включила тормозной двигатель, сожгла тонну топлива (при своей массе чуть более двух тонн) и стала первым ИС Венеры. Хотя ИС Венеры "Венера-9" и "Венера-10" и проводили "свои" эксперименты, без связи с СА, такая схема не нашла продолжения. СА на поверхности умирал в течение максимум двух часов, поэтому проще было ретранслировать с пролётной траектории. И таких аппаратов у СССР было 6. Все остальные спутники Венеры (два советских, два американских, европейский и японский) занимались радиолокацией поверхности и изучали атмосферу.
Ещё добавлю - все миссии по созданию ИС Венеры были удачными, хотя японцы смогли создать свой спутник со второй попытки и только через 5 лет, но это был тот же аппарат.
|
4.
В 1968 году зашёл я в книжный магазин родного Камышина и обнаружил там "Маленькую энциклопедию космонавтики". Было мне 14 лет и я уже увлекался историей космонавтики. Поэтому я срочно сбегал домой, выпросил немалые деньги (1 р 50 коп!, моя мать зарабатывала 30 рублей в месяц), ну, это было безусловное сокровище по тем временам. Но через 2 года там же появилось 2-е издание, толще и вдвое дороже, но я тогда уже немного зарабатывал и, кстати, читал космические новости на большой перемене на школьном радио. Хорошо помню, что я возомнил, что теперь такие подарки будут появляться раз в два года (как ежегодники БСЭ) и был в полном восторге. И - ни черта. За оставшиеся 21 год в СССР вышла лишь одна однотомная энциклопедия ("большая") - в 1985 году, где уже не было главного - таблиц с параметрами всех ИСЗ, да и вообще тусклая и дырявая энциклопедия, я знал больше. Не стану утверждать, что эта загадка - зачем надо было выпускать почти одновременно две почти одинаковых энциклопедии - мучила меня последующие 40 лет. Но лет 10 назад на форуме ныне покойного журнала "Новости космонавтики" об этой загадке зашёл разговор и старожил форума Старый прям так с ходу сообразил, что это, похоже, из-за пересмотра полёта "Венеры-4". Наверно, это его самая здравая мысль на форуме (а как я сам не догадался?). Действительно, статейки про результаты "Венеры-4" различаются сильно. То-есть распиаренный триумф - впервые посадка на другой планете! оказался не посадкой, не триумфом, пришлось как-то объяснять неувязки и все желающие (в том числе и иностранцы) увидели, насколько первобытна советская электроника, как она часто ломается и в какую лужу сели наши специалисты по расшифровке данных. При этом никто не отрицал, что ракеты в СССР прекрасные, а триумф всё же был даже без достижения поверхности Венеры. Очень было кому-то обидно за неуместные восторги и высмеивание сомневающихся, которые оказались правы в сомнениях. Так что представление о подоблачном мире Венеры дополнились ещё одной пикантной историей.
Посадка - Главный из всех приоритетов, несомненный флаговтык, практически заявка на обладание Новым миром. А уж относительно самой загадочной планеты и подавно! Ещё не полетел Первый спутник, а даже любой школьник знал, что Меркурий горяч, Луна мертвая и пыльная, каналов на Марсе нет, а далее - окоченевшие миры. Про Венеру не могли ничего сказать даже учёные. Преобладала точка зрения, что там жарко, без сомнения, много воды, возможно, пустыня, возможно, джунгли, возможно и вероятна жизнь. Даже разумная. Или очень разумная. Но находились и такие, которые с цифрами и фактами доказывали, что альбедо Венеры большое, свет вообще поверхности не достигает, короче, темно и морозно. Или светло и очень снежно. Отсутствие воды даже не обсуждалось - на Земле её очень много, на Марсе - как минимум в полярных шапках, следовательно, на Венере много.
Облачность, сильно раздражавшая астрономов, была сущим кладом для фантастов, которые рисовали мир Венеры как хотели, никакие критики не могли указать на неточности. Например:
Пошел снег. Было холодно, во всяком случае, так показывал прибор на запястье - в костюм холодный воздух проникнуть не мог. Хотя в атмосфере Венеры кислорода было достаточно, Рэделл не должен был дышать воздухом планеты. Пластиковый шлем укрыл его в крошечном, созданном человеком собственном мире. Поэтому он и не чувствовал холодного резкого ветра, упорно бившего в лицо.
По мере продвижения вперед снег становился все глубже.
Роберт Шекли. Земля, воздух, огонь и вода. 1955 год.
Вот уже двадцать первый день он ехал по Скорпионовой пустыне Венеры. Двадцать первый день он боролся со сном за рулем пескохода, который качаясь из стороны в сторону, переваливал одну песчаную волну за другой. Ехать по ночам было бы полегче, если бы не приходилось то и дело объезжать крутые овраги и валуны величиной с дом. Теперь он понимал, почему в пустыню направлялись группами: один вел машину, а другой тряс его, не давая заснуть.
он же. Особый старательский. 1959 год.
Вообще 1959 год, когда полёты на Венеру стали приближаться к реальности и инженеры попросили сообщить им, какой аппарат им следует создать, был настоящим апофеозом учёных битв за Венеру. Парниковую теорию, которая и подтвердилась, создал Карл Саган, но и "его" Венера была скучной, при 300° и давлении в несколько атмосфер. Уважаемый доктор Хойл привёл крепкие факты, что вся планета покрыта океаном нефти. Эпик доказывал, что облака - не пар, а всепланетная пылевая буря, однако параметры получались те же, что и у Сагана. Откуда-то шли радиоволны, сообщающие о температуре в 300 и более градусов, но откуда - с поверхности или от одного из слоя облаков?
Вот в таком неведении полетели к Венере первые советские аппараты. Причём самые первые не были рассчитаны для посадки, а несли только вымпелы. В 1962 были первые попытки посадить аппараты на Венеру. Два аппарата (серии 2МВ-1) - и оба не смогли стартовать с опорной орбиты. Знание о Венере ещё было таково, что на СА стояли сахарные замки и регистратор волн. Если упадёт аппарат в жидкость (желательно в воду), то а) сохранит плавучесть, б) вода растворит сахар и освободит внешнюю антенну, в) капелька ртути в трубке, качаясь и равномерно замыкая контакты, сообщит о волнах в океане. Ничего узнать не удалось, между тем как американский "Маринер-2" очень успешно пролетел Венеру и доставил много данных, но неоднозначных! Над ними ещё ломали головы, всё более склоняясь к версии "горячей" Венеры с немалым давлением, когда к Венере были отправлены ещё два советских аппарата с СА - серии 3МВ-1. Рассчитаны они были на давление 1,4-5 атм и температуру до +80. Один остался на опорной орбите, второй замолчал на пути к Венере.
В 1965 году был запущен 1 аппарат с СА ("Венера-3"). Причём было уже доказано, что температура поверхности 300-400°. Но переделывать было поздно, Келдыш ясно сообщил, что парашют сгорит при +130°, но допускал и ошибку учёных и советовал запустить. Так что будем всё же считать это не зондированием, а попыткой посадки. О давлении было известно не столь определённо. КА потерял связь незадолго до подлёта к Венере, в планету угодил, но судьба его осталась неизвестной.
В 1967 году к Венере были отправлены ещё 2 аппарата с СА. Один застрял на опорной орбите, другой - "Венера-4" успешно достиг Венеры и успешно начал спуск. На нём уже не было сахарного замка и регистратора волн, а аппаратура была рассчитана на температуру до +475°. С давлением было хуже. Датчик, доставшийся по наследству, регистрировал давление только до 7,3 атм, но давление можно было вывести из показаний температуры и высотомера. Слишком незамысловатый радиовысотомер передал лишь один сигнал о прохождении высоты в 28 км. Он должен был бы передать прохождение высоты 14,9, 4,5 и 2 км. Но не передал. Как и предыдущие аппараты, СА "Венеры-4" был простерилизован, чтобы не занести на Венеру земные бактерии. При температуре +135°. Примерно такую температуру показал датчик через полчаса после вхождения в атмосферу. И давление - 4 атм. Ещё через 23 минуты датчик давления зашкалило на 7 атм. И снижение продолжалось. Связь прервалась при температуре +262°, давление можно было вычислить - 18 атм. Прекращение связи истолковали однозначно - аппарат приземлился, но разбился при посадке. Собственно, это и посадкой нельзя было назвать, поэтому в приличных трудах писалось - "достиг поверхности". Но откуда появилась уверенность, что достиг? Он и так вдвое превысил расчётную прочность корпуса! Скорость снижения можно было определить по допплеровскому сдвигу сигнала. Если вычислить пройденный путь, то получалось, что СА после сообщения, что он на высоте 28 км прошёл 26-28 км, что явно указывало, что замолчал при падении. Был многодневный триумф и - не исключено - что немедленно стали создавать или печатать упомянутую выше "Малую энциклопедию". Сравните даты - "Венера-4" оказалась на Венере 18 октября 1967 года, а книга сдана в набор 26 июня 1967 года, но там есть подробности полёта, её явно затормозили или добавили статьи и подписана к печати она 3 июня 1968 года (через год, редко разрыв достигает нескольких месяцев). И сказана там несколько обтекаемо - что "Венера-4" намеряла у поверхности до 550°К (278°С), давление 15 атм. В энциклопедии 1970 года уже не говорится, что "Венера-4" достигла поверхности, не сказано там, что и "Венеры-6 и -7" совершили посадку. Обидно приоритеты терять. Наверно, Келдыш был огорчён. Обиднее всего было то, что всего через сутки к Венере подлетел "Маринер-5", который опроверг показания советской станции. Опровергали их и радиоастрономы. На созванной конференции в начале 1968 году советские специалисты долго упирались, доказывая вероятность того, что "Венера-4" приземлилась на макушку горы высотой в 28 км, пришлось показывать устройство приборов и особенно обидно было то, что лично Карл Саган объяснял, как работает и ошибается советский радиовысотомер, который даже не дошёл до высоты в 28 км, а если бы СА уцелел, он бы сильно удивил всех, сообщив, что он опять на высоте 28 км. Прибор был примитивный, но работал, как надо.
В 1969-м уже два КА ("Венера-5" и "Венера-6") доставили свои СА в атмосферу Венеры. Хотя их смогли укрепить, но надежд, что они достигнут поверхности, было мало. Лишь то, что их классифицировали, как "посадочные аппараты" позволяет и мне их так классифицировать. По существу, это были атмосферные зонды и были они раздавлены при давлении в 27 атм. на большой высоте, сообщив, разумеется и немало ценного. Келдыш приказал не мелочиться и делать аппарат под 150 атм. В 1970 году два таких аппарата и были запущены. Один застрял на опорной орбите, другой КА ("Венера-7") сбросил СА в атмосферу Венеры, и тот начал снижение. Заклинило коммуникатор, шли данные только о температуре, а потом оторвался парашют (вероятно, сработали пирозамки от статического электричества). Скорость снижения увеличилась с 50 до 94 км/час, но перед посадкой неожиданно снизилась до 58 км/час, но была значительно выше штатной. И вот на такой скорости СА и совершил "мягкую посадку". И сигнал прекратился. Понятно, что "Венера-7" разбилась. Трудно уцелеть при ударе о монолит при скорости под 60 км/ч. Но на этот раз специалисты оказались на высоте - им удалось вычленить из помех слабый голос приземлившейся станции. Аппарат перевернулся при посадке, антенна потеряла ориентацию, мощность сигнала упала до 3%, но это был сигнал явно с поверхности. Посадка произошла в 5 часов 34 мин 8,86 сек. Продолжался сигнал ещё 23 минуты. Героический робот, заброшенный в самое пекло, вероятно, искалеченный при ударе, сообщил главное - температуру и давление на поверхности. Что позволило срезать с последующих аппаратов лишнию "броню", ограничив допустимое давление "всего" 105 атм. В других странах вообще не создавались посадочные аппараты для Венеры. Но - повезло. 9 декабря 1978 один из четырёх американских зондов (малый зонд "День") пережил падение без парашюта и ещё около часа подавал сигналы с поверхности.
А.Соколов, А.Леонов. 1968 (?) год
|
Кадр из фильма "Планета бурь", СССР, 1961 год |
5. Взлёт с поверхности Венеры
Не планировалось пока. Взлёт хотя бы на орбиту из этого пекла не легче, чем возвращение из ада. Вероятно, будет несколько проще - самолёт без проблем взлетит до патрульного дирижабля, а уж оттуда, километров с 60-ти и будет запущена ракета на орбиту. Представляется мне это даже не в этом веке.
А как представляют это фантасты?
Ветер срывал листву папоротников, гнал раскоряченные исполинские перекати-поле. Он подхватил клубы дыма, понес их на лес.
Ракета дрогнула.
Алеша успел увидеть что-то белое, туманное, мелькнувшее... нет, метнувшееся с вершины дерева, словно летя на крыльях...
Впрочем, может быть, это был унесенный ветром клуб дыма?
Грохот сотрясал корабль. Алеша повалился на пол.
Облако дыма закрыло нижнюю часть ракеты. Космический корабль нехотя приподнимался. Под ним трепетало зеленоватое пламя, которым он словно отталкивался от каменистой поверхности.
Ракета на мгновение повисла в воздухе.
Раскоряченное перекати-поле ударилось о нее и отлетело далеко в сторону. Совсем близко пронеслось другое перекати-поле. Венера словно бомбардировала покидавшего ее космического гостя.
Взревели дюзы, подпрыгнул корабль и, оставляя дымный след, исчез в красных тучах.
Как долог был спуск сквозь эти красные тучи... и как короток был взлет!..
Александр Казанцев. Внуки Марса. 1962 год
Олег медленно передвинул рукоятку пускового реостата.
И тотчас громоподобные взрывы потрясли воздух, заклубилась пыль, мглистая черная завеса закрыла пунцовые лозы, кремовые опахала папоротников, оранжево-красную пущу.
Вздрагивая от частых толчков, подобных ударам исполинского пульса, набирая вторую космическую скорость, позволяющую ему преодолеть притяжение Венеры, «Сириус» по круто восходящей кривой устремился в межпланетное пространство.
Словно падая в бездну, уходила назад Венера, окутанная густыми облаками.
