Кирилл Размыслович (kiri2ll) wrote,
Кирилл Размыслович
kiri2ll

Categories:

Юбилей «Венеры-7»

Сегодня исполняется 45 лет с момента запуска «Венеры-7» - первого аппарата, сумевшего совершить посадку на Венеру. Вообще, из истории попыток добраться до поверхности  ближайшей к Земле планеты можно было бы снять мини-сериал с элементами триллера и драмы.


На момент начала космической эры о Венере было известно очень мало – в фантастике тех лет Венера обычно представляла собой эдакую молодую версию Земли, с джунглями, болотами, туземцами и т.п. Да что там фантастика, если тот факт, что Венера вращается в направлении, противоположном направлению  вращения остальных планет Солнечной системы, был обнаружен лишь в 1964 году.
Как видите, Джордж Мартин тоже скучает по старой Венере из ретро-фантастики

Конечно, первые радарные наблюдения Венеры, а также данные собранные ранними пролетными миссий весьма сильно остудили тех, кто надеялся найти на Венере жизнь. Наблюдения показали, что атмосфера планеты разогрета до весьма большой температуры. Однако даже тогда никто не знал, каково именно давление и температура на поверхности Венеры и что вообще там происходит. Сложно в это поверить, но даже в 1967 году была опубликована статья, авторы которой на основании имевшихся данных на полном серьезе утверждали, что Венера находилась в стадии ледникового периода.

«Венера-4»
И вот, в октябре 1967 года, после целого ряда неудачных  миссий, станция получившая обозначение «Венера-4» наконец попыталась добраться до поверхности Венеры. Исходя из имевшихся на тот момент данных ученые разработали модель, согласно которой давление у поверхности Венеры составляло 10 земных атмосфер, температура - 270 °C, а атмосфера на 80% – 85% состояла из азота. Потому спускаемый аппарат  «Венеры-4» построили с запасом прочности, позволяющим выдерживать до 20 атмосфер.
Спускаемый аппарат «Венера-4»

Парашют «Венеры-4» раскрылся, когда датчик давления показал 0.6 земных атмосферы, после чего аппарат передавал данные 93 минуты. Последняя полученная от него информация говорила о том, что температура составляла 271°C, а давление 18.5 атмосфер, что достаточно  хорошо укладывалось в модель. При этом,  радиовысотомер аппарата передал значение высоты раскрытия парашюта в 26 километров – так что первое время считалось, что «Венера-4» успешно приземлилась.

Данные о температуре переданные «Венерой-4»

Однако после перепроверки данных и их анализа выяснилось, что раскрытие парашюта состоялось намного выше, на высоте более 60 километров и «Венере-4» не удалось достичь поверхности. Батарея зонда была рассчитана на 100 минут работы, так что когда она разрядилась, связь с аппаратом была потеряна. Впрочем, даже если бы у него были более мощные аккумуляторы, это бы не помогло, ибо аппарат вскоре был бы раздавлен давлением, на которое он просто не был рассчитан. Еще одним большим сюрпризом стало то, что приборы «Венеры-4» показали что  атмосфера  планеты на 95%  состояла из СО2. К примеру, Карл Саган узнав об этом, некоторое время не мог поверить данным, считая что  приборы «Венеры-4» дали какой-то сбой.

