Дотягнутися до Венери

Рівно 51 рік тому, 16 листопада 1965 року, із Землі стартував радянський космічний апарат «Венера-3», який вперше в історії людства досяг поверхні іншої планети. N+1 згадує подробиці радянської космічної програми, в рамках якої дослідникам вдалося перевернути сучасні уявлення про Венеру.

"Венера-1": раніше Гагаріна

Наукове вивчення Венери почалося XVII столітті, коли Галілео Галілей вперше розглянув планету в телескоп. Ще майже століття, в 1761 році, Михайло Ломоносов, спостерігаючи за проходом Венери по диску Сонця, побачив у планети атмосферу і припустив, що над її поверхнею можуть дрейфувати масивні хмари. Але про справжнє дослідження Венери не йшлося доти, поки радянські астрономи та конструктори, натхненні своїм першим успіхом — запуском на орбіту Землі першого штучного супутника, не задумалися про відправлення супутника до сусідньої планети.

Перший міжпланетний космічний апарат для польоту до Венери був розроблений і збудований менше ніж за чотири роки. Зонд отримав нехитру назву «Венера-1», проте через секретність проекту космічний апарат змінив кілька імен, побувавши «важким супутником 02» та «супутником 8».

Старт ракети із зондом було призначено на 4 лютого 1961 року, але запуск пройшов невдало. Через відмову розгінного блоку апарат було виведено лише на низьку навколоземну орбіту. Втім, радянська влада зі зрозумілих причин не стала оголошувати про аварію, а, навпаки, повідомила про успішний пуск «важкого супутника 01», який виконав усі завдання, що стояли перед ним.

Зонд зробив кілька витків навколо Землі й увійшов до щільних шарів атмосфери, де, як передбачалося, повністю згорів.Однак через два роки, влітку 1963 року, хлопчик, який купався в сибірській річці, знайшов дивний предмет: це була захисна капсула з медаллю, яку «важкий супутник 01» мав доставити на Венеру Батько хлопчика відніс знахідку в міліцію, звідти вона потрапила до КДБ. і вже після цього повернулася до конструкторського бюро, співробітники якого дуже здивувалися тому, що медаль уціліла.

Другий старт був призначений буквально через тиждень. місяця після запуску цього зонда.

«Венера-1» являла собою циліндр зі сферичним наконечником, з боків до апарату були прикріплені дві сонячні батареї, а вінчала корпус велика параболічна антена для зв'язку з Землею. лічильником Гейгера. 643 кілограми.

У той час про Венеру було відомо вкрай мало, і багато припущень вчених були помилковими. Наприклад, планетологи вважали, що під густими хмарами планети є великий океан. Однак своєї мети апарат так і не досяг - на сьомий день польоту Центр управління втратив зв'язок зі станцією. час «Венера-1» відлетіла від Землі лише на два мільйони кілометрів, не подолавши й третини шляху.

"Венера-3": прорив

Інформація про політ "Венери-1" лягла в основу нових апаратів - "Венери-62А", "Венера-63А" та "Венера-64А", які розроблялися як універсальні міжпланетні зонди. Проте жодна із цих станцій так і не виконала свою програму.

У серпні 1962 року до Венери було запущено американський апарат «Марінер-2», який «завис» всього за 34 тисячі кілометрів від планети. Зонд виміряв температуру поверхні, і вона, попри очікування вчених, виявилася екстремально високою. Раніше вважалося, що венеріанський світ дуже схожий на молоду Землю, дослідники були впевнені, що на планеті є великі моря та густа екзотична рослинність. Однак отримана інформація не тільки перевернула уявлення про планету, а й породила ще більшу кількість загадок.

Після успіху американців радянські планетологи зайнялися розробкою нових космічних апаратів, здатних не лише долетіти до Венери, а й опуститися на її поверхню, а точніше врізатися в неї. У листопаді 1965 року було запущено зонди «Венера-2» та «Венера-3». Вони досягли планети, проте через інтенсивне сонячне випромінювання їхня електроніка вийшла з ладу ще на підльоті, тому жодних даних вони передати не змогли. Проте політ ознаменувався справжнім проривом, оскільки «Венера-3» стала першим в історії людства космічним апаратом, який опинився на поверхні іншої планети. Другий зонд пролетів на відстані лише 24 тисячі кілометрів від Венери і вийшов на орбіту навколо Сонця.