Космический корабль, нестерпимо сверкая в лучах окруженного короной Солнца, уносил советских астронавтов туда, где среди звезд и завитков спиральных туманностей, в одном из уголков бесконечной Вселенной летела голубоватая горошинка — родная Земля, колыбель человечества.
Леонид Оношко. "На оранжевой планете". 1959 год
|
6. Научные данные из СД Венеры
Разузнать о Венере хотелось очень. Даже не с самой планеты. Очень много данных можно получить даже с большого расстояния, но, конечно, хотя бы в 100 раз поменьше, чем при сближении с ней Земли. СССР первый доставил аппарат к Венере. Баллистики свою задачу выполнили. А инженеры сплоховали - связь была потеряна задолго до финиша именно из-за неудачных технических решений. Причём неудачи продолжались и впервые связь из окрестностей Венеры удалось получить через 6 лет лишь с 12-й попытки - "Венера-4" держала связь до самой своей славной гибели. До неё 4 советских аппарата появлялись у Венеры и все уже в безжизненном состоянии. Затем проблемы с умиранием аппаратов на пути удалось решить, было потеряно ещё 3 аппарата на опорной орбите, но ещё 14 были полностью успешны. Так что первым аппаратом, сообщившем ценные данные о Венере, стал американский "Маринер-2". Американцы тоже начали с неудачи - "Маринер-1" погиб из-за одного знака в программе вместе с РН ещё на Земле, но последующие 10 отработали штатно. Причём лишь 4 из них занимались только Венерой, остальные делали гравиманевры, изучая Венеру попутно. В 2006 у Венеры появился европейский аппарат - "Венера - Экспресс", ещё один подбирается к Солнцу, делая у Венеры гравиманевры. Японский "Акацуки" появился у Венеры в 2010-м, но выйти на орбиту ИС не смог и приступил к штатной научной работе в 2015 году. Впрочем, это неважно, научные результаты - иная тема. Достаточна простая радиосвязь. С помощью простого радиобмена получают ценнейшие данные - уточняют массу и размеры планеты и делают радиопросвечивание её атмосферы.
|
7. Фото Венеры
Ярчайшую планету разглядывали тысячи лет невооружённым глазом и ещё больше трёхсот лет вполне вооружённым, а потом и даже очень-очень вооружённым, вплоть до телескопа Хаббла, но кроме слабоконтрастной облачности разглядеть не удалось ничего. Поэтому надежды на "улучшенные" фото с космических аппаратов были скромные. Поэтому первые американские аппараты к Венере полетели без всякой фотоаппаратуры и первый фоторазведчик сфотографировал Венеру попутно, разворачиваясь курсом на Меркурий. Фото, то, что справа, вполне себе красиво и явно лучше всех фоток, сделанных с Земли или ИСЗ. Но это фото в ультрафиолете, человеческий глаз просто ничего такого не увидит. Поэтому УФ-фото перекодировали в видимый диапазон, заодно раскрасив и это, конечно, фальшивка, но - что поделать, человек несовершенен от природы, но очень хитёр. А фото в видимом диапазоне невзрачные. Дела даже не в красоте. Уже через год после "Маринера" Венеру фотографировала "Венера-9" с орбиты ИС Венеры. Снимки в оптическом диапазоне совершенно не прибавили знаний, поэтому в "простом свете" более не фотографировали, а только в УФ и ИК-диапазонах. А самые красивые кадры (на мой взгляд) прислал совсем недавно многострадальный японский "Акацука". Но там тоже потрудились кодировщики, слагая сказочную картинку.
Однако речь тут о приоритетах и напрашивается вопрос - а как же упустил данный приоритет СССР? Неужели, как и американцы, решил не заморачиваться с фотками, на которых было бы одно сияющее пятно? А масса фотоаппаратуры была очень приличной. Конечно, нет. Начиная с 1962 года СССР запустил 4 пролётных аппарата, на которых стояла фотоаппаратура. Из них мимо Венеры пролетел 1 ("Венера-2"), но уже давно потерявший связь. После этого все пролётные миссии были отменены, все силы были сосредоточены на прорыв к поверхности, фотоаппаратуре просто не нашлось места. Причём аппараты подходили к планете с ночной стороны. Лишь в 1975-м, отстав от американцев всего на год, два советских ИС Венеры начали фотосъёмку планеты. Странно - фото с "Венеры-9" есть и немало, а с "Венеры-10" нет.
Фотографировали Венеру и аппараты, выполняющие гравиманевр (я пока не знаю, все ли). В заключение - серия фоток с "Маринера-10"
|
8. Ровер на Венере
Удивительно, но факт - узнав про условия на поверхности Венеры, инженеры не капитулировали, как ожидалось, а начали разработку всяческих венероходов. Термостойкая электроника, твёрдая смазка, радиаторы для +500°. Всё оказалось решаемо. Определили и главный внешний ресурс - ветер. Ветер на Венере есть, но до смехотворности медлителен - где-то 1км/час. Вот только слабым его назвать нельзя - при той плотности он несёт энергии не меньше, чем земной ураган и лучше сравнивать его с лениво текущей рекой. Словом, ветродвигатели работать будут, топлива для двигателя не надо. Солнечной энергии там маловато (как у нас в пасмурный день), но и это не проблема. На Венере очень много ровного места - прямо раздолье для вездеходов. Там даже камни плоские. Осталось ровер для Венеры сделать. И его сделали. В СССР, в 1986 году. Смотри фото справа - как зовут, там написано. Он испытывался на Камчатке в 1984-1987 годах, а потом в СССР стало не до Венеры. А потом не стало и СССР. В России к этой теме даже не возвращались. Зато в других странах, а особенно в США, создали с десяток интереснейших концепций, моделей и даже готовых машин. Даже сроки старта озвучены - 2023 год. Или 2027 год...
А это самый настоящий парусник с 7-метровой мачтой
|
9. Аэростат на Венере
Атмосфера Венеры прямо так и зовёт аэронавтов. У землян есть большой опыт - более 200 лет! Даже несколько удивительно, что аэростаты (а также дирижабли и проч. ЛА) на Венере исчисляются двумя несерьёзными шариками. Планы отправить аэростаты на Венеру возникли ещё до космической эры. А в 60-е в США вовсю шла разработка проекта Buoyant Venus Station (BVS) с планами запуска в 1972 год. И был аппарат, сильно похожий на "Маринер", вот такой:
Он не полетел чисто по финансовым причинам.
Но СССР вряд ли упустил бы тут свой приоритет. Только бездействие конкурента отодвинуло планы почти на 20 лет. Ещё в октябре 1968 года В.Г.Перминов предложил довольно сложный проект аппарата с запуском на РН "Протон", который при спуске на Венеру выпускает 2 аэростата - с ПН в 5 кг при давлении в 0,5 атм и 400 кг для 5 атм, а спускаемый аппарат массой 600 кг опускается на поверхность. И не приняли проект. Как раз аэростаты не вызвали возмущения, только посадочный аппарат. Он должен был выдержать аж 150 атмосфер (15 Мпа по научному)! И это после того, как было триуфально заявлено, что "Венера-4" села на поверхность и намеряла там 18 атм. И уже две новых АМС, рассчитаных на 20 атм. были почти готовы! Да, уже вовсю результаты "Венеры-4" опровергались, но даже Бабакин не стал поддерживать проект, решив сначала добраться до поверхности, а готовые АМС пускать... хотя бы и на погибель. А между тем конкуренты не просто прятались за кульманами, а наглядно продемонстрировали прямо на выставке в Ле-Бурже макет аэростатного зонда с ПН 4,5 кг на давление 0,5 атм. Однако и этих разработчиков - фирму Martin Marietta - не поддержали насовцы.
После закономерной гибели СА "Венер-5 и -6" Бабакин заложил проект СА на 180 атм (в конце-концов согласившись на предлагаемые 150). Но это был маленький аппарат, не под "Протон", которые забирали в другие программы. Да и объём работ был столь грандиозен, что было не до аэростатов. Между тем кое-какие работы шли. Аэростатом для Венеры занимались в КБ автоматики в Долгопрудном, признанный разработчик аэростатных систем.
Возможно, до сих пор в атмосфере Венеры ничего бы не летало, только падало. Но пришла поддержка из Франции. СССР чисто по политическим соображениям очень благоволил к Франции, что заметно отразилось на интеграции французской аппаратуры на советских КА и даже запусках французских ИСЗ на советских РН (хотя у французов были свои). Жак Бламон (научно-технический директор CNES) и президент АН СССР Келдыш подписали соглашение о разработке аэростатного венерианского зонда. Причём ПАС (плавающую аэростатную станцию) должны были делать французы, а СССР - всё остальное. "Всего остального" было много. Только в 1978 году разработчики (руководитель Р.С.Кремнёв) представили проект "Венера" - один "Протон" доставляет в атмосферу Венеры ПН массой 2400 кг, из которых 240 кг - аэростат, а второй "Протон" выводит на орбиту ИС-ретранслятор. Поскольку миссия дублировалась, то в декабре 1984 - январе 1985 надо было запустить 4 "Протона". Создавалась ситуация, аналогичная 1973 г., когда, не считаясь с затратами, СССР отправил аппараты к Марсу четырьмя "Протонами" с целью опередить американцев по получению фото с поверхности Марса. Летом 1979 в приказном порядке В.Г.Перминов был поставлен главным конструктором проекта (он возражал). Именно он предложил проект отправки АМС по национальной программе в 1983-84 году с резервированием 100 кг массы для французского аэростата (чтобы придать проекту международный статус). В.М.Ковтуненко (главный конструктор НПО им. Лавочкина) проект отверг. Тогда В.Г.Перминов ушёл из проекта, его вновь отдали Р.С.Кремнёву, взяв у В.М.Ковтуненко ряд ведущих сотрудников. Директор ИКИ АН СССР Р.З.Сагдеев знал о проекте В.М.Ковтуненко и ему пришла мысль использовать "теряемый" пролётный аппарат (который работал ретранслятором всего пару часов) для исследования кометы Галлея, которая появлялась раз в 76 лет и была, безусловно, знаменитее всех прочих комет, даже вместе взятых. Свою гениальную мысль он озвучил на симпозиуме в Баку в октябре 1980 года. Французы были категорически против, собственно, европейцы сами разрабатывали свой КА для кометы Галлея. Но их убедили предоставить европейские приборы для исследования кометы, но от разработки аэростатного зонда они отказались. В.М.Ковтуненко: "так бесславно закончился проект "Венера" и родился блестящий проект "Вега" (Венера - Галлей)".
От разработки аэростата отказался и Долгопрудненский КБ автоматики, когда там узнали, что в атмосфере Венеры немало капелек серной кислоты. И разрабатывали аэростаты в Лавочкине отделом К.М.Пичхадзе. Для маленького аэростатного зонда место в СА нашлось, доработки были минимальные: крепление, направляющие для схода. Шар, диаметром 3,4 м был изготовлен из фторлоновой ткани. Вообще тканей, нейтральных к серной кислоте, есть немало, но все они ткани и свободно пропускают гелий. Поэтому шар был сделан из фрагментов, напоминающем дольки апельсина и покрыт специальным лаком. Гандола шара была массой 6,7 кг, оснащена передатчиком и приборами. 11 июня 1985 года первый аэростат общей массой 21 кг наполнился на высоте 53 км над поверхностью Венеры и начал дрейф на штатной высоте 50 км при температуре +30°С. Он передавал информацию 46 часов 30 минут, прекратив связь из-за истощения батарей. 15 июня 1985 года в атмосфере Венеры надулся и второй аэростат - с "Веги-2". Его судьба была аналогичной. Аэростаты сделали открытие суперротации атмосферы - верхние слои её движутся со скоростью 100 м/с в 60 раз быстрее вращения планеты.
Так что всего два небольших шара в истории, а вообще проектов аэростатов, дирижаблей, даже целых облачных городов на Венере - полным-полно. Разработаны вполне вменяемые планы с дирижаблем-роботом для начала, второй этап - пилотируемый на двоих на 30 дней, третий - пилотируемый на год. Этот проект тоже отложили, но разработки остались.
|
10. Доставка образцов грунта с Венеры
Рон Миллер. Забор образцов на Венере |
Доставка образцов с Венеры настолько сложна, что я, грешным делом, считал это измышлениями фантастов. Но такой проект в 90-х JPL прорабатывала. Проект Venus Surface Return Mission. Её разрабатывали Росс М. Джонс и Керри Т. Нок, оба из JPL; и д-р Жак Бламон из Центра национальных исследований в Париже, тоже, собственно, сотрудник JPL.
По плану миссия начнется в 1999 году и потребует два года для возвращения образца на околоземную орбиту.
Идея миссии состояла в том, чтобы использовать спускаемый аппарат с парашютом, он опускается на поверхность Венеры, где захватывает не менее 1 килограмма грунта. Затем надувается аэростат, взлётная ракета с образцами поднимается на высоту 60 км. Оттуда стартует и выходит на орбиту, где стыкуется с орбитальным блоком, который стартует к Земле. Затем проект ещё усложнился (стартовать собирались на "Дельте-IV", масса не вписывалась). Аппарат приземлялся, хватал грунт (как он собирался набрать целый килограмм на этой скале?), самонадувался, поднимался, в облаках его перехватовал дрон типа "Aquila" (такие уже были), вёз на Большой аэростат, который держал взлётную ракету. Та взлетала и т.д.
Финишный проект:
Изначальный аппарат определили в 20 тонн. Смело, но возможно. За 140 дней он долетал до Венеры, выходил на круговую орбиту высотой 300 км. Затем аппарат распадался на 4 части. Орбитальный блок VOV, два спускаемых аппарата (VDM1 и VDM2) и Earth Return Vehicle (ERV) - возвращаемая ракета.
Первый СА несёт несколько комплектов грунтозаборников. Время работы на поверхности определили в час. Причём никакой автоматики-электроники, Венера сама даст сигнал к возвращению - жидкий аммиак в баллонах испаряется и надувает аэростат. А вот с ГЗУ не определились - было несколько предложений на уровне идей.
Взлетают аэростаты, которые то ли имеют радиомаяк, то ли сами собой хорошо отражают радарный сигнал. Они будут подниматься на высоту от 50 до 60 км в течение четырех часов. Разработчики учли суперротацию - ветры унесут их на расстояние около 500 км от места посадки.
