Кирилл Размыслович (kiri2ll) wrote,
Кирилл Размыслович
kiri2ll

Categories:

Исследования объектов Солнечной системы космическими аппаратами: Меркурий и Венера

В честь  55-летия с момента начала космических исследований Солнечной системы, я решил составить  дайджест, рассказывающий об истории ее изучения  космическими аппаратами. Первая часть посвящена внутренним планетам: Меркурию и Венере.

Меркурий


Меркурий является ближайшей к Солнцу планетой. Но не к нему одному. Как это не удивительно, но вследствие особенностей орбиты именно Меркурий, а не Марс или Венера большую часть года является ближайшей к Земле планетой. Но, несмотря на кажущуюся близость, он является одной из наименее изученных планет Солнечной системы.
Связано это опять же с его местоположением. Наблюдать планету с Земли непросто – на небе, Меркурий никогда не удаляется от Солнца больше чем на 28,3 градуса. Его всегда приходится наблюдать на фоне вечерней или утренней зари низко над горизонтом, причём в течение очень непродолжительного промежутка времени: не позднее чем за 2 часа до рассвета и не позднее чем через 2 часа после заката. Однако, гораздо чаще время наблюдений намного меньше и составляет всего 20-30 минут.

Луна, Меркурия и Венера на небе


Из-за этих сложностей существует крайне  популярная легенда про то, что например Коперник так и не смог увидеть Меркурий собственными глазами.
Если говорить про космические телескопы, то ситуация не становится проще. “Хаббл” теоретически мог бы попытаться отснять его поверхность, но лишь теоретически – на практике инженеры никогда на это не пойдут из-за слишком большой опасности спалить хрупкую оптику телескопа. Что касается космических аппаратов, то тут все тоже весьма непросто. Орбитальная скорость Земли составляет 30 км/с, орбитальная скорость Меркурия – 48 км/с. Недостающую скорость надо добрать, но при этом все куда сложнее простого разона – нельзя забывать про гравитационное влияние Солнца которое будет тянуть на себя аппарат и увеличивать его скорость. И чтобы выйти на орбиту планеты, а не просто пролететь мимо, лишнюю скорость нужно как-то погасить.

Поскольку на Меркурии нет своей атмосферы, аэроторможение отпадает. Можно конечно использовать для торможения двигатели – но возможностей современной ракетной техники не хватает, чтобы напрямую направить к Меркурию аппарат с достаточным для этого запасом топлива. Следовательно, необходимо применять комбинацию из тормозных импульсов и гравитационных маневров – а это означает лишнее время полета и лишние миллионы километров. При этом, даже при такой схеме полета складывается интересный парадокс:  чтобы достичь Меркурия, нужно затратить больше топлива, чем для того, чтобы навсегда отправить в межзвездное пространство аппарат из Солнечной системы .

Из-за всех этих сложностей, к Меркурию пока что летало всего два аппарата. Первым был запущенный в 1973-е году “Маринер-10”, который  использовал гравитационный маневр у Венеры чтобы выйти на орбиту, позволявшую ему раз в полгода совершать пролеты вблизи Меркурия и фотографировать одно из его полушарий.
Ресурсов аппарата хватило всего на три пролета, после которых связь с ним была утеряна. Тем не менее, Маринер-10 сумел сфотографировать примерно 45% сильно кратерированной поверхности планеты и установил наличие у нее на удивление сильного для такой медленно вращающейся планеты магнитного поля.
Следующего посланца пришлось ждать свыше 30 лет. Им стал "MESSENGER", который стартовал в 2004 году и стал первым аппаратом, вышедшим на полноценную орбиту вокруг Меркурия.
Для этого, зонду  преодолеть за 6.5 лет 7.9 миллиардов километров пути (это больше, чем расстояние до Плутона) и совершить 6 гравитационных маневров: один у Земли, два у Венеры и три собственно у самого Меркурия.
После этого, аппарат, наконец вышел на орбиту планеты где и пребывает по сей день, сумев отснять всю ее поверхность и озадачив нас массой тайн, вроде того, откуда у Меркурия такое непропорционально огромное ядро, которое занимает 75% объема всей планеты.
Следующим посланцем к Меркурию по всей видимости станет европейско-японская миссия “БеприКоломбо”, которая должна быть запущена в 2016 и достигнет планеты в 2021 году.