Наступним завданням стало м'яке приземлення не Венеру. Ця місія була покладена на Венеру-4. Основною проблемою, з якою зіткнулися конструктори, стала відсутність даних про тиск на поверхні планети.Вчені точно знали, що Венера має атмосферу, проте цим знання обмежувалися. Попередні математичні розрахунки сильно різнилися — хтось вважав, що тиск на поверхні дорівнює половині земного, а хтось стверджував, що кілька сотень земних значень. Крім того, невідома була висота та склад газової оболонки навколо Венери. Перебуваючи у повному невіданні, конструктори вирішили побудувати зонд, розрахований на тиск у 15 земних атмосфер.

«Венера-4» складалася з орбітальної станції і модуля, що спускається. Перша мала циліндричну форму і була начинена різними приладами, сонячними батареями, антеною та навіть магнітофоном для автономного запису параметрів польоту та вимірювань. Модуль, що спускається, був виконаний у формі сфери, всередину якої поміщалися барометри, газоаналізатори і прилади для вивчення щільності атмосфери.

Зонд стартував з космодрому Байконур 12 червня 1967 року, а вже 18 жовтня модуль, що спускається, відділився і увійшов в атмосферу Венери на нічній стороні в районі екватора. Прилади успішно увімкнулися та почали вимірювання. Висотомір показав позначку 26 кілометрів, проте справжня висота в цей момент, як з'ясувалося пізніше, була близько 60 кілометрів. Зонд продовжував спуск доти, доки не був роздавлений тиском на висоті близько 28 кілометрів. На Землі ж вирішили, що зв'язок з апаратом було втрачено через сильний удар об поверхню.

Твердої "кірки" планети досягли лише залишки "Венери-4", проте станція встигла передати до Центру управління польотом важливі дані про газову оболонку планети. Виявилося, що тиск на поверхні майже в шість разів перевищує розрахунковий і складає близько 92 атмосфер.

Газоаналізатори "Венери-4" підтвердили теорію про відсутність на планеті життя - прилади показали, що атмосфера на 90 відсотків складається з вуглекислого газу. Кисень і водяна пара у венеріанському повітрі містилися в дуже малих кількостях.

Американські конструктори, у свою чергу, сідати на планету не поспішали, воліючи вивчати її атмосферу віддалено. Через два дні після Венери-4 з мису Канаверал був запущений апарат Марінер-5. У жовтні 1967 року зонд пролетів на відстані всього 3990 кілометрів від поверхні Венери і передав на Землю дані про магнітне поле, плазму і заряджені частинки в її атмосфері.

"Венера-7": м'яка посадка

Стало зрозуміло, перед тим, як посилати на Венеру апарат, здатний до м'якої посадки, необхідно уточнити інформацію про атмосферу планети. Зробити це із Землі було неможливо, тому конструктори в короткі терміни модернізували корпус і висотомір «Венери-4» і отримали новий апарат, основним завданням якого був збір даних під час спуску. Для підстрахування запустили відразу два однакові зонди – «Венеру-5» та «Венеру-6». Обидва апарати успішно увійшли в атмосферу та передали всю необхідну інформацію.

Після цього на Машинобудівному заводі ім. С.А. Лавочкина розпочали розробку «Венери-7», яка мала не просто приземлитися, а й опрацювати на поверхні не менше 30 хвилин при тиску в 150 атмосфер і температурі 540 градусів Цельсія.

Конструктори розробили принципово новий модуль, що спускається. Його корпус виготовили з титану, а не з алюмінієво-магнієвого сплаву, як було у Венери-4, Венери-5 і Венери-6.Також було повністю змінено склад приладового обладнання, а для запобігання удару під час посадки в нижню частину апарату вмонтували потужні амортизатори.

Зрештою маса станції виявилася на 100 кілограмів більшою за ту, яку могла підняти ракета-носій.