Но тут, точно над ними, войдёт в атмосферу второй СА. Он надует Большой аэростат, удерживающий ракету (проект "Фарсайд", мы тебя помним!)
Причём, аэростат решили надувать с использованием местных ресурсов. Вероятно, он должен быть чёрным, нагреваться и таким образом создавать подъёмную силу. К нему же будут прицеплены два дрона (один резервный). Дрон отцепляется, находит и багрит аэростаты с образцами (проект "Дискаверер", мы тебя помним"!), возвращается и попадает в сеть. У дронов будет приблизительно 50 часов, чтобы найти и получить образцы.
Затем ракета стартует с аэростата, передаёт образцы на возвращаеимую орбиту и та летит к Земле.
На околоземной орбите аппарат с образцами (EOC), будет выброшен на высоте орбите 280 х 40 000 км. Возвращать его собирались, я думаю, шаттлом.
Это документ НАСА, один из вариантов старта с Венеры, самый простой
Образцы нужны, однако я не думаю, что их повезут на Землю. Более вероятно, что их поместят в аэростат, который будет перехвачен на высоте 60 км и образцы будут изучены в патрульном дирижабле. Примерно на таком:
Огромный сплюснутый эллипсоид, надутый гелием, плавно и стремительно — в треть от земной скорости звука — летел на запад над экваториальной зоной Венеры, подгоняемый суперротацией плотной атмосферы. Над южным континентом Афродиты аэростат слегка потряхивало и обычная высота полёта в шестьдесят километров чуть увеличивалась.
Под аэростатом размещалась круглая плоская гондола, похожая на таблетку, где жили люди и размещалось несколько десятков лабораторий и приборных отсеков.
Первые дни Анатоль много бродил по станции, на которой жила добрая сотня учёных, космонавтов, инженеров и вилётчиков-атмосферников — пилотов венерианских самолётов. В двух просторных шлюзах станции стояло несколько транспортных и научных венолётов — вилётов.
Это были угрюмые бронированные машины с сильно окисленными боками и горелыми полосами на массивном корпусе и кургузых крыльях. Неровная потемневшая поверхность фюзеляжа ясно говорила о раскалённых и едких воздушных потоках, бушевавших вокруг этих необычных летательных аппаратов. Вилёты не походили на щеголеватые земные самолёты и казались ржавыми боевыми машинами какой-то легендарной космической империи, случайно попавшими в руки людей.
Ник Горькавый. Астровитянка. 2008 г
А вот у Стругацких сами люди высаживаются на Венеру, причём почти исключительно с геологическими интересами:
Тахмасиб оставил Ермакова у ракеты, а сам со своими геологами отправился на разведку. Что там произошло - неизвестно. Тахмасиб вернулся к ракете через четверо суток один, полумертвый от жажды, страшно истерзанный, изъеденный лучевыми язвами. Он принес образцы урановых, радиевых, трансуранитовых руд («Богатейшие руды, Алексей, изумительные руды!») и в контейнере розовато-серую радиоактивную пыль.
"Страна багровых туч". 1959 г
|
11. Зондирование атмосферы Венеры
Атмосфера Венеры - это воздушный океан глубиной в 120 км минимум. И он достаточно слоист и неоднороден. Казалось бы, разобраться с помощью радиотелескопов и спектроскопов к началу Космической эры было бы можно. Не разобрались. Были большие битвы астрономов и планетологов, причём многие склонялись к тому, что атмосфера - азотная. Собственно - у Марса и Земли она в основном азотная, почему у Венеры должно быть иначе? А ещё появлялся спектр совершенно неизвестного газа, пока не сообразили, что это углекислота под давлением не меньше 10 атм. И всё же общего мнения не было. Спектрометр не может ответить на вопрос - сколько того или иного газа в атмосфере. А это не менее важно, чем давление и температура. Поэтому газоанализаторы стояли на всех советских СА. Очень примитивные на современный взгляд. Ну, и конечно, температура, давление и второстепенные факторы - освещённость, счётчик молний и прочий набор воздушного разведчика.
"Венера-4", первой приславшая результаты зондирования атмосферы Венеры, была 5-й попыткой получить данные из атмосферы. К сожалению, был неправильно понят сигнал радиовысотометра, датчик давления зашкалило при 7 атм (как и положено ему), вывод о посадке был сделан неверный и в течение года велись споры, после чего пришли к согласию - СА не достиг дна атмосферы. Но вот её состав он определил верно, хотя и грубо - углекислый газ 90±10%
Всего зондировало атмосферу 13 советских и 1 американская миссия, (но сразу четырьмя СА). Атмосфера Венера богата кислотами, там много молний и немало до сих пор загадочного. Например, на СА "Веги-1" на высоте 3 км сработал ударный механизм для забора образцов грунта. Причём их там было несколько и могли они сработать только после удара о грунт. Это так и осталось загадкой, а самой "убедительной" версией был камень, вылетевший из жерла вулкана. А СА "Веги-2" работал штатно. У американских зондов (у всех) на высоте 14 км отказали датчики температуры (а точное изменение температуры было их главной задачей). А на высоте 12,5 отказали все балансомеры (где были собственные температурные датчики). И не смогли отказ воспроизвести на Земле, он так и остался загадкой. Ох, и немало ещё сюрпризов принесёт воздушный океан Венеры!
Вилёт на тропосферных высотах ниже тридцати километров обычно управлялся дистанционно — с помощью не рукояток, а сенсорного костюма. Пилот словно прирастал к вилёту своими нервами и ощущал его крылья и двигатели как части собственного организма. На самом деле пилот сидел в аэростате в сенс-костюме, а вилёт нырял в адскую жаркую тьму без человека.
Но все пилоты настаивали на своём присутствии там.
— Я на своей шкуре чую всё — ливни из серной кислоты, ураганы, вулканические извержения! — Серджио пил слабое пиво в баре и размахивал руками. — Как-то над горами Максвелла меня затянуло в центр кислотного урагана. Я оттуда еле выбрался, всю горючку сжёг, а двигатели чуть не запорол. В меня ударило триста молний. Вылезаю из мокрого сенсорного костюма, а меня качает, словно я до сих пор болтаюсь в центре урагана. Залезаю в душ, а на плечах волдыри от ожогов серной кислотой. Так что это не вилёт там летает, а я сам. А вилёт это только оформляет. Понял, сынок?
Ник Горькавый. Астровитянка. 2008 г
|
12. Коррекция орбиты ИС Венеры
Картинка художника НАСА Дона Дэвиса, 1977 год (ещё до старта!) |
Американский «Пионер - Венера-1» был лишь третьим ИС Венеры. Но я не нашёл никаких упоминаний о коррекциях первых ИС Венеры - орбитальных блоков "Венера-9" и "Венера-10". Представляются причины: а) им это было не нужно, задачу они выполняли хорошо; б) двигатель аппаратов КТДУ-425А хоть и был многоразовым, подразумевал ограниченное количество пусков (пишут - 7, было выполнено 4); в) вероятно, топливо было сожжено полностью - выход на орбиту ИС очень затратный. Например, на «Пионер - Венера-1» стоял РДТТ, который выгорел, естественно, полностью, затормозив КА примерно на 1 км/с. «Пионер - Венера-1» имел массу 600 кг, а после торможения всего 360 кг. Коррекцию он делал ЖРД. Вообще он сделал немало коррекций, то понижая перицентр, чтобы приглядеться получше, то повышая, чтобы не упасть. Но первая коррекция была уникальна по задаче - за два витка КА уточнил свой период обращения - 23 часа 11 минут и скорректировал период до точно 24 часов. Поэтому на связь с Землёй выходил в одно и то же время, с точностью будильника. Что, конечно, удобно для персонала, которому пришлось работать с ним целых 14 лет.
|
13. Старт с орбиты ИС Венеры
Никогда не было. Автоматам это не очень нужно, старт с орбиты требует очень много топлива. А вот людей придётся когда-нибудь возвращать на родную Землю. Но очень не скоро.
«Космократор» ещё с неделю кружил над планетой, потом, удалившись от неё по расширяющейся спирали, повернул к Земле.
Станислав Лем. "Астронавты" 1951 г
Зачем надо было удаляться по спирали, пан Станислав не пояснил. Неужели предвидел ионники с малой тягой?
|
14. Фото с орбиты ИС Венеры
 
Фото от орбитального блока "Венеры-9". Слева - УФ-камеры |
Впервые Венеру с близкого расстояния сфотографировал "Маринер-10". Как и многие "моряки", он отличался непостоянством и мог фотографировать планету максимум 4 дня. Из его фоток слепили общий вид и раскрасили. Для науч-попа получилось замечательно - классика, представление о Венере у абсолютного большинства начинается с этой красивой фотки в синих тонах. Но учёным больше бы хотелось исследовать динамику атмосферы. Для этого были нужны длительные наблюдения и фотосессии. А для этого нужны орбитальные фотографы на орбитах спутника Венеры. Первым ИС Венеры стал орбитальный блок "Венеры-9" 22 октября 1975 года. Там было две камеры очень широкого диапазона. Не знаю, когда были получены первые фото, но думаю, что почти сразу после завершения сеанса с СА. Картинки в сравнении с "Маринером-10" получились невзрачные, съёмку в оптическом диапазоне отменили вообще, зато снимали в ИК- и УФ-диапазонах. Публиковались мало, а фото с ОБ "Венеры-10" вообще нет, совсем неизвестно, были ли они.
Камеры сканировали изображения шириной 30° и произвольной длины, сканирование за счёт движения аппарата. Видео может быть прочитано и оцифровано для передачи на Землю с двумя скоростями. С 26 октября по 25 декабря 1975 года «Венера-9» выполнила 17 съемочных миссий, используя ультрафиолетовую камеру, а иногда УФ-камеру. Разрешение составило от 6,5 до 30 км, в зависимости от высоты космического аппарата.
камеры орбитальных блоков были аналогичны камерам КА "Марс-4 и -5". Коробка слева - 4-х дорожечный магнитофон для записи данных. Он записывал ролик до 45 минут двух видеосигналов с частотой 1000 Гц или одна камера может записывать в течение 90 минут. |
Панорамы, записанные за 30–50 минут, содержали сильно вытянутые изображения планеты. Они были усилены по контрасту и линейно сжаты усреднением по линии сканирования, чтобы уменьшить шум и геометрические искажения. Эти изображения имели более высокое разрешение, чем более поздний облачный фотометр Pioneer Venus, но, они не были опубликованы. Изображения, что справа - низкого качества, отсканированные книжные иллюстрации.
Все последующие ИС Венеры фотографировали облака Венеры, но особенно красивыми получились они у японского "Акацуки" (обработала Дамия Буик, астроном-любитель с УФ-камеры по двум диапазонам):
|
15. Фото с поверхности Венеры
первые, ещё необработанные фото с другой планеты |
Для Венеры - именно фото с поверхности главнейшая операция в нашем человеческом понятии. То-есть, где-то в 50-х годах не было ничего важнее, пожалуй, во всей Солнечной системе (с Марсом уже было всё понятно). Ну, хоть одним глазком посмотреть, хоть в замочную скважину - что там? Джунгли, океаны, ящеры, дикари с дубинами? Или цивилизация - агрессивная или приветливая, всё может быть. Но за четверть века учёные потрудились на славу - приборы прямо с поверхности доложили, что даже Данте не смог вообразить такого ада и особых надежд на простодушных дикарей уже не было. Оставалось совершить инженерный подвиг - посмотреть на венерианскую пустыню. И это было сделано.
Мир уже привык, что в каждое стартовое окно (раз в 19 месяцев) русские запускают к Венере по две станции. А в 1973-м не запустили ни одной. В 1975-м загадка разрешилась - два новых аппарата к Венере были впятеро массивнее и на порядок сложнее. И успех пришёл с первого раза. Множество оригинальных решений найдено. Скажем, отказ от парашюта, блок изучения облаков, который стоял за бортом СА и раздавливался давлением, когда уже отработал. Только на СА стояло 11 научных приборов, но главным были панорамы поверхности, работу телефотометров курировал лично Келдыш. Но и всех усилий АН СССР не хватало, чтобы выяснить, а к чему готовить оптику? Были стройные гипотезы, взаимоисключающие друг друга, что ни черта мы там не увидим - а) чудовищная рефракция отодвинет горизонт в бесконечность, б) она же приблизит его вплотную, в) там жуткий пыльный туман, а если и нет, то поднятая приземлением пыль будет висеть часами, г) там расплавленный свинец или стекло с абсолютным отражением, д) рассеивание света так велико, что никакой контраст невозможен, е) там даже в полдень тьма, как у негра ... из-за непрозрачности облаков. Вот с этим последним пунктом справились - поставили мощные фары. Причём ртутные галогенные лампы на 10000 люкс оказались в райских условиях - они прекрасно работали, будучи негерметичными. Просто жаль, что они оказались ненужными и их больше на СА не ставили.
Сомнения были так велики, что в сообщении ТАСС телефотометры (получение фото) переименовали в контрастомеры (измерители освещённости). Подготовились к неудаче.