Венера


Венера является куда более простой в плане полета и интригующей целью, чем Меркурий. Ее поверхность всегда была скрыта от наблюдателей толстым слоев облаков, что будоражило сознанием фантастов, регулярно упоминавших в своих произведениях некие венерианские джунгли, болота и их дружелюбных обитателей.
Например таких



Под эту картинку так и просится заголовок "Венера которую мы потеряли"

Однако первые пролетные миссии в 60-е годы прошлого века быстро установили, что атмосфера планеты разогрета до очень больших температур – а значит, никаких болот и гигантских ящериц. Правда, даже тогда выдвигались весьма экзотические предположения по поводу того, что может находиться собственно говоря на самой поверхности -  в частности, говорили даже про океан из жидких углеводородов.
Чтобы окончательно ответить на этот вопрос, необходимо было проникнуть под слой облаков. И первую скрипку в этих исследованиях сыграл СССР – США в те годы не уделяли особого внимания Венере, ограничившись парой пролетных миссий в 60-е годы. Правда, стоит отметить что существовал интересный проект пилотируемого облета Венеры с использованием модифицированного Аполлона (я о нем как-то писал), но из-за урезания финансирования, но он так и остался на бумаге.
Итак, в 1967 году “Венера-4” впервые попыталась совершить посадку на планету. Однако из-за сильной недооценки давления на поверхности (аппарат был рассчитан на 10 атмосфер, а в реальности цифра составляет 90 атмосфер) он был раздавлен на высоте 28 километров. Такая же судьба постигла “Венеру-5” и “Венеру-6”.
Наконец, в 1970 году “Венере-7” удалось добраться до поверхности и передать данные о том что там происходит: давление в 90 атмосфер и температура в 520 градусов. Добавьте к этому идущие в ядовитой атмосфере дожди из серной кислоты, отсутствие магнитного поля и тектоники вкупе с недавней вулканической активностью –  и получите явно не самое приятное место для отдыха.
В 1975 году “Венера-9” передала первые фотографии с поверхности планеты.

Тремя годами позже, были запущены американские “Пионер-Венера 1” и “Пионер-Венера 2”. Второй аппарат исследовал атмосферу, а первый попытался составить первую  карту планеты используя радиолокацию. В 1982 году на Венеру сели “Венера-13” и “Венера-14”, которые передали первые цветные снимки с поверхности и осуществили первую запись звука (раскаты грома) с  другого небесного тела.
В 1983 годах СССР запустил станции “Венера-15” и “Венера-16”, которые составили первую полноценную карту поверхности планеты, поставив точку в весьма успешной программе "Венера".
В 1985 году, на пути к комете Галлея, две станции серии “Вега” сбросили в атмосферу Венеры не только спускаемые аппараты но и пару аэростатов для изучения атмосферы. Они продержались там 46 и 60 часов соответственно, доказав возможность подобного способа изучения планеты. "Вега" стала последней успешной советской межпланетной миссиtй.
В 1990 был запущен аппарат "Магеллан", который проработал 4 года на орбите Венеры, составив весьма подробную радиолокационную карту 98 % поверхности планеты.

Радиолокационная карта Венеры


В 1994 году после выработки всего топлива он сошел с орбиты – и в течении последующих 12 лет изучение Венеры проводилось лишь аппаратами с пролетной траектории, использовавшими ее для гравитационных маневров ("Галилео", тот же "MESSENGER", "Кассини").

Наконец, в 2006 году на орбиту планеты вышел европейский “Venus Express”, в течении последующих 8 лет немало пополнивший копилку наших знаний о двоюродной сестре Земли. Сейчас аппарат готовится к своеобразному научному самоубийству путем нырка в атмосферу Венеры, а затем попытки возвращения назад. Но даже если аппарат и переживет это, его дни  в любом случае сочтены – а это значит что на некоторое время Венера снова останется одна.
В 2011 году счастья с изучением Венеры решили попытать японцы – но  из-за отказа двигателей, их зонд "PLANET-C" так и не смог выйти на орбиту планеты и сейчас болтается на гелиоцентрической орбите. В следующем году японцы попытаются  направить его к планете, используя серию небольших маневров.  Но шансы что у них получиться спасти миссию оцениваются как не слишком большие.
Что касается будущих исследований, то тут царит неопреденность. Индийское космическое агенство анонсировало планы по запуску к Венере аппарата в следующем году, но пока непонятно, будут ли они осуществлены. Что касается других стран, то есть несколько интересных предложений, но без конкретных дат.  Хотя я был бы совсем не против взглянуть на кадры с поверхности Венеры, сделанные с помощью современной техники.


Tags: Астрономия, Венера, космос, меркурий
Subscribe
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 

  • 16 comments