Следующая серия венерианских приключения началась в мае 1969 года, когда с разницей в один день на Венеру были сброшены спускаемые аппараты «Венеры-5» и «Венеры-6». Они были весьма похожи на тот, что использовался  на «Венере-4» и  рассчитаны на 25 атмосфер и температуру в 290°C.  Основным отличием от предшественника была в два раза меньшая площадь парашютов, что обеспечивало более быстрый спуск. К этому моменту инженеры уже понимали, что ни тот ни другой аппарат  не достигнут поверхности – после нескольких совместных конференций советский и американских ученых, на которых стороны обменялись собранными данными, была выработана новая модель, согласно которой давление у поверхности Венеры составляло 75 атмосфер, а температура в 425°C. Однако к этому моменту конструкцию «Венеры-5» и «Венеры-6» уже поздно было менять. В итоге спускаемые аппараты передавали информацию около 50 минут. На высоте чуть менее 20 километров, когда давление достигло 27 атмосфер, а температура превысила 320°C, связь с ними прекратилась.
И вот, 17 августа 1970 года состоялся запуск «Венеры-7». Пятью днями позже состоялся запуск второй станции, но из-за взрыва разгонного блока она осталась на земной орбите, так что «Венера-7» отправилась к цели в одиночестве. К этому моменту инженеры миссии уже перестали верить моделям атмосферы, которые им предоставляли ученые, и потому решили основательно подойти к постройке. Корпус «Венеры-7» был сделан из титана и мог выдержать давление в 150 атмосфер и температуру 540°C. Из-за этого вес спускаемого аппарата вырос на 100 килограмм, из-за чего конструкцию разгонного блока пришлось изменить, а с орбитального модуля и спускаемого аппарата пришлось снять почти все научные приборы, чтобы как-то компенсировать возросшую массу.
15 декабря 1970 года спускаемый аппарат «Венеры-7» приступил к снижению. Из-за отказа телеметрического коммутатора, во время спуска на Землю передавалась лишь информация о температуре атмосферы – позже, на основе ее анализа, а также измерений доплеровского сдвига сигнала удалось вычислить скорость снижения аппарата, а также примерное атмосферное давление.

Телеметрия  «Венеры-7»

Спуск продолжался 35 минут. На 13-й минуте скорость снижения уменьшилась, а через 6 минут наоборот резко выросла и продолжала увеличиваться в течении нескольких минут – возможно это случилось из-за самопроизвольного срабатывания пиропатронов и отстрела парашюта, или же его разрыва. Аппарат ударился о поверхность со скоростью 17 метров в секунду. Кто-то может удивиться, почему, если остаток пути аппарат по всей видимости падал без парашюта, то его скорость была такой маленькой. Дело в том, что плотность атмосферы Венеры у поверхности всего в 14 раз меньше плотности воды – так что и скорость свободного падения там намного меньше. В 1978 году американский аппарат «Пионер-Венера 2» сбросил в атмосферу Венеры три небольших исследовательских зонда, ни одни из которых не имел парашютов. Тем не менее один зонд сумел выдержать спуск и  удар о поверхность и передавал информацию с Венеры еще в течение часа после посадки.
Возвращаясь к «Венере-7». Изначально считалось, что когда аппарат ударился о поверхность, он разбился – однако последующий анализ телеметрии показал что в течении 20 минут он еще продолжал передавать сигнал, мощность которого составляла 3% от начальной. По всей видимости, в момент контакта с поверхностью,  «Венера-7» завалилась на бок. Согласно переданным с поверхности данным, температура в месте посадки составляла 457° C  -  474° C. На основании проведенных позже расчетов величина давления была определена в 90 ±15 атмосфер. Также благодаря тому, что капсула выдержала удар о поверхности, было вычислено, что прочность венерианского грунта на сжатие в месте посадки соответствовала вулканическому туфу.  Так что, пускай посадка прошла и не совсем по плану, но свою основную задачу «Венера-7» выполнил, став первым в истории рукотворным объектом достигшим поверхности Венеры.
В 1972 году успешную мягкую посадку совершил спускаемый аппарат «Венеры-8», уточнивший характеристики  атмосферы планеты, а также собравший первые данные о характере пород ее поверхности. В 1975 году «Венера-9» и «Венера-10» провели первые в истории съемки поверхности Венеры. Но это уже другая история.


Tags: Астрономия, Венера, космос
Subscribe

Posts from This Journal “Астрономия” Tag

promo kiri2ll december 18, 2015 20:00 58
Buy for 30 tokens
Небольшое объявление. Я всегда рассматриваю предложения по поводу возможной работы/сотрудничества. Желательная тематика — примерно как у меня в блоге: космос, высокие технологии или же кино и все что с ним связано. Впрочем, учитывая реалии, вполне могу рассмотреть и другие варианты. Если…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 21 comments