Чтобы повысить шансы на успех, надо было сесть на хорошо освещённую сторону Венеру, т.е. невидимую с Земли (о Фарсайде Венере будет написано позже). Так что Земля не знала ничего о судьбе спускаемого аппарата, пока над ним в зените не появился орбитальный блок-ретранслятор. Затормозив на трёхкупольном парашюте для исследования облачности, СА затем отбросил парашют и начал падать с большой высоты, лишь на одном тормозном щитке. Скорость приземления - 7 метров в секунду, сработали амортизаторы - деформирующаяся конструкция. 22 октября 1975 года, 8 часов 13 минут 7 секунд по московскому времени. Фарсайд Венеры, 32° 49' с.ш., 290° 48' д. Через минуту началось фотографирование. Должна быть снята панорама на 360°, но одна крышка не отбросилась и была снята только 180-градусная панорама. Точно такая же оказия произошла на СА "Венеры-10". Естественно, об этом не сообщили (так, якобы, было задумано), крышки доработали..., а на СА "Венеры-11" и "-12" они не открылись вообще и камеры работали, присылая полную черноту. Редкий случай отрицательной доработки. И всё же это был триумф. Это были не просто первые фото с поверхности Венеры, это были первые фото с другой планеты вообще. Всего за 10 лет СССР получил 6 панорам с Венеры. И никто больше. Даже не планируется. Только абстрактные размышления. А как далеко шагнула техника фотосъёмки за эти 45 лет! Тогда для передачи этого знаменитого снимка уходило 30 минут. Почти вся жизнь спускаемого аппарата на поверхности. Так что же увидел телефотометр через кварцевое стекло толщиной в 1 см? Как и ожидалось, пустыню. Но совсем не такую, как предполагали. Множество разбросанных булыжников, хорошее освещение (как на Земле в облачный день). Рефракция была, но не чудовищная, пыль взлетела, но осела быстро, воздух был практически прозрачен. А всё-таки жаль, что в кадре не было вот такого:
Кадр из фильма "Планета бурь" (СССР, 1961 г)
|
16. сход с орбиты ИС к планете
открытка 1965 года. А.Соколов. Десантирование с орбиты на Венеру |
Причин оставить аппарат на орбите планеты даже после завершения работы с ним, может быть несколько, из которых самая частая и банальная - кончилось топливо. А можно оставить как памятник потомкам. Или законсервировать его для какой-нибудь оказии. Иногда КА даже отводят подальше, чтобы не упал на планету и не нарушил её биосферу. Но причин сбросить аппарат в атмосферу (если есть) или на поверхность с орбиты ИС, всё же больше. 1) Это, конечно, главным образом, "посадка в цель". Классический пример - "Викинги". С орбиты рассмотрели и забраковали все районы, где собирались приземляться. Выбрали новые места и уже тогда посадочные аппараты включили двигатели на торможение. 2) на внешних планетах последние остатки топлива использовали, чтобы уничтожить аппараты в газовых гигантах, чтобы исключить случайного падения на какой-нибудь спутник с возможной жизнью, чтобы исключить занесение туда какого-либо земного микроба, 3) аппарат может мешать работе другим аппаратам. И как раз классический случай - с Венерой. 13 июня 1985 специалисты по полёту "Веги-1" были подняты по тревоге звонком из США - аппарат потерял ориентацию! А операторы получили одновременно 2 сигнала - с "Веги-1" и уже позабытой "Венеры-16", они обе работали на одной частоте. Чтобы такого не случалось, начали передатчик отключать у ненужных аппаратов, в то же время оставляя возможность принимать сигналы, активизирующие системы.
Классический пример схода КА в атмосферу выглядит как мощный импульс, который снижает скорость ниже 1-й космической либо перигей цепляет атмосферу, где быстро тормозится.
- Начали спуск! - хрипло каркнул репродуктор.
Пол под ногами дрогнул, спинка кресла тяжелым грузом навалилась на плечи. Нарастающий рев реактора ударил в уши, заполнил собою все.
Махов и Штирнер, припавшие к круглому иллюминатору «межпланетного такси», увидели, как из-под планетолета, похожего на черную медузу, нелепо раскорячившуюся на фоне огромного оранжевого диска Венеры, блеснуло неяркое пламя. Затем вспыхнуло ослепительное лиловое солнце. Когда они снова открыли глаза, «Хиуса» уже не было видно. Только легкое туманное облачко расплывалось на том месте, где он только что находился.
Стругацкие. "Страна багровых туч". 1959 год
Однако, помимо классического есть и иные способы. На орбите ИС Венеры работало 8 орбитальных аппаратов. 1 (японский) ещё работает. Ещё 6 истощили топливо для ориентации и потеряли возможность манёвра и даже связи. Но "Магеллан", многократно перевыполнивший задание был именно сведён с орбиты. Но не одним импульсом. Радар - единственный прибор на борту сделал свою работу и АМС была вообще-то бесполезна (топливо у неё как раз было). НАСА прекратило финансирование в октябре 1994 года. А до этого решили заставить аппарат сделать ещё и то, к чему он был не предназначен. 25 августа 1994 года перицентр орбиты понизили до 173 км. Происходила оценка плотности атмосферы. Аппарат крутился, как ветряная мельница, начали отваливаться контакты солнечных элементов. В октябре, на последних долларах финансирования программы, аппарат доканали. 11 октября перицентр опустили до 145 км. Последняя смена операторов надела траурные повязки. Дуглас Гриффит из JPL оправдывался, что вовсе не собираются они уничтожить аппарат, а только "получить ещё кусочек дела". Чем-то эти операторы, даже с траурными повязками, напоминают мне туземцев, которые прервали славный путь знаменитого мореплавателя Фернандо Магеллана, но ещё больше вспоминаются их собратья на другом острове, "получившие кусочек тела" другого знаменитого капитана.
Аппарат пережил траурный день, но 12 октября 1994 года уже не откликнулся.
|
17. Посадка на фарсайде Венеры
Всем известно, как китайцы первыми посадили аппарат (с ровером) на Фарсайде Луны. Предварительно выведя ретранслятор в точку L2 Земля - Луна. Много шума. Нет спора, китайцы молодцы, их приоритет неоспорим и один из главных на Луне.
И практически никаких пряников не досталось "Венере-9", совершившей такой же подвиг на фарсайде Венеры. Все разговоры - только про подвиг инженеров, получении фоток с поверхности. Но подвиг совершили и баллистики...
Малость астрономии. Удивительно, но факт - Венера всего на 5% меньше Земли по размерам и всего на 18% меньше по массе. Однако "сёстры" в отношении друг друга сильно отличаются. Земля вообще не реагирует при сближении с Венерой, в то время как Венера реагирует чётко - она всё время при сближении с Землёй оказывается обращённой к Земле одной и той же стороной. Сочетание вращения Венеры вокруг оси с её вращением вокруг Солнца дают цифру 146 суток - это её 1 оборот относительно Земли. Что точно в 4 раза меньше, чем период между максимальными сближениями двух планет - 584 суток (это также период между стартовыми окнами на Венеру - примерно 19 месяцев). Так что при сближении Венера поворачивается к Земле точно той же стороной, что и 19 месяцев назад. Причём ночной, тёмной, что, увы, вызывает ассоциацию с бытовой ситуацией, когда сестра Земли при встрече поворачивается к ней задом. Венера укутана облаками так, что не разберёшь, где что и долго думали, что Венера всегда смотрит одной стороной на Солнце. Но на Земле строили всё более мощные радиотелескопы, которым удалось увидеть кое-что и под облаками. Только в 1962 году удалось выделить первый объект на поверхности. В 1970-м МАС накинул на Венеру координатную сетку, проведя нулевой меридиан через первый выявленный объект, который так и был назван - "область Альфа". К тому моменту, когда картографией занялись аппараты, было выявлено более десятка пятен на поверхности, которым уже и присвоили названия. Однако резонансные привычки Венеры сильно печалили радиоастрономов - при сближении фарсайд Венеры они не видели вообще, а с дистанции более 100 млн.км видели, но не могли выделить детали. Кстати, "Галилей", пролетая мимо Венеры, нашёл несколько оптических окон в ИК-диапазоне, в которых поверхность Венеры видно. Так что могут огорчаться и оптики.
Первым советским аппаратам, зондировавшим атмосферу Венеры, в принципе было безразлично, куда упасть - давление, температура и газовый состав - три главных параметра, которые они выясняли, предполагались примерно одинаковыми как на освещённой стороне, так и на ночной (так и оказалось). А устроена система передачи информации была гениально просто - при спуске на парашюте антенна СА смотрела точно вверх (сама гравитация направляла). А день посадки был выбран так, что как раз в это время в зените находилась Земля. При посадке были сложности - у "Венеры-7" оторвался парашют, она сильно ударилась, антенна уже не смотрела в зенит и сигнал удалось поймать только чудом. Все "Венеры" - 4, 5, 6 и 7 садились на ночной стороне Венеры, близ экватора, целились в центр диска. Но успех приёма ослабевшего в 100 раз сигнала с "Венеры-7" настолько воодушевил конструкторов, что они рискнули посадить СА на "утреннюю часть" Венеры, где сигнал был слабее, но мог приниматься антеннами Земли. Земля была уже не в зените, а под углом 60°. Пришлось изменить форму антенны СА, стала она в виде чаши, изменилась диаграмма. Для подстраховки (если произойдёт то же, что и с "Венерой-7") из СА на грунт выбрасывалась ещё одна антенна - формой и размером с хоккейную шайбу. Кроме прочего, КА уделил большое внимание освещённости и сообщил, что темновато, но что есть надежда, что там, где полдень, там 1000-3000 люксов должно быть (как в пасмурную погоду на Земле, в ясный день - 25 000 люксов). А баллистика! Освещённая часть Венеры представляла собой узенький серпик, в который надо было попасть.
Короче, чтобы получить главное - фотографии с поверхности, надо садиться в венерианский полдень, когда можно успеть сделать снимок и его передать, прежде чем всё раскалиться до потери связи. Полчаса! Панорама - это огромное количество информации (по тем временам). Иными словами, надо садиться на венерианском фарсайде, на невидимую сторону и иметь орбитальный (или хотя бы пролётный) КА-ретранслятор. У китайцев на Луне в 2018-м задачу удалось решить двумя пусками, в 1975 году задачу решили одним, причём через 3 дня успех был повторен. На Земле увидели невидимую сторону Венеры в местный полдень 22 октября 1975 года.
А. Соколов "На поверхности Венеры"
|
18. Дирижабли на Венере
Дирижабли представляются самым главным транспортом Венеры. И одновременно - жилищем. Но пока хотелось бы иметь долговременный аппарат, использующий местные ресурсы, с моторчиком, парящий на высоте 49,5 км (там как раз 1 атм).
Интересно, что именно тут может быть востребована идея Циолковского "Металлический дирижабль из гофрированного железа размером с океанский пароход". Железо - это хорошо, но против серной кислоты лучше титан или нержавейка, а менять объём - важнейшее свойство.
Да и вообще - идее "дирижабли на Венере" не менее полувека. Справа - рисунок из ТМ 1971 г №9 (есть в библиотеке). С.Житомирский:
Строительство «жилых островов» в средних слоях газовой оболочки Венеры, вероятно, окажется делом менее сложным. Её атмосфера содержит углерод, водород и кислород — из этих элементов могут быть синтезированы тысячи высокомолекулярных соединений с самыми различными свойствами. Строительный материал будет буквально окружать строящуюся станцию. А верхние слои атмосферы надежно защитят ее от метеоров.
Чтобы не погружаться в горячую бездну, «остров» должен иметь вес и объем, обеспечивающие его «плавучесть» в нужной зоне атмосферы. Конечно, можно построить базу, соединенную с баллонами аэростатов, которые поддерживали бы ее. Но состав венерианской атмосферы подсказывает более заманчивое решение — станция может находиться внутри баллона. Действительно, углекислый газ в полтора раза тяжелее воздуха, и легкая оболочка, содержащая воздух, будет плавать в углекислой атмосфере. Если же жители Венеры предпочтут для дыхания не азотно-кислородную, а гелиево-кислородную смесь, то подъемная сила их «воздуха» резко возрастет.
Попробуем представить себе венерианские «летающие острова».
Гигантская круглая платформа (несколько сотен метров в поперечнике) сооружена из прочных и легких пластмассовых конструкций. Её покрывает слой почвы, на которой произрастают земные культуры. Домики поселка разбросаны среди садов и парков. Основные жилые помещения — в толще платформы.
К краям платформы крепится огромная сферическая оболочка, ограничивающая воздушное пространство острова. Она прозрачна, и сквозь неё видно белесое небо Венеры, вечно покрытое многослойными светящимися облаками. Оболочка сделана из нескольких слоев синтетической пленки. Между ними циркулируют газовые составы, содержащие вещества-индикаторы.
От краев платформы за оболочку уходят площадки аэродромов. Отсюда стартуют к черным глубинам Венеры телеуправляемые аппараты, исследующие ее поверхность, сюда прилетают гости с соседних островов, «приземляются» спускаемые аппараты космических кораблей.
Мощные пропеллеры способны перемещать остров по воле его обитателей.
В сутках Венеры — 117 земных, почти четыре месяца. Оказаться на два месяца во мраке безлунной и беззвездной венерианской ночи — не слишком приятная перспектива, и поэтому острова, вероятно, будут все время двигаться, оставаясь на дневной стороне Венеры. Благодаря медленному вращению планеты это не составит большой трудности; граница дня и ночи даже на экваторе перемещается там со скоростью всего только около 13 км в час.
Венера может быть заселена, и углекислый океан ее атмосферы взбороздят летающие острова землян.
А это проект НАСА HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept), беспилотный и пилотируемый на двух человек аппараты. Проект закрыт или отложен, но будут и другие.
|
19. Радиолокация Венеры с орбиты
Прогресс в области радиолокации был невероятный. Радары, способные обнаружить самолёты, появились лишь во время войны, в конце 40-х производили радиолокацию Луны, а потом очередь дошла и до Венеры. В 1958 году американцы получили первое слабенькое эхо от Венеры, являвшимся чистым экспериментом. А в 1961 году уже совместный советско-английский-американский эксперимент совершил фактически революцию - уточнил а.е. (астрономическую единицу), которая оказалась примерно на 60 000 км больше. При этом точность была примерно в 1000 км. За 10 последующих лет чувствительность советских радиотелескопов выросла в 70 раз, а в следующее десятилетие - ещё в 50 раз. Не хуже дела обстояли в Англии и США. Если в 1962 году диаметр Венеры, скрытый под облаками знали с точностью до 50 км, то через 20 лет - с точностью до 100 метров, а А.Е. - с точностью до 300 метров.
