Приветствую всех!
Наша история начинается с того, что в конце 1950-х годов ВВС США и НАСА заключили контракт с компанией Convair Division, производителем ракеты "Атлас", на создание разгонной ступени "Центавр" (Centaur), первой в мире ракетной ступени работающей на жидком водороде и жидком кислороде. К 1960 году, двухдвигательная ступень "Центавр" стала важным элементом для запланированных научных роботизированных лунных и планетарных программ США, таких как "Маринер" и "Сервейер". Она также стала испытательным стендом для разработки двигателей для больших ракет, таких как "Сатурн" и "Нова", на водородном топливе. После "Лунной речи" президента Джона Кеннеди 25 мая 1961 года на совместном заседании Конгресса, разработка ступени "Центавр" стала одним из основных пунктов пилотируемой лунной программы США.
Однако разработка "Центавра" не шла гладко. В январе 1961 года компания Pratt & Whitney, разработчик двигателя RL-10 для "Центавра", прекратила испытания на испытательном стенде после серии взрывов двигателей. В начале февраля 1961 года представители НАСА и подрядчики встретились в штаб-квартире НАСА, чтобы срочно разобраться с проблемами «Центавра».
В это же самое время Советский Союз совершил два запуска с космодрома Байконур. Первый, запуск состоялся 4 февраля. На ракете "Молния" был запущен зонд для облета Венеры. Его назвали "Тяжелый спутник-01". К сожалению произошел отказ разгонного блока, и он не смог покинуть низкую околоземную орбиту. Второй запуск состоялся 12 февраля. Был запущен идентичный зонд, позже он станет известен как "Венера-1".
Зонд "Венера-1" не смог осуществить запланированный сеанс связи с Землей. Дата аварии остается неизвестной, хотя в марте 1961 года ТАСС сообщила, что она произошла 27 февраля. Большинство источников сходятся во мнении, что сбой произошел в период с 17 по 22 февраля. В мае-июне 1961 года британская радиообсерватория - Jodrell Bank в сотрудничестве с советскими учеными вела поиск сигналов от зонда "Венера-1", который должен была пролетать в это время мимо Венеры. Совместные англо-советские усилия не увенчались успехом.
Трансферное окно перелета с Земли на Венеру открывается каждые 19 месяцев. США и Советский Союз намеревались запустить зонды на Венеру во время следующего такого окна, которое длилось с середины июля до середины сентября 1962 года. В США Лаборатория реактивного движения (JPL), работающая по контракту с НАСА, вела работу над 500-килограммовым зондом "Маринер-А" (Mariner-A), который, как предполагалось, НАСА сможет отправить к Венере на ракете "Атлас-Центавр" (Atlas-Centaur).
Разгонный блок "Центавр", тем временем, преследовали новые неудачи. Из-за этого в августе 1961 года НАСА обратилось к JPL с просьбой изучить, возможность отправки зонда для облета Венеры на ракете "Атлас-Аджена" в период с июля по сентябрь 1962 года. Разгонный блок «Аджена», работающий на гиперголическом (воспламеняющемся при контакте) топливе, впервые успешно стартовал в мае 1960 года.
НАСА использовало ракету "Атлас-Аджена" для запуска лунных зондов "Рэйнджер" (Ranger), разработанных JPL. Первый такой зонд - "Рейджер-1", предназначался для сбора научных данных об условиях окололунного пространства. Он был запущен 23 августа 1961 года.
Ракета "Атлас-Аджена" был гораздо менее мощнее, чем ракета "Атлас-Центавр", поэтому зонд для полета к Венере в 1962 году мог весить не более 200 килограммов, что в два раза меньше, чем изначально разрабатываемый зонд "Маринер-А". У ракеты "Атлас-Аджена" также были свои проблемы с надежностью. Зонд "Рейджер-1" застрял на низкой околоземной орбите после того, как разгонная ступень "Аджена" не смогла включиться повторно.
После исследования, длившегося всего три недели, инженеры JPL сообщили НАСА, что они действительно могут подготовить зонд для пролета Венеры к июлю-сентябрю 1962 года. Чтобы сэкономить время, они взяли за основу конструкцию зонда "Рейджер-1". JPL назвала свой импровизированный межпланетный зонд "Маринер-Р" (Mariner-R) ("Р" обозначает "Рэйнджер"). НАСА одобрило план JPL, и 28 сентября 1961 года сообщило миру, что в период с июля по сентябрь 1962 года он запустит зонд для пролета мимо Венеры на ракете "Атлас-Аджена".