"Венера-7" стартувала з Землі 17 серпня 1970 року. парашутна система. Однак зонд все ж таки приземлився на нічний бік Венери і 20 хвилин пропрацював на поверхні.

Слідом за «Венерою-7» у подорож вирушила її старша сестра — «Венера-8». їй треба було приземлитися на денний, а значить, невидимий із Землі бік планети і виміряти освітлення.

Зонд запустили навесні 1972 року. Обладнання станції працювало ідеально - політ і посадка вперше від початку і до кінця пройшли в штатному режимі. Виявилося, що через хмари навіть на сонячній стороні Венери постійно панують сутінки, проте Фотографувати там все-таки можна. Поверхню планети в місці посадки вчені порівняли з гранітними породами на Землі.

Додаткові дані про атмосферу передав американський апарат Марінер-10, який був запущений в 1973 році. Пролітаючи повз Венеру на шляху до Меркурія, зонд встиг зробити кілька тисяч знімків планети, які показали, що її хмари перебувають у постійному русі. На підставі цих фотографій згодом було складено модель атмосфери Венери.

«Венера-9»: країна багряних хмар

Наступними апаратами у венеріанській місії стали близнюки Венера-9 і Венера-10. Їх конструкція відрізнялася від попередниць, а схема польоту стала складнішою: на підльоті до Венери від станції відокремлювався апарат, який спускався на планету, а сама станція виходила на орбіту навколо неї і ставала ретранслятором.

Модулі, що спускаються, успішно увійшли в атмосферу і, знижуючись на парашутах, зібрали всю необхідну інформацію. Через дві хвилини після посадки апарати розпочали передачу телевізійного зображення. Вперше в історії вчені змогли побачити поверхню іншої планети.

За допомогою спектрального аналізу вдалося встановити, що до поверхні Венери крізь щільні хмари доходять лише червоні та помаранчеві кольори, тому венеріанський день є помаранчевим напівтемрявою. Про це ще в середині 1950-х років здогадувалися письменники Аркадій та Борис Стругацькі, які у своїй фантастичній повісті «Країна багряних хмар» описували червоно-оранжеве небо Венери. Втім, в іншому фантасти помилилися - життя на планеті немає, хоча деякі дослідники і стверджували, що нібито знайшли на венеріанських знімках сліди деяких організмів.

Також апарати, що спускаються, взяли проби ґрунту, який виявився відносно молодим. Це говорило про те, що зовнішність Венери ще не сформована і на ній можуть діяти вулкани.

Через три роки, у вересні 1978 року, до Венери вирушили ще дві станції - Венера-11 і Венера-12. Вони повинні були дослідити ґрунт планети та передати зображення з її поверхні, проте на обох машинах не відкрилися кришки фотокамер, тому нових знімків із Венери на Землі не отримали.

У той же час успішним виявився пуск американських апаратів «Піонер-Венера-1», який передав на Землю безліч високоякісних фотографій поверхні з орбіти, і «Піонер-Венера-2», апарати якого спускалися в різних частинах планети і передали дані про склад атмосфери, а також виявили водяну пару і довели гіпотезу про парниковий ефект, що панує на Венері.

Невдала спроба передачі зображення змусила радянських конструкторів перевіряти ще раз системи відстрілу кришок фотокамер. Усього було проведено близько сорока випробувань, після яких механізми доопрацювали. Нові космічні апарати, що отримали назви Венера-13 і Венера-14, вирушили до сусідньої планети в жовтні 1981 року.

Модулі, що спускаються, успішно приземлилися, провели дослідження, передали чорно-білі та кольорові фотографії з поверхні і навіть вперше записали звук з іншої планети. Щоправда, через великий обсяг інформації, яку за короткий час потрібно було відправити на Землю, конструктори вирішили передавати не сам звук, а лише криву, яка описує частоту та рівень гучності. Потім цю інформацію потрібно було розшифрувати. Незважаючи на такий складний спосіб, на записі добре чути завивання вітру. Крім того, під час спуску в атмосфері було зафіксовано численні електричні розряди.