Радиоастрономы опередили ракетчиков, отследив первый объект на поверхности - область Альфа, размером в 1500 км. Первые изображения области Альфа были составлены на основе данных о спектре эхо-сигнала с длиной волны 12,5 см, полученных Роландом Карпентером в 1962 году и Диком Голдстейном в июне 1964 года в Голдстоуне. Там и провели нулевой меридиан в 1970-м, но название область получила только в конце 70-х. Она довольно сильно смещена относительно центра диска Венеры при максимальном сближении - 22° ю. ш. 5° в. д. Это важно знать, чтобы по координатам выяснить, находится передатчик на прямой связи с Землёй или требует ретранслятор. Названия на Венере стали появляться ещё до радиолокации с орбитальных КА, радиоастрономы создали 15 изображений объектов, в основном горных массивов, с разрешением в 10 км, но создателям космических аппаратов, они, конечно уступили. Мощность "эха" с увеличением расстояния уменьшается в четвёртой степени, т.е. при увеличении расстояния в 2 раза и без того хилый сигнал слабеет в 16 раз и ничего тут поделать нельзя, фарсайд Венеры для радиоастрономов был не по зубам.
Короче, нужны спутники Венеры с радиолокаторами. Первые, чисто эксперементальные попытки радиолокации были выполнены уже на втором ИС Венеры - "Венере-10". Это, т.н. бистатический эксперимент. Антенна ориентировалась на планету, отражённый сигнал ловили. Было выполнено 55 срезов с разрешением в 10 км. Однако по ним невозможно было создать рельефную карту, это была подготовка к настоящим радарным аппаратам. А настоящие аппараты с настоящими радиолокационными станциями достаточно сложны, и на их разработку уходило десятилетие. В США разрабатывался аппарат VOIR, в СССР - будущие "Венера-15" и "-16". Но их опередил простенький американский "Пионер-Венера-1". Он уже прославился тем, что выполнил первую коррекцию на орбите ИС Венеры, доведя свой период обращения до 24 часов. Перицентр понижен до 150 км (аппарат фактически цеплял атмосферу), а апоцентр лежал на высоте в 66 тыс. км. Один раз в сутки аппарат проходил перицентр. Достаточно точный радиовысотомер определял расстояние до поверхности одновременно с определением координат. Одна точка на поверхности. КА был стабилизирован вращением, один оборот за 12 секунд, поэтому следующая точка получалась на расстоянии 120 км от предыдущей. Ещё несколько точек и сближение с планетой кончалось, аппарат взмывал ввысь ... и всё повторялось через сутки. И так - день за днём, год за годом. За пару лет была составлена карта 80% поверхности Венеры с разрешением 8 км вдоль трассы и 30 км - поперёк. Предварительное изучение рельефа было сделано, в 1983 году должен был полететь VOIR. Он не полетел. Зато в этом году полетели советские КА с радиолокаторами бокового обзора, которые тоже сближались с Венерой раз в сутки, а всё внимание уделили северному полушарию, создав карту разрешением 1-2,5 км. Ещё более подробную карту составил американский "Магеллан", который был собран буквально из невостребованных запчастей разных аппаратов и имел на борту единственный прибор - радар. Он позволил создать карту 96% поверхности Венеры с разрешением 100-250 метров, на порядок лучше, чем советские аппараты. В планах есть ещё несколько аппаратов - европейский и американский, но интерес к Венере несколько угас за счёт повышения интереса к спутникам внешних планет.
Карта Венеры от "Пионер - Венера-1"
|
20. Долгоживущая станция на поверхности Венеры
Учёным хотелось знать про недра Венеры. Сейсмология на Земле развита очень неплохо, сейсмометры умели делать ещё в Древнем Китае, а сейчас сейсморазведка - дело привычное. Были проекты шарахнуть по Венере атомной бомбой одновременно с посадкой аппарата, но этот план как-то не приглянулся, ибо есть менее опасный - слушать естественные сотрясения на Венере. Но рекорд жизни аппарата на поверхности сейчас 127 минут, это крайне мало для наблюдений. Не меньше недрофанатов хотели бы длительных наблюдений и венерометеорологи. А в последнее время, когда Ксанфомалити обнаружил на фото венерианскую фауну, очень возбудились и экзобиологи.
Первый вопрос - что такое длительный срок существования? Чисто субъективное понятие, которое даже я не могу определить объективной цифрой. Земные сутки? Мало. Венерианские сутки? Много. Венерианский год? Он, конечно, поменьше суток, но всё равно много. В книгах с чьей-то лёгкой руки определили в земной месяц, пусть пока так и будет.
В СССР работы по созданию СА, живущего на поверхности Венеры "долго" шли не позже, как с 1972 года. В 1976-77 годах работы развернулись вовсю (утверждён план работ) срок старта намечен - 1979-1980 г. Прорабатывалось 2 версии аппарата: 1) загерметизировать всё наглухо. В корпусе с толстенными стенками - вакуум. Аппаратура висит на титановой струне, стен не касаясь. Создавать сверхчистый вакуум было незачем - его по пути на Венеру сколько угодно. Но стенки корпуса всё равно быстро разогревались до 500 градусов и любой материал начинал потихоньку испаряться, загрязняя вакуум. Удалось выдерживать приемлемую температуру 5 суток. Этого было мало. 2) разгерметизировать всё, пущай греется, но работает. Удалось создать кое-что - механизмы, провода, даже платы электроники, которые, правда, 500° не выдерживали, но 250 - вполне и НИИ тепловых потоков работал активно. Проблема вообще-то в том, что кремний держит температуру, но его параметры меняются, а вот соединения между кремниевыми компонентами вообще деградируют.
Энтузиазм сходил на нет, некоторые фирмы просто отказывались работать над такими выдумками, снижалось финансирование, СССР экономически и политически приступил к процессу деградации и распада, фирма Лавочкина все силы вложила в более интересные и реальные проекты - "Фобос" и другие марс-проекты.
Теперь есть и третий вариант - активно работающий двигатель Стирлинга. Он сможет понижать температуру, пока работает. Будет он сжигать литий в местной углекислоте. Но лития надо немало - 25 кг в сутки.
Проект воскрес под именем "Венера-Д" примерно в 2003 году, достали старые разработки, оценили потери, получили финансирование. В 2005 году проект был включён в Федеральную программу развития и определён год старта - 2015. Теперь версия термоса была отвергнута, только высокотемпературные компоненты, прежде всего электроника. Выяснился печальный факт - всё то высокотемпературное, что мог делать СССР, Россия делать не в состоянии. А США - могут. А ещё у них есть камера с имитацией венерианских условий, а у России - уже нет. В 2007 году срок был сдвинут на 2016—2018 года. Поэтому в 2010 году проект стал международным, в него привлекли и американцев и европейцев, даже японцев пытались, дело сдвинулось, заговорили о запуске в 2015—2016 году. Проект непрерывно менял облик, как Фантомас, "Венера-Д" стала лишь частью проекта "Венера-Глоб", где уже был и субспутник и парочка аэростатов, возможно, американский самолёт и несколько абсолютно равнодушных к жаре автономных блоков с американскими приборами - LLISSE (Long-Lived In-Situ Solar System Explorer), до кучи - венероход. Было обещан резерв массы европейским участникам. Забавно, что срок жизни декларировался весьма разный - от пары месяцев до пары дней. Часть аппарата проживёт пару часов, а американские блоки массой по 10 кг - до года.
В марте 2012 сроки были снова сдвинуты, проект был включен в программу исследований Солнечной системы до 2025 года, указывалось что запуск может состояться не ранее 2024 года. Впоследствии сроки запуска были смещены на 2026—2027 гг. Потом на 2029-й.
|
по сравнению с предыдущими на СА появилась зубчатая "юбка". Эти зубья дробили турбулентные потоки при спуске, чтобы СА не раскачивался |
21. Цветное фото с поверхности Венеры + звук
Немного биологии.
До сих пор учёные не знают толком, как устроено наше зрение, а тем более у неразговорчивых братьев наших меньших. Есть лишь наиболее принятые версии - о трёхкомпонентном зрении у приматов и двухкомпонентном у всех прочих животных. Причём черно-белое зрение, которое встречается крайне редко и у людей, вовсе не способность видеть оттенки серого, а способность реагировать на зелёный и сине-фиолетовый спектр. Приматы каким-то неведомым способом (утверждают, что мутацией) получили возможность различать и красный. Все нормальные млекопитающие ведут ночной образ жизни и им совершенно не интересны краски. Они и окрашены куда примитивнее птиц, насекомых, рыб, у которых четырёх-пяти-шестикомпонентное зрение. А вот наши предки-обезьяны предпочитали ночью отсиживаться на деревьях, а заниматься жизнью днём. По примеру цветов, которые начали активно использовать насекомых для опыления и расцвели для привлечения внимания, деревья тоже решили использовать обезьян, как распространителей семян, ведь они везде гадят и мусорят, способствуя распространению вида. В связи с чем плоды стали красками показывать свою спелость, чтоб зелень не рвали понапрасну, а обезьяны всё более умело распознавали самые спелые плоды. Так постепенно люди теряли способность к хорошему ночному зрению, получая возможность различать три пика в диапазоне электромагнитных волн, которые при смешивании в разных пропорциях и дают миллионы цветов. Возможно, наше зрение меняется, возможно и быстро. У Гомера море многократно называется "виноцветным", хотя вино всегда было жёлтым или красным и никогда не было столь пронзительно синим или зелёным, как у берегов Эллады.
Для учёных понятие цвета отсутствует вообще, собственно и неучёные сотню лет рассматривали чёрно-белые фотографии, с лёгкостью отличая небо от моря и даже представляя их в цвете. И всё же цвет несёт нам немало информации и цветной рисунок всегда предпочтительнее чёрно-белому. Но только если оттенки цветов переданы верно, иначе произойдёт обратное - цветной рисунок (фото) будет безобразным.
С сайта Дона Митчелла. Обработка его же |
Я всё это к тому, что цветные фото с Венеры, ровно как и из других мест Вселенной 40 лет назад вызвали восторг, но с научной точки зрения были не лучше чёрно-белых, а инженерам не пришлось долго решать проблему - просто снимать через три разных светофильтра, а потом синтезировать цвет. В отличие от предыдущих аппаратов число градаций серого было увеличено с 64 до 512, а скорость передачи повысили в 12 раз - с 256 байт/с до 3072! Вот это внушает! А раскрашивание чёрно-белых фоток, зная электромагнитные параметры каждого оттенка, ничем особо не отличается съёмкой через светофильтры. Поэтому, чтобы усилить приоритетность цветового фото, я добавил также и звук. Если зрение приносит нам 90% информации, то слух - ещё 9% и это немало. Причём не у всех зрение стопроцентное, а некоторые, увы, вообще слепые, что не мешает кому-то стать и великим. Но звуки с иных планет в миллион раз менее информативны, чем земные (в основном из-за различий атмосферы), поэтому на полноценный инженерный приоритет не тянут. Тем более, для экономии передавали не сам звук, а огибающую*.
*ADSR-огибающая — функция, описывающая изменения какого-либо параметра во времени, используется для описания изменений частоты среза фильтра и громкости, иногда - для описания изменений высоты тона и др.
Звуки с Венеры услышали, но они были либо совсем понятными (ревело буровое сверло, не хуже слышно, как если бы сосед по квартире начал дырявить стены) либо совсем непонятными (что-то грохнуло - то ли гром, то ли что-то отвалилось). Было слышно, как крышки фотокамер упали и несколько раз подпрыгнули. Ну, занятно, но не более.
21 декабря 1978 года на Венеру приземлился СА "Венеры-12", а 25 декабря 1978 года - СА "Венеры-11". Вот они-то и должны были прислать цветные фото. В целом миссия оказалась провальной - на обоих аппаратах не открылась ни одна крышка, все 4 камеры, меняя светофильтры, присылали один только чёрный фон. Не удалось взять и пробы грунта (но об этом потом).
1 марта 1982 года СА "Венеры-13" прислал панораму Венеры. 5 марта 1982 года успех повторил СА "Венеры-14". На них впервые и была установлена звукозаписывающая аппаратура. С двух фотокамер СА "Венеры-13" было получено 22 панорамы - 8 чёрно-белых, 5 через красный фильтр, 5 через зелёный и 4 - через синий. Причём через синий фото оказались бесполезными - там едва разглядели сброшенную крышку телефотометра. Снимки с этих двух аппаратов и были первыми и последними цветными фотками с поверхности Венеры (прошло 38 лет!) После них на Венеру садились ещё два СА с "Вег". Но аппараты в целом были нацелены на комету Галлея, согласно баллистики СА садились на ночной стороне Венеры (там даже с фарами фотосъёмка сомнительна), да и масса не позволяла.
|
Самолёт для Венеры, наиболее приглянувшийся НАСА - Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP) от фирмы Northrop Grumman, масса 200 кг, размах крыльев 45 м, диапазон штатных высот - 54-69 км |
22. Самолёт на Венере
Я уже утверждал, что дирижабль будет главным транспортом (а заодно и жильём) на Венере. Но у него, как и всего на свете, есть недостатки. Главных - два - а) маловато солнца для солнечных батарей и б) маловата скорость. Да и менять высоту - проблема. Поэтому самолёты проектируются. Правильнее их назвать самолёто-дирижаблями. Если на Земле различие между аэростатикой и аэродинамикой, между аппаратами тяжелее и легче воздуха достаточно конкретно и зримо, то на Венере всё сложнее. Близ поверхности на Венере воздух всего в 14 раз менее плотный, чем вода (на Земле - в 800 раз) и сама углекислота тяжелее земного воздуха в полтора раза, зато гравитация - меньше. Поэтому судьба ЛА с остановившемся мотором на Земле легко предсказуема, а на Венере надо ещё посмотреть. Преимущества самолёта - в быстрой смене высоты. Помимо чисто исследований атмосферы ему нашли ещё пару задач: он легко может взмыть на большую высоту, где зарядиться ярким светом сам и поделиться с нижелетающими, а может спуститься ниже и сопровождать какой-нибудь ровер. "Компьютерные мозги" плохо переносят жару, поэтому самолёт может их нести в более комфортных условиях, а на ровере поставят лишь примитивную электронику и механику.
