56 лет назад 18 октября станция «Венера-4» получила первые научные данные о планете Венера.
Венера – эта самая близкая планета к Земле. Она вызывала интерес у учёных ещё задолго до создания космической станции «Венера-4». Ещё Михаил Ломоносов предполагал, что планета обладает атмосферой. Исследователи-астрономы мечтали о том, чтобы появилась возможность получить достоверные данные о планете, и в 1967 году их мечты сбылись.
Разработка программы заняла целых семь лет. В июне 1960 года вышло постановление правительства СССР «О планах освоения космического пространства», которое предписывало создать четырехступенчатую ракету-носитель для полета на Марс и Венеру.
Нужно отметить, что «Венера-1» отправилась в путешествие ещё в 1961 году, запуск состоялся 12 февраля. Благодаря этой станции были сделаны разного рода замеры и исследования космического ветра. Однако она даже не достигла атмосферы планеты Венера. Станция прошла в 100 000 км от небесного тела, после чего вышла на гелеоцентрическую орбиту. Связь со станцией была потеряна буквально через неделю после запуска — 19 февраля аппарат перестал отвечать.
Создание «Венеры-4», и куда делись «Венера-2» и «Венера-3»?
Ранними разработками занималось ОКБ-1 имени С.П. Королёва. А уже непосредственное создание аппарата осуществлялось на машиностроительном заводе имени С.А. Лавочкина. Примечательно, что данное предприятие до сих пор работает. Одним из последних значимых проектов предприятия стала рентгеновская астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ», запущенная с Байконура 13 июля 2019 года.
«Венера-2» и «Венера-3» создавались на базе Ракетно-космической корпорации «Энергия». Основная задумка заключалась в том, что две станции должны были работать в паре — так шансы получить больше научных данных увеличивались. Запуски проводились в 1965 году с разницей в 4 дня. «Венера-2» отправилась в космическое пространство 12 ноября, а следом за ней и «Венера‑3». К сожалению, второй аппарат перестал выходить на связь, так и не долетев до атмосферы планеты. В то же время третий аппарат имел больший успех. Спускаемый модуль достиг поверхности планеты, и официально «Венеру-3» можно считать первым космическим аппаратом, который достиг поверхности другой планеты.
Однако успешной эту миссию тоже назвать было нельзя. Модуль управления вышел из строя ещё на подлёте к Венере, поэтому третий аппарат не передал абсолютно никаких данных ни об атмосфере, ни о поверхности. Всего во время полёта с «Венерой-3» было проведено 63 сеанса связи.
«Венера-4»: первый настоящий успех программы
«Венеру-4» необходимо было создать с учётом всех ошибок предыдущих экземпляров. Станция должна была не только достигнуть поверхности, но и передать необходимое количество данных. При создании «Венеры-4» были учтены параметры атмосферы планеты, полученные во время полёта межпланетной станции «Венера-3». Спускаемый аппарат должен был работать при температуре 425 °C и давлении до 10 атмосфер. Поэтому вся конструкция была крайне прочной и устойчивой к нагрузкам, о чём говорит дополнительная масса. Предыдущие экземпляры не выходили за отметку в 1 тонну, в то время как «Венера-4» весила уже 1106 кг.
Расчёты прочности аппарата к предстоящим нагрузкам оказалась неверными, а если быть точнее, в корне неверными. Войдя в атмосферу планеты, спускаемый модуль устремился к поверхности. Изначально предполагалось, что он вошёл на расстоянии 26 километров, но радиовысотомер скорректировал данные и оказалось, что он находится на расстоянии 61-65 километров.
Активное снижение сопровождалось перепадом температур с 33 до 232 градусов по Цельсию. Предполагалось, что давление на планете составляет 10 атмосфер, поэтому аппарат делали с серьёзным запасом прочности на 20 атмосфер. Но реальность оказалась гораздо суровее — на середине пути «Венера-4» приняла на себя давление в 100 атмосфер, вследствие чего на высоте 28 километров была раздавлена и вышла из строя.
Несмотря на это, миссия может считаться успешной, так как за время полёта в атмосфере «Венера-4» передала огромное количество данных по температуре, плотности, давлению и химическому составу атмосферы Венеры.
«Венера-5», «Венера-6», «Венера-7»
Учитывая, полученные данные, на переделку «Венеры-5» и «Венеры-6» всё равно не было времени, поэтому аппараты были отправлены «как есть». На «Венеру-7» был поставлен новый спускаемый аппарат, рассчитанный на 180 атмосфер, что позволило ему достичь поверхности в рабочем состоянии.
Как и любой космический аппарат, являющийся первопроходцем в какой-либо области исследований, «Венера-7» столкнулась с различными помехами, не предусмотренными на этапе конструирования. Так, по неизвестным причинам во время сближения с поверхностью спускаемого аппарата вышел из строя телеметрический коммутатор. Поэтому на Землю передавались со смежного оборудования только данные о температуре.
Как только аппарат достиг поверхности, стало ясно, что соотношение сигнал/шум уменьшилось практически в 30 раз. Исследователи объяснили это тем, что во время спуска мешал ветер. Также допускалась гипотеза, что аппарат перевернулся в процессе.
Несмотря на ряд трудностей, основная задача (мягкая посадка на поверхности Венеры) была выполнена. Тем не менее данные, которые советские учёные ожидали получить, были получены не в полном объёме. Ряд измерений попросту не удалось провести.
На данный момент выяснены важнейшие параметры планеты Венера, которые были подтверждены научным путём, а именно: температура варьируется в пределах 455-495 градусов по Цельсию, а давление составляет от 75 до 105 атмосфер.