У 1983 році вивчення планети продовжили апарати Венера-15 і -16, які були розроблені на основі своїх попередників, однак мали абсолютно іншу програму досліджень. На цей раз вчені вирішили не садити станції на Венеру, а вивести їх на орбіту навколо планети та сканувати її поверхню. Зонди забезпечили радіолокаторами, за допомогою яких можна було просвічувати густі венеріанські хмари.

Частково завдання радіозондування Венери на той час вже виконав американський апарат «Піонер-Венера-1», проте для нього була недоступна приполярна частина планети. Та й гонка озброєнь диктувала свої правила, тому на вітчизняні космічні апарати встановили обладнання, здатне робити набагато детальніші знімки, ніж американське. Наприклад, «Венера-15» знімала поверхню з роздільною здатністю 1-2 кілометри, тоді як межею «Піонера-1» була планка 200 кілометрів.

Радянські апарати пропрацювали на орбіті близько восьми місяців, а роботи з розшифровки даних та складання карток зайняли ще чотири роки. Багато деталей поверхні планети отримали російські назви, пов'язані з героями народних казок, і навіть видатними людьми СРСР. Так, у північній півкулі Венери є Рівнина Снігуроньки, Каньйон Баби-Яги, а серед кратерів, для назви яких вибиралися переважно жіночі імена, є Ахматова — на честь Анни Ахматової.

"Вега-1": останні на Венері

Незабаром після успішних запусків апаратів Венера-15 і Венера-16 почалася розробка нових космічних станцій для польоту до Венери. Апарати отримали назви «Вега-1» та «Вега-2».У цій програмі вперше брали участь не лише радянські вчені, а й конструктори із ФРН, Австрії, Болгарії, Франції, Чехословаччини та Польщі. Підтримку також надавало Європейське космічне агентство та дослідники із США. Програма польоту була ускладнена і передбачала посадку модулів, що спускаються на поверхню, а також запуск в атмосферу планети метеорологічних зондів.

Станції прибули на Венеру у червні 1984 року і одразу розпочали роботу. Особливий інтерес для вчених представляли проби ґрунту, отримані апаратом «Вега-2», який уперше приземлився у гірському районі планети. Водночас аеростатні зонди розпочали своє плавання в атмосфері на висоті 53–55 кілометрів, де зосереджено основну кількість хмар. Апарати передавали дані про температуру, тиск, вітер і освітленість. Також їм вдалося зафіксувати яскраві світлові спалахи, які підтвердили теорію про потужні грози. Загалом зонди пропрацювали близько 46 годин.

Однак на цьому космічна одіссея "Вег" не закінчилася. Орбітальні апарати, зробивши останній виток навколо Венери, вирушили назустріч кометі Галлея, пролетіли повз неї на близькій відстані і вперше в історії сфотографували «хвостатий» космічний об'єкт. Після цього станції вийшли на орбіту навколо Сонця, де перебувають і зараз, щоправда, вже в неробочому стані.

Апарати "Вега" стали останніми радянськими станціями, які побачилися з Венерою. Усього понад 20 років Радянський Союз успішно відправив до цієї планети близько двох десятків космічних апаратів, які передали на Землю велику кількість інформації. Успіхи СРСР у вивченні Венери були настільки значущими, що її навіть негласно називали «російською планетою».

У 1990-х роках венеріанські перегони продовжив американський апарат «Магеллан», який пропрацював на орбіті планети близько п'яти років і виконав чимало важливих експериментів. Крім того, вдалося скласти гравітаційну карту Венери та детальніше вивчити верхні шари її атмосфери.

Після цього активні дослідження Венери припинилися. Повз неї, у напрямку до Сатурна і Меркурія, пролетіли американські космічні апарати «Кассіні-Гюйгенс» та «Месенджер». південного полюса планети. А в 2010 році Венері стартувала японська станція «Акацукі», однак у цього зонда була складна доля: через несправність двигунів перший маневр виходу на орбіту закінчився невдачею, і вченим довелося проводити додаткові випробування. цього року "Акацукі" передав на Землю перші знімки хмар планети, а також дані про їх динаміку.