самолёт от Центра Гленна
самолёт BREEZE от университета Буффало
Группа STDT от НАСА, 2008 год |
23. Бурение на Венере
 |
Изучение любой планеты идёт примерно по одной схеме - 1) сфера действия, 2) атмосфера, 3) поверхность, 4) недра. Вот и добрались до недр Венеры. Есть четыре способа начать изучение хотя бы самых верхних слоёв грунта, но не подверженных действиям атмосферы и излучения Солнца. Первый - романтический - пещеры, провалы, разломы и прочие местные бездны. Пожалуй, спелеологов Венера огорчит - отсутствие воды, вулканизм, наличие ветра и пыли низводят романтику до нулевых шансов. Второй путь - активная (или хотя бы пассивная) сейсморазведка. Перспективы есть, но лучше рассказать позже и отдельно. Третье - пенетраторы. Я имею ввиду автономные аппараты, вонзающиеся в грунт. На Венере они особо малоперспективны - атмосфера погасит скорость и надо вновь разгоняться. Остаётся бурение. И оно на Венере было!
Но - нет чёткой грани между бурением и сверлением камней, часто практикующимся на Марсе. Причём сверление (хотя бы и грунта) операция, хорошо освоенная ещё неандертальцами и сама по себе восторга не вызывает. Поэтому условимся, что бурение на небесных телах должно сопровождаться либо анализом извлечённого из недр образца, либо использованием скважины для установки приборов. Особенно это касается нижеописанной операции. Интересно, что параметры "бурения" практически нигде не сообщаются. Вот на Луне действительно бурили - и американские космонавты и советские автоматы. Глубина скважин - до 3 метров! А на Венере? Глубина - 30 миллиметров, объём добытого грунта - 1 см. куб. Нет, я понимаю всю трудность и сложность, но почему американский ровер на Марсе куда более глубокие дыры делает, но он СВЕРЛИТ, а тут БУРЯТ.
Бур начал вгрызаться в грунт Венеры (на положенные миллиметры) ещё 21 декабря 1978 года, когда на поверхность Венеры опустился СА "Венеры-12". Но его усилия оказались напрасны - в системе ГЗУ (грунтозаборного устройства) мембрана оказалась негерметичной и образцы не попали к анализаторам. Через 4 дня история повторилась на СА "Венеры-11". Но там от вибрации грунт не дошёл до анализатора, что-то сломалось.
Но СССР удержал приоритет. 1 марта 1982 года "бурение" с анализом образцов произвёл СА "Венеры-13".
Вот как это произошло:
ПА станции «Венера-13» совершил посадку на поверхности Венеры в районе с координатами 7°30’ю.ш. и 330°11’в.д. Сеанс исследований поверхности Венеры начался. Сбросились защитные крышки телефотометров и началась передача панорамы. На поверхность были вынесены цветные тесты для определения (на Земле) истинного цвета поверхности Венеры и прибор для измерения механических характеристик грунта. Включился привод бурового механизма; последний опустился и прижался к поверхности планеты. Вращательно-ударные движения полого сверла начали дробить поверхностный слой Венеры. Бурение прекратилось через четыре минуты. Под давлением в 95 кгс/см2, увлекая за собой измельченные частицы грунта, порция венерианской атмосферы устремилась в малую вакуумную емкость, соединенную с внутренней полостью сверла и разрушенную пиропатроном. Струя газа ушла через боковой трубопровод в эту емкость, а грунт по инерции проскочил мимо и осел в специальном грунтоприемнике, похожем на ствол ружья. Подрыв следующего пиропатрона отсек специальной пробкой канал поступления грунта от атмосферы Венеры. Сработал третий пиропатрон, разрушивший мембрану в канале, соединяющем приемную камеру с большой вакуумной камерой. Атмосфера из приемной камеры с давлением 95 кгс/см2 расширилась, и давление упало до 0.2 кгс/см2. Посредством четвертого пиропатрона челнок с грунтом, подобно пуле, пролетел грунтоприемник и остановился в блоке детектирования под радиоизотопными источниками железа Fe55 и плутония Pu238 и газоразрядными счетчиками. Радиоактивное облучение возбудило атомы вещества грунта; при переходе на свободные орбиты электроны излучили кванты энергии, пропорциональные атомному номеру элементов грунта. Данные по числу квантов и уровням их энергий, зарегистрированных газоразрядными счетчиками, поступили в анализатор, который разложил их по 256 «полочкам» – каналам. После завершения каждого цикла измерений длительностью 508 сек данные по радиоканалу передавались на Землю.
Через 4 дня успех повторил СА "Венеры-4". 15 июня 1985 года состоялось третье бурение - на СА "Вега-2". А у СА "Вега-1" не получилось - бур по непонятной причине включился на высоте 17 км.
Схема эксперимента, проведенного АМС «Венера-13» и «Венера-14»,
по определению элементного состава венерианской породы.
1 - корпус посадочного аппарата;
2 - блок усиления сигналов и управления экспериментом;
3 - амплитудный анализатор импульсов;
4 - телеметрическая система;
5 - антенна;
6 - детектор;
7 - радиоизотопный источник 55Fe;
8 - грунтоприемник;
9 - исследуемый образец породы;
10 - радиоизотопный источник 238Pu
|
|
24. Посадка в цель
Михаил Антонович попятился. Теперь в светящемся тумане взмыли очертания гигантской скалы, верхушка ее ослепительно сверкала белым серебристым налетом. "Снег? При ста градусах?"
Стругацкие. Страна багровых туч" 1959 г. |
Все спускаемые аппараты на Венеру целились, исходя из нужной баллистики и условий связи. Главное - попасть в нужное полушарие (освещённое или нет), но и этот выбор диктавался баллистикой. К концу XX века были составлены достаточно подробные карты Венеры, были обнаружены и объекты, вызывающие большой интерес. Например, "венерианский снег". Выяснилось, что все горные вершины на Венеры покрыты достаточно светлым веществом неизвестного состава. Конечно, там тоже около +400 по Цельсию, но что за вещество и почему только на вершинах - загадка. Считают, что это окислы свинца или висмута. Причём светлыми они смотрятся только в диапазоне (металл хорошо отражает радиоволну). Все вершины гор на Венере сглажены и вполне доступны для посадки.
А есть ещё вулканы, которые наполняют атмосферу серой и очень бы хотелось их обследовать.
А вот полюса на Венере оказались гладкими и неинтересными, зато атмосфера над ними - постоянный мощнейший циклон, явно требующий подробного изучения.
Но СССР уже нет, а в других странах всё внимание поглощается иными мирами.
Прицелимся сюда? |
|
25. Аэродинамическое торможение (аэробрейкинг, Aerobraking) на Венере
Капитан Енси решил все-таки прибегнуть к атмосферному торможению, чтобы сберечь реактивное топливо на будущее. Экипаж корабля был вынужден провести пятьдесят шесть часов в тесной рубке управления «Триплекса», пока сам корабль окунался и нырял в плотные венерианские облака, с каждой кольцевой орбиты погружаясь чуть глубже. Обшивка нагрелась до предела, и времени, проводимого в невесомости, пока корабль выныривал из облаков и летел в ледяной пустоте космоса, было едва достаточно, чтобы охладить её. Почти все отсеки «Триплекса» стали невыносимо жаркими, потому что вся мощь аппарата охлаждения воздуха использовалась для поддержания нормальной температуры в рубке управления и отсеке с гидропоническими ваннами. В пустоте космоса избавиться от ненужного тепла можно лишь путем его излучения в пространство, и кинетическая энергия, образовывающаяся при переходе с орбиты сближения на кольцевую орбиту вокруг Венеры, поглощалась кораблем и затем излучалась в космос.
Роберт Хайнлайн. "Космический кадет". 1948 год
Аэробрейкинг для выхода на орбиту ИС планеты или для изменения параметров ИС используется нечасто. Буквально по пальцам можно пересчитать. Даже пальцев одной руки хватит. Если не брать околоземные эксперименты и маневры "Хитен", выходящего на орбиту ИС Луны, то я помню около пяти, все на Марсе и Венере. И приоритет надо отдать "Магеллану". В мае 1993 года он закончил радарные работы, выполнив и многократно перевыполнив задание по картографированию Венеры. И начал составлять гравитационную карту Венеры. Для этого надо было немного тормозиться, чтобы по допплеровскому сдвигу и показателям радиовысотомера получать данные по гравитации. Аппарат опускался в перицентре до 180 км, не только меняя расстояние до планеты, но и изменяя наклон орбиты. Такое продолжалось до сентября 1993 года. Когда и гравитационная съёмка была выполнена, в августе 1994 года аппарат загнали ещё глубже, на 173 км от поверхности. Там он был поставлен в позицию ветряной мельницы, лопасти солнечных батарей начали вращать аппарат, были получены ценные данные по влиянию набегающего потока и они очень пригодились позже на Марсе. Затем аппарат погружали всё глубже в атмосферу, до 145 км, где он и сгорел 12 октября 1994 года (это уже не аэробрейкинг)
Второй случай аэробрейкинга на Венере произошёл лишь через 20 лет - в мае 2014 года, завершены научные эксперименты, ученые миссии "Венера - Экспресс" решили предпринять серию аэробрейкинговых маневров, в ходе которых космический аппарат погружался глубже в атмосферу чем это было раньше. Самая низкая точка в 129,1 километра была достигнута 11 июля. Продолжительность этих «провалов» составляла около 100 секунд с максимальным динамическим давлением 0,75 Н на квадратный метр, что, вероятно, является рекордом для космического аппарата, уцелевшего после такого испытания. Месяц, с июня по июль, аппарат погружался в атмосферу, а потом совершил 15-дневный подъем, начиная с 12 июля, который завершился выходом на орбиту с перицентром в 460 километров. Ну, а с этой высоты начал естественное падение. В конце ноября попытались остановить это падение, но 28 ноября 2014 года связь прекратилась.
|
26. Сейсмические работы на Венере
Лучший способ узнать о недрах планеты вплоть до её ядра - взорвать что-то, зная мощность взрыва и расстояние до сейсмографа. Прекрасные результаты получились по Луне, где датчики сразу всех мест посадок "Аполлонов" отмечали колебания, когда срабатывали автоматические гранатомёты, посылавшие снаряды на точно определённое расстояние. И когда падали ступени "Сатурна" и отработанные взлётные ступени кораблей. Мощность удара, координаты - всё было известно точно.
С Венерой пока вопрос не улажен. Советские специалисты на полном серьёзе предлагали послать к Венере два аппарата - один с сейсмографом, другой - с атомной бомбой. Проект был отменён и "богиня красоты" избежала незавидной участи. Проекты с гранатомётами были и потом, но они никак не вписывались в конструкцию, более мирные дела откладывали сейсмографику. Интересно, что на СА "Венеры-13" и "Венеры-14" сейсмометры, якобы, были, но никаких данных не сообщается. Да и что можно отследить за час-два, когда сам аппарат бурит и измеряет, а его в то же время внешняя среда понемногу корёжит.
Но дело продолжается. Теперь уже в США. Там спроектировали интересный аппарат, который делает сейсморазведку в беспосадочном режиме. Разумеется, нужна атмосфера, она передаст дрожь недр. И плотная атмосфера Венеры подходит для этого прекрасно. Фото справа - такие аэростаты с датчиками инфразвуковых волн уже летают (на Венере их место на 50-километровой высоте). В 2017 НАСА уронило груз массой 13 тонн с высоты 1,5 метра, 19 декабря 2018 взорвали 50 тонн взрывчатки на глубине 300 метров около Пахрампа, штат Невада, вызвав землетрясение в 3-4 балла. Похоже, что взят курс на регистрацию естественных землетрясений. Но от них и до искусственных - рукой подать.
|
27. Полярная венерианская орбита
Есть существенное различие между полярными орбитами Земли, Венеры и прочих миров. На Земле всё просто - отказываясь от скорости вращения Земли, можно вывести на полярную орбиту массу, примерно на 10-20% меньше. Это неприятно, зато "приобретается весь мир" - за сутки вся планета может быть осмотрена спутником. Но при выведении на орбиту ИС другой планеты земные неудобства и достоинства исчезают, всё зависит от параметров вращения другой планеты. Венера вращается очень медленно и в противоположную сторону, наклон к эклиптике всего 3°. Поэтому а) КА, летящему в плоскости эклиптики, удобнее выйти на экваториальные орбиты, б) откорректировав траекторию точно, можно вывести КА и на полярную орбиту, в) если не корректировать орбиту, надо работать не менее 243:2=121,5 дней, чтобы планета сделала оборот и предоставила для осмотра всю поверхность. Именно в долгосрочности поддержания параметров полярной орбиты и кроется её смысл.
Полярная орбита на Венере нужна для ИС, составляющих карту поверхности Венеры и совершенно безразлична для ИС, служащих ретрансляторами. И очень-очень нужна для ИС, следящих за атмосферой Венеры, на полюсах - самое интересное (но об этом потом).
Ещё надо учесть, что орбиты ИС Венеры строились примерно одинаково - период обращения - 24 часа, в перицентре КА опускался к самой кромке облаков, выполняя измерения, затем уходил в апоцентр, за 60 тыс. км, чтобы отослать данные на Землю.
Первые ИС Венеры - ретрансляторы "Венера-9" и "Венера-10" наклон орбит имели незначительный, третий ИС Венеры - американский "Пионер-Венера-1" требовал большего. Наклон орбиты ~105°, что на полярную никак не тянет. Важно при такой орбите и то, где находится точка перигея, иначе никакого смысла в полярной орбите нет. И был он всего на 17° с.ш. В данном случае это важно, а вот у "Магеллана" точка перигея была над экватором, но аппаратура была иная и это обеспечивало максималуную трассу сканирования - 16 тыс. км.
4-й и 5-й ИС Венеры - типичные "полярники". Это "Венера-15" и "Венера-16". Несчастливые аппараты. Поэтому - чуть истории. Говорят, КА для радиолокации Венеры предложил ещё в начале 70-х А.Т.Базилевский. Локатор бокового обзора уже был создан и отработал на Земле и даже по Луне (но с Земли) успешно. Почему локатор назван именно "бокового обзора"?
С ИС посылается сигнал и принимается ответный. Зная скорость распространения радиоволн и время его отсутствия, можно высчитать расстояние до объекта. Но направление до объекта неизвестно, реально лишь определить область, из которой вернулся сигнал. Однако из-за эффекта Доплера обратный сигнал будет иметь другую длину волны. Можно определить район отражения. Два района пересекаются в двух точках, только из данных точек мог прийти сигнал. Чтобы избежать неоднозначности, приёмную антенну немного отворачивают вбок от трассы полёта (на этих КА на 2,5°). И тогда получаем точные координаты места, откуда пришёл отражённый сигнал. Измерив мощность отражённого сигнала, мы получим яркость этой точки в условных величинах. Этот способ и дал название: радиолокатор бокового обзора. Для привязки по высоте на станцию установили высотомер. Заодно создавалась и альтиметрическая карта Венеры - аналогичная по способу «Пионер-Венеры-1».
Доктор наук О.Н.Ржига предложил применить этот способ для Венеры ещё в 1972 году. Идею отвергли, как фантастическую, но в 1975 году удалось заинтересовать Келдыша. С сегодняшних дней кажется, что новаторские идеи советских мечтателей вырубали какие-то ретрограды-старообрядцы. На самом деле вещь по тем временам была совершенно революционной. Первым космическим радиолокатором для построения изображений поверхности Земли была аппаратура космического аппарата Seasat-A (США). Аппарат был запущен на околополярную орбиту высотой 800 км в июне 1978. Радиолокатор имел рабочую длину волны 23 см и горизонтально поляризованное излучение, угол визирования поверхности был фиксированным и составлял 20 градусов от надира. Ширина полосы захвата РСА Seasat, т.е. ширина участка местности, попадающей на изображение, была 100 км, а разрешение приблизительно 25 метров. Результаты привели в восторг и в разных странах подобное начали создавать. А тем временем в СССР...
Келдыш, дал "добро" и работа пошла. Но не столь бойко, как хотелось бы. 17 ноября 1975 года вышло решение Министерства общего машиностроения и АН, посвящённое программе исследования Венеры на период 1978-1980 годов. Его утвердили постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 4 декабря 1975 года. Планировался запуск трёх аппаратов в 1980 году. Один должен был снять район вдоль экватора шириной 44 градуса, а два других аппарата, с учётом перекрытия, 41 градус от экватора. При этом предполагалось получить разрешение порядка 800 метров.
Но экваториальная станция позже была отменена.
В середине 1976 г. были определены предварительные исходные данные для картографирования поверхности Венеры, а в начале 1977 г. утверждено решение о формировании межведомственной рабочей группы разработчиков. Запуск станций был назначен на 1981 год.
И - не вышло. НИИ и фирмы отказывались от разработки, либо называли сроки, при которых запуск аппаратов в стартовое окно 1981 года становился невозможным. А хотелось опередить американцев, которые делали то же самое по проекту VOIR и собирались запустить его в 1983 году.
"Пионер-Венера-1" вышел на орбиту Венеры ещё в 1978 году, но он особо не котировался - простенький аппарат, оснащённый радиовысотомером, просто тестовый полёт для отработки методов для VOIR. "Пионер" делал на Венере свои редкие точечные измерения и вдруг неожиданно уже к 1980 году появилась первая карта Венеры. Была она не менее грубой, чем "карта суши" от Птоломея, но она была! Названия на планете, даваемые ещё радиоастрономами, стали множиться. Оставалось надеяться, что советские аппараты окажутся зорче.
О разработке аппаратов удалось договориться с главным конструктором ОКБ МЭИ А.Ф. Богомоловым. Да и то благодаря анекдотической ситуации. ЗУ (запоминающее устройство) большой мощности должно было делать львовское НПО. Его директор отказался наотрез и, думая, что говорит с зам.министра радиопромышленности, наговорил про Багомолова всяких гадостей. Но слушал всё это как раз Богомолов, взявший трубку, который, выслушав мнение о себе самом, кротко спросил: "Так ты согласен?" И тому пришлось согласиться.
Между тем результаты "Пионер-Венера-1" уже были известны и были выбраны параметры картографирования Венеры: два аппарата картографируют только северное полушарие, как наиболее интересное. За 4 месяца надеялись отснять 12% поверхности - это была основная задача. Затем Венера уходит за Солнце и есть сомнения, что аппараты это переживут.
Выше, в отделе по приоритетам сферы действия Солнца я рассуждал, где проходит грань между полярной и неполярной орбитами. Кратко - оба полюса должны быть видны с наименьшей возможной орбиты. Получилось порядка 78°. Но то для оптического КА. Для радара, чтобы хорошо видеть полюс, нужно пролетать почти над ним, чтобы он оказался в полосе сканирования (примерно не далее 50 км). Но это свойственно для более ранних радаров, т.н. панорамных, которые тупо сканировали свою трассу впереди или прямо внизу. Локатор бокового обзора, смещённый на 2,5° требовал орбиты либо 87,5°, либо 92,5°, иначе полюс не попадёт в полосу сканирования. Именно поэтому наши аппараты вывели на орбиту в 87,5°. И, как оказалось, напрасно (но об этом ниже)
Разработчики оказались правы - за 4 месяца до старта платформы КА (их минимально переделали) были готовы, а радара не было. Было предложение - ограничиться одним аппаратом, а второй запускать в 1983 для картографирования южного полушария. Столь резко менять планы "партии и народа" в СССР было не принято, автор предложения получил выговор на парткоме, штурмовщина продолжалась и за 1 месяц до старта закончилась полным фиаско - старт перенесли на 1983 год. Но и в этом году станции просто обязаны были потерпеть неудачу. Их спас ИСЗ "Астрон", запущенный в конце марта 1983 года. Он был сделан на той же платформе и сразу вошёл в режим автоколебаний, а сигнал оказался слабее в 1000 раз. Станции успели переделать и они были запущены в начале июня 1983 года. Конкурентов у них не было - VOIR отменили по чисто финансовым причинам. Уже при подлёте к планете обнаружилась одна пикантность - разработчики считали станцию абсолютно симметричной, они не видели разницы между наклонами орбит 87,5° и 92,5°. Но нет, спохватились - не всё равно! Надо выводить на орбиту с наклонением 92,5°! Поздно - оба аппарата уже отправили на 87,5°. Полюс мог бы остаться неосмотренным, но выход нашли - наклоняли сами аппараты, при этом разрешение, конечно, падало, показания высотометра приходилось пересчитывать. Слева всё это видно на рисунке из прекрасной книги Павла Шубина (2 изд.).
10 и 14 октября обе АМС вышли на орбиту ИС Венеры с параметрами 900 х 65000 км, наклон 87,5°, период 24 часа. Это полярная орбита, хотя 90° она не получилась из-за ошибок операторов. Важнее было то, что оба ИС летали в одной плоскости, ведущей была "Венера-16", через 3 дня там же проходила и "Венера-15", уточняя съёмку или восполняя всякие лакуны.
В 1990 году на полярной орбите появился американский "Магеллан" - 85,5°, в 2006 - европейский "Венера - Экспресс" - 89,6°. «Акацуки» вышел на ретроградно-экваториальную орбиту в 172°
|
28. Стыковка на орбите Венеры
Когда и зачем - пока не знаю. Есть, собственно, планы доставки образцов с поверхности Венеры на ретро-перелётный модуль, но это и всё. Зато как изящно всё описано у фантастов...
Сильный толчок прервал его. Что-то визгливо заскрежетало по обшивке. Кают-компания качнулась.
- Это еще что такое? - пробормотал Дауге.
Глаза Быкова встретились с остановившимся взглядом Крутикова. На лбу штурмана заблестели мелкие бисеринки пота.
- Принимай гостей, Михаил Антонович! - весело крикнул Богдан из коридора. - Бесы неуклюжие!
Дауге шумно выдохнул воздух, а Михаил Антонович дрожащей рукой полез в карман за платком.
- Именно бесы, - сказал он хрипло, с трудом переводя дух. - Этак человека можно на всю жизнь калекой сделать... заикой...
Он сунул платок обратно в карман и, цепляясь за шнуры, быстро выбрался за дверь. Дауге недовольно пробормотал:
- Почти каждый раз получается такая штука, и каждый раз у меня сердце уходит в пятки.
- Да что случилось?
- Причалила ракетка с «Циолковского». Межпланетное такси, изволите видеть. Лихачество... Вероятно, прибыл засвидетельствовать свое почтение Махов...
Стругацкие. "Страна багровых туч" 1959 год
|
29. Современная карта Венеры
Выше, в рассказе о полярной орбите, я назвал аппараты "Венера-15" и "Венера-16" "несчастливыми". В самом деле - делали их на пределе возможностей советской промышленности, много труда, очень дорогие (пара "Протонов" чего только стоит), а первую карту Венеру составил "Пионер-Венера-1", а крайнюю, наилучшую - "Магеллан". Спора нет, советские радары превзошли радиовысотомер "Пионер-Венеры-1", но он опередил их на 5 лет и карты, им составленные, были вполне сносные. Советские ИС обследовали примерно четверть поверхности Венеры с разрешением" 0,9-2,5 км.
Магеллан" же делался одновременно с советскими аппаратами. Точнее - в 1983 в НАСА решили вернуться к проекту VOIR в упрощённом варианте (экономить!). Аппарат понесёт лишь 1 прибор (радар). Собран аппарат был на 70% из запчастей, оставшихся от разных миссий (экономия!). Антенна сохранилась ещё с 60-х, от миссии "Маринер-9". Запуск планировали на 1986, случилась катастрофа "Челленджера", готовый аппарат опять остался ржаветь на Земле, запущен в 1989, сделав полтора витка вокруг Солнца (мощности РБ не хватало, чтобы лететь быстрее), в 1990-м прибыл на орбиту ИС Венеры. Регулярная радиолокационная съемка началась 14 сентября 1990 г. Она выполнялась, когда аппарат, двигаясь по вытянутой эллиптической орбите, находился близ перицентра (а он был в районе экватора). За 37 мин «Магеллан» снимал полосу поверхности (слева от трассы) шириной 25 км и длиной около 16 000 км. Одновременно проводились измерения высоты аппарата над поверхностью. За это время угол обзора поверхности радиолокатором плавно менялся. В перицентре он равен 50°, а в районе полюсов, где съемка велась с высоты 2100 км, угол уменьшался до 18°. При этом отраженный сигнал не ослабевал с удалением аппарата от планеты. После завершения цикла съемки «Магеллан» совершал разворот, направляя антенну радиолокатора на Землю, и в течение 112 мин передавал информацию с магнитных накопителей. К 15 мая 1991 года съёмка была закончена. 83,7% поверхности планеты легли на карту с разрешением в 100-250 м/пиксел. Это было на порядок лучше, чем на советских аппаратах. Что такое "на порядок" - понять можно, а представить сложно. Поэтому лучше сравнить.
При этом "Магеллан" был один против двух "Венер" и значительно меньше по массе. И канал связи по параметрам был лучше на порядок. Вопрос вышел за границы науки и техники - он стал политическим, наглядно демонстрируя сравнение электроники двух сверхдержав. Впрочем, в 1991 году в СССР было уже не до карт Венеры, но и это сравнение внесло свою лепту.
Кратер Голубкина. Слева - изображение с "Венер", справа - с "Магеллана"
Справа - с "Венер", слева - с "Магеллана"
В 1992 "Магеллан начал вторую фазу съёмки, потом третью, четвёртую. На карту было положено 98% поверхности с разрешением 100 метров/пиксел, 21,3% поверхности было охвачено и стереосъёмкой.
Четверть века учёные разгадывают загадки карты, сделанной "Магелланом". Вот, например, на смену марсианским каналам пришли венерианские:
Канал длиной 6750 км совершенно одинаковой ширины - 1,75 км. Он пересекает возвышенности и впадины, совершенно не меняя ширину. Будь он на Марсе, его непременно сочли бы рукотворным. | А как тяжко было путешествовать по Венере совсем недавно (до "Магеллана")!
Безусловно, хорошей карты Венеры не существует, по крайней мере, я такой не видел.
Эдгар Берроуз. "Побег на Венере". 1946 год
Под его башмаком, вдавленный в пыль, зашуршал лист бумаги — когда-то белый, теперь заляпанный желтой грязью, мятый, с рваными лохматыми краями. Но на нем еще можно было различить и черную лепешку Голконды, и кольцо болота, и маленький красный кружок юго-восточнее грязевого кратера. Если бы Михаил Антонович знал собственные координаты, он бы сразу увидел, что "Хиус" стоит в этом кружке. Анатолий Борисович Ермаков, командир лучшего в мире планетолета, ошибался редко. Он и здесь ошибся только на несколько километров…
Стругацкие. Страна багровых туч" 1959 г. |
Не только карты смог сделать "Магеллан". Вполне реальные изображения крупных объектов. Это гора Маат. Вот цвет радар не передаёт. Поэтому цвет взяли с советских аппаратов "Венера-13" и "-14".
|
Конан-Дойль. "Ужас высот". 1913 г
Если на Земле когда-то смотрелось вполне правдоподобно, то почему не может быть на Венере? |
30. Аппарат для поиска жизни на Венере
Странное дело - на Марсе уже полвека, нет, уже 60 лет автоматы ищут хоть какие-то бактерии, ну, хоть их древние останки. Теперь затеяли поиск жизни в подлёдных океанах систем Юпитера и Сатурна, вот с Венерой какой-то облом. И ведь первые аппараты полетели к Венере, когда были в ходу мечты о динозаврах и океанах. Вот датчики морских волн ставили, а анализатор какой-то органики - нет. А потом, ну измерили жару (давление бактериям пофигу), конечно, органики на поверхности нет. Но в недрах (ах, да, трудно добраться) и в атмосфере - тут как раз никаких проблем. Воды мало, ультрафиолет, серная кислота, но всё это жизнь может освоить. В верхних слоях земной атмосферы бактерии как раз есть, в кипятке и самых жутких растворах - есть, вполне правдоподобна жизнь на другой основе. Уже утвердили положение, что древний океан на планете был. И был он вполне комфортный для жизни. И жизнь умеет невероятно цепко сохранять существование и меняться. Но ни один аппарат не искал жизнь на Венере. Причём, Ксанфомалити убедительно показывает разных скорпионов, собравшихся поглазеть на аппараты "Венера-13" и "Венера-14". Я считаю, что Ксанфомалити настолько заслуженный учёный, что имеет право заблуждаться. При наличии ветра и несовершенстве аппаратуры можно увидеть и не такое. Но - было бы так интересно дожить до крушения незыблемых теорий, до чего-то сногсшибательного...
И конечно, тайна «Викинга VI». Даже сейчас никто не в состоянии отыскать какой-либо смысл в последних показаниях приборов, перед тем как что-то огромное и тяжелое раздавило аппарат.
И не говорите мне о примитивных формах жизни! Все, что здесь выжило, стало настолько изощренно-сложным, что мы по сравнению с ними, возможно, выглядим такими же неуклюжими, как динозавры...
Артур Кларк. Кассета бессмертия. 1970 г.
Это о Марсе, но разницы - никакой.
Похоже, положение меняется.
2002 год - Грац, Австрия, астробиологическая конференция. Дирк Шульце-Макух и Луи Ирвин, выступившие с докладом, заявили, что облака Венеры содержат химические соединения, которые намекают на наличие какой-то биологической активности. Они указали на интересные особенности химического состава капель венерианских облаков. Отклонения можно объяснить существованием там микроорганизмов.
В облаках обнаружили диоксид серы и сероводород. Эти газы реагируют друг с другом, значит их запасы пополняются. Также там нет монооксида углерода. Какой-то процесс удаляет этот газ. Заманчиво свалить такие непонятки на живые организмы, существующие в венерианских облаках. Пусть они используют для своего метаболизма такие соединения.
Однако ультрафиолет, излучаемый Солнцем, органику убивает. Но бактерии могут создать плёнку на основе соединений серы. Кроме того, на Земле нашли бактерии, которые успешно освоили ультрафиолет.
Вывод - надо отправлять зонд для проверки этих идей. Совершенно никаких препятствий, кроме финансовых. Возможно, (говорят) есть шанс включить поисковики венерианской жизни в проект "Венера-Д". Доделают же её когда-то.
14 сентября 2020 год. Объявлено, что учёные Кардиффского университета (Великобритания) и Массачусетского технологического университета (США) обнаружили в атмосфере Венеры газ фосфин, который может иметь биологическое происхождение. На Земле его производят бактерии, которые не нуждаются в кислороде. Кроме того, кислотные облака Венеры должны бы разложить фосфин, если он есть, значит его запас пополняется.
Октябрь 2020 года. Объявлено об обнаружении глицина. Короче - надо поторопиться, Венера может быть вполне обильна жизнью.
|
РН "Молния" и "Венера-1" в музее
а оригинального фото "Венеры-0" вряд ли сохранилось
Попытка нарисовать, как выглядел "Спутник-7"
 |
31. Первая попытка запуска КА к Венере
Первый блин, как и положено, оказался комом. В 50-х-60-х все первые блины неизменно оказывались в таком виде. За исключением Первого спутника (и это символично).
4 февраля 1961 года в 01:18:04 (на космодроме уже утро) из Байконура стартовала ракета «Молния» (8К78) с аппаратом 1ВА №1. Он был точно таким же, как прославленная "Венера-1", но так и не получил названия, остался под тусклым номером, хотя до космоса всё же долетел. Даже "Венера-0" его не называют. Наверно, потому, что подобных неудачных запусков было много. Сама ракета впервые добралась до космоса (с третьей попытки). Так что это был почти успех. Но не запустилась 4-я ступень (она же РБ - разгонный блок, вопрос терминологии). А о причине лучше Бориса Чертока никто не расскажет:
Последние сообщения из Уссурийска: четвертая ступень -блок "Л" - как будто отделилась, но неточно, будут перепроверять. Теперь все мчатся на ВЧ-связь на вторую площадку. Туда поступают через Одессу и Москву доклады с кораблей. Нет, не суждено было и на этом третьем пуске проверить хотя бы четвертую ступень. Три ступени предположительно отработали нормально! Наконец-то вышли на "пунктир", то есть на орбиту ИСЗ. Дальше пошли сообщения путаные, но уже было ясно, что четвертая ступень в нужное время к Венере не уйдет. Тут же была создана комиссия для детального расследования под моим председательством, и мне же было поручено форсировать подготовку к пуску 1ВА № 2.
Процесс исследования причин аварии первого пуска по Венере в моей комиссии начался с конфликта между "подследственными": системой управления носителем, которую защищал Финогеев, системой электропитания, за надежность которой ручался Иосифьян, и конструкторами нашего ОКБ-1, которых Королев обещал отправить "в Москву по шпалам", если они виноваты в неотделении блока "Л" от блока "И".
Выручили всех телеметристы. Борис Попов принес графики, построенные по донесениям с Камчатского измерительного пункта. Была очевидна причина - отказ в конце участка работы третьей ступени машинного преобразователя тока ПТ-200. Этот преобразователь обеспечивал питанием систему управления блока "Л", и авария полностью объяснялась его отказом.
Разработчик ПТ-200 Иосифьян спросил:
- А где стоит мой преобразователь?
После недолгого замешательства выяснилось, что ПТ-200 установлен на раме, соединяющей блок "И" с блоком "Л".
- Что же вы хотите? - возмутился Иосифьян. - На работу в вакууме эта электрическая машина не рассчитана. Очевидно, вышли из строя подшипники либо сразу, как наждаком, сточились на коллекторе угольные щетки. Скорее всего и то и другое. Я разрешения на эксплуатацию этой машины в вакууме не давал!
Получалось, что виноват Финогеев, который использовал ПТ-200 в своей системе, не согласовав условия его применения с разработчиком, и я, отвечающий за "курирование", то есть контроль за действиями всех, по королевской терминологии, "заржавленных электриков".
Скрыть от мира запуск ИСЗ было невозможно - пошли сообщения о неудачном запуске космонавта. ИСЗ по размерам и массе (около 7 тонн) вполне подходил для подобных измышлений. Поэтому СССР объявил о запуске тяжёлого ИСЗ в экспериментальных целях, заодно объявив о рекорде массы ИСЗ на орбите. Когда через неделю стартовала "Венера-1", у экспертов не осталось сомнений в истинном назначении ИСЗ. "Тяжёлый спутник" сгорел в атмосфере через 22 дня.
У США тоже с первого раза не получилось - 22 июля 1962 года не удалось даже добросить до орбиты.
И всё же это реперные точки, показывающие начало полётов к Венере и возможности и желания государств. СССР был первым. США могли бы его опередить на целых 19 месяцев - готов был аппарат, готова была ракета, однако надёжность и того и другого была столь мала, что предпочли не подрывать престиж НАСА и аппарат запустили просто в просторы Солнечной системы. Это "Пионер-5". И сработали РН и аппарат вполне прилично, заработав приоритеты и рекорды, но не в области Венеры...
А вот в фантастике все космонавты до Венеры стартуют исключительно удачно на совершенно немыслимых и ни разу не проверенных аппаратах. Пожалуй, единственной вещью, что я помню, посвящённой неудачному запуску (да и то с некоторым сомнением) вот это. С указанием точной даты. Забавно, что там есть такая фраза (действие происходит в 1920-м):
— От цю штуку вы читали? — «Исследование мировых пространств реактивным способом» — Циолковского. Ни? Так я вам должен сказать, что Годдарт и Обэрт этому хлопцу в подметки не годятся…
Книга Оберта вышла в июне 1923 года, а в 1920-м Оберт был простым студентом, никому не известным. Да и про Годдарда в среде русских беженцев вряд ли знали, он только что издал свою брошюрку.
Двадцать второго сентября 1921 года на острове Шипан в Адриатическом море произошло событие, которое только по причине преступления до сих пор неизвестно цивилизованному миру.
...
Может быть, где нибудь: на таинственных ли высотах Тибета, во льдах-ли полюсов, в пустынях ли золотой Африки вам попадутся на глаза обломки аэроплана-ракеты на кузове которого не по праву написано огромными буквами из остатков посольской платины "Междупланетная ракета Фредерико Главича"...
Известие о такой находке сулило бы мне только душевный покой...
|
32. Съёмка поверхности Венеры с высоты
Имеется ввиду фотосъёмка (желательно видео) при посадке или хотя бы с высоты в сотни метров. Это совсем иной ракурс. Пока есть несколько панарам с поверхности, где рефракция сильно искажает перспективу и хорошо видно только на расстоянии метров. И есть съёмки с орбиты - в ИК-диапазоне и радарные картинки. Увы, это информативно, но подлинную картину нового мира не показывает. Не случайно Нодар прославился, сфотографировав Париж с высоты - совершенно по иному предстаёт вроде бы знакомый мир. А Венера - мир ещё не очень знакомый. Раньше считали, что облака (или пыль) могут быть до поверхности, даже не пытались что-то фотографировать при спуске, но затем определили, что облака ходят где-то на уровне 29 км и даже пытались поставить фотоаппаратуру на СА, но она не вписывалась в конструкцию и от неё отказались. Но желание осталось. И вот буквально вчера (1.07.2020) в очередной раз мелькнуло соощение:
МОСКВА, 1 июля. /ТАСС/. Отдел оптико-физических исследований Института космических исследований (ИКИ) РАН прорабатывает возможность установки камер на автоматическую станцию "Венера-Д", которые смогут снять панораму поверхности планеты и видео посадки. Об этом сообщил ТАСС заведующий отделом Роман Бессонов.
"Мы предварительно проработали для "Венеры-Д" камеры, которые смогут снять панораму планеты и посадку", - сказал Бессонов.
По словам ученого, с технической точки зрения телевизионная система для "Венеры-Д" будет отличаться от лунной. В частности, камеры будут установлены внутри космического аппарата для защиты от высоких значений температуры и давления на поверхности планеты. Объектив по сути планируется разделить на две части. "Передняя часть будет установлена снаружи, за ней - световод и задняя часть объектива", - отметил Бессонов.
Раньше 2029 года аппарат на Венеру не пошлют, время есть. Было бы неплохо сделать отделение при посадке парашютика с круговой фотокамерой. Ну, хоть на минутный ролик. И, желательно, в реальном времени. Увидели бы что-то такое:
|
33. "Венерианский метеоролог"
Первые два ИС Венеры были ретрансляторами, следующие 4 - радарными картографами. Лишь седьмой занялся атмосферой Венеры всерьёз. Конечно, все предыдущие аппараты могли как-то атмосферу исследовать. Практически все аппараты заходят за горизонт Венеры относительно наблюдателей с Земли, значит происходит важный эксперимент по радиопросвечиванию атмосферы, для которого ничего, кроме передатчика, не надо. Кроме того, есть много способов узнать об атмосфере разными косвенными путями. Даже "Магеллан", не имевший приборов, кроме радара, прислал ценные данные (ценой своей жизни, между прочим), тормозясь в верхних слоях атмосферы. Но всё это не идёт ни в какое сравнение с теми знаниями, которые доставил нам европейский "Венера - Экспресс". Для изучения атмосферы важен глобальный охват (полярная орбита), сканирование атмосферы до самой поверхности, много фотоснимков в разных диапазонах и главное - долгое, очень долгое наблюдение, чтобы выявить процессы. И всё это у него было.
Интересно то, что 9 ноября 2005 года первый европейский аппарат к Венере стартовал с той же площадки, с которой в 1961 году была запущена "Венера-1". Вообще в истории создания и старта было немало забавного. Ещё не отлетел на Марс не менее знаменитый "Марс - Экспресс", как рачительные европейцы заинтересовались, куда девать его запчасти и прочий хлам, стоивший немало денег. Вполне хватало на новый аппарат, но не очень отличавшийся от марсианского. В 2001 году был объявлен конкурс проектов. Из 9 проектов один был венерианский. Его и выбрали. И правильно сделали. Опять же в целях экономии в проект были вовлечены советские учёные и куплены российская РН, российский РБ "Фрегат" и арендована площадка на Байконуре (всё купленное у России, естественно, российским не считается). Приборы, конечно, пришлось делать заново, но часто это были просто модифицированные образцы прошлого, в том числе и советского наследия. Революционным прибором была только камера VMC (Venus Monitoring Camera). Она могла видеть поверхность сквозь облака и заниматься картографией. Но лучше этот приоритет отдать "Галилею" - это он, совершая гравиманевр у Венеры, нашёл "окошечко" прозрачности - 1,18 мкм (ИК-спектр). Это очень важно в смысле привязки турбулентности атмосферы к рельефу. А ещё можно по альбедо определять типы горных пород. В отличие от радиолокационных ИС потребовалась точная полярная орбита, 11 апреля 2006 года аппарат вышел на орбиту с наклонением 89,6°, затем апогей был снижен, периjд установлен (уже "как обычно") в 24 часа и работа началась. Срок работы для аппарата определяли в 500 суток, но проработал он более 8 лет. Интересного было выявлено много, получены прекрасные снимки полярных циклонов, подтверждена теория потери атмосферой воды, зафиксированы вулканы и грозы... Этот аппарат был первым, который работал у Венеры во время её транзита. Транзит Венеры по диску Солнца - явление редкое - каждые 243 года повторяются 4 прохождения: два в декабре (с разницей в 8 лет), затем промежуток в 121,5 года, ещё два в июне (опять с разницей 8 лет) и промежуток в 105,5 года. К транзиту 2004 года аппарат не успел, а при транзите 6 июня 2012 года присутствовал. Очередное будет в 2117 году. Напоследок, в июне 2014 года (когда топливо заканчивалось), аппарат окунули в атмосферу до высоты 130 км. Там он собрал ценные сведения, тормозился и даже нагрелся, но не был добит, как "Магеллан", а на остатках гидразина поднят до высоты перигея в 460 км и оставлен доживать. Прожил он после этого недолго. 28 ноября 2014 года аппарат потерял возможность устойчивой связи, последний сигнал с него был принят 18 января 2015 года с высоты в 123 км.
Полярный циклон в ИК- и УФ-
Последний путь
|
Пилотируемый полёт на Венеру имеет давнюю историю. Даже если не учитывать сказки фантастов. Ещё не было отрядов космонавтов, никаких космических кораблей вообще, а Королёв создал в отделе №9 Феоктистова сектор под руководством Г.У. Максимова для проектирования ТМК - тяжёлого межпланетного корабля. Выводить в космос и разгонять к планетам должна была ракета Н-1. Более того - не корабль ориентировался на возможности ракеты, а она создавалась с учётом возможности отправить космический корабль на гелиоцентрическую орбиту. Корабль тогда мыслился достаточно простым, космонавты (трое) должны были просто вытерпеть невзгоды в тесной каюте в течение года.