Основная научная цель миссии "Маринер-Венера-1962" состояла в том, чтобы произвести сканирование планеты с помощью двух радиометров. Это должно было разрешить спорные споры о температуре поверхности и атмосферы Венеры. Космический аппарат не имел камер. Большинство ученых считали маловероятным, что аппарат сможет увидеть поверхность планеты сквозь плотные венерианские облака. При чрезвычайно низкой скорости передачи - всего 8,3 бита в секунду - космическому аппарату потребовались бы недели, чтобы передать на Землю даже несколько нечетких изображений.
Лаборатория реактивного движения (JPL) разработала космический корабль "Маринер-Р" на фоне продолжающихся громких неудач программы "Рейнджер". 20 ноября 1961 года, повторилась история с аппаратом "Рейджер-1". Разгонная ступень "Аджена" не смогла отправить в дальнейший полет зонд "Рейджер-2". 31 декабря 1961 года НАСА объявило, что в июле-сентябре 1962 года запустит к Венере два зонда "Маринер" в надежде, что резервирование обеспечит успех миссии.
26 января 1962 года космический аппарат "Рейджер-3", предназначенный для доставки на поверхность Луны сферической капсулы, из-за серии неисправностей и ошибок, пролетел мимо Луны на расстоянии около 37 000 километров. "Рейджер-4" врезался в поверхность Луны 26 апреля 1962 года, став первым американским космическим аппаратом, на другом космическом теле. Однако в ходе полета он не передал никаких данных, потому что не смог развернуть свои солнечные батареи.
22 июля 1962 года "Маринер-1" стартовал со стартового комплекса №12 на мысе Канаверал. Вскоре после старта ракета начала беспорядочно маневрировать. Через пять минут после старта, офицер по безопасности полетов нажал кнопку на уничтожение. Авария ракеты "Атлас" произошла из-за ошибки в компьютерном коде и плохой радиосвязи между ракетой и землей.
"Маринер-2" стартовал 27 августа 1962 года. Ракета "Атлас-Аджена" отработала как и положено. Вскоре 211-килограммовый "Маринер-2" отделился от разгонной ступени, развернул две солнечные батареи и, используя 10 маневровых двигателя, направил их в сторону Солнца. Неделю спустя "Маринер-2" направил на Землю свою антенну.
А тем временем советские инженеры подготовили три зонда к полету на Венеру. Первый, был запущен 25 августа, а второй был запущен 1 сентября. Оба аппарата были предназначены для сброса на Венеру сферических капсул. Капсулы должны были войти в атмосферу Венеры и, как надеялись инженеры, должны были дожить до столкновения с ее поверхностью. Отказы разгонных блоков ракет-носителей привели к тому, что ни один из зондов не покинул низкую околоземную орбиту. Оба аппарата сгорели в атмосфере Земли. Третий советский зонд, был запущен 12 сентября 1962 года. Ракета-носитель взорвалась до того, как зонд смог достичь околоземной орбиты.
Таким образом, "Маринер-2" стал единственным аппаратом из пяти который был отправлен к Венере в 1962 году. В ходе полета аппарат передавал на Землю телеметрические и научные данные. За все время полета к Венере датчиками был зафиксирован единичный удар микрометеорита. Это указывало на то, что космические аппараты могут ожидать меньшего количества ударов микрометеоритов, чем предполагалось ранее.
"Маринер-2" выдержал солнечную вспышку, начавшуюся 23 октября 1962 года. Ионизационная камера и счетчик Гейгера отслеживали начало, пик и постепенное снижение уровня радиации в течение нескольких дней. Хотя ученые признали, что им потребуется гораздо больше данных, прежде чем они смогут адекватно оценить влияние солнечных вспышек на пилотируемые межпланетные корабли, их первоначальный вывод заключался в том, что солнечная активность представляет меньшую угрозу, чем ожидалось.
С началом полета "Маринера-2" разгорелись научные дебаты о том что зонд может обнаружить на Венере. Измерения, проведенные с Земли, показали, что температура поверхности планеты составляет не менее 342 °C, в то время как температура верхних слоев атмосферы составляла -39°С. Атмосфера Венеры почти наверняка содержала углекислый газ. Ученые не пришли к единому мнению относительно наличия кислорода и водяного пара.
Молодой профессор Карл Саган (Carl Sagan), член команды "Маринер-2", утверждал, что Венера – это ад, где углекислый газ в атмосфере действует как стекло в теплице. Другие же ученые объясняли высокие измеренные температуры свойствами венерианской ионосферы.
Некоторые ученые ожидали, что "Маринер-2" обнаружит, что облака Венеры состоят из рыжевато-коричневой пыли, поднятой в воздух сильными ветрами. Они утверждали, что трение между частицами пыли объясняет высокую температуру планеты. Другие склонялись к более старым гипотезам - что Венера была покрыта океаном воды, или что это болотный мир, напоминающий Землю в каменноугольную эпоху, либо что на Венере были моря бурлящей нефти.
Полет зонда "Маринер-2" нельзя назвать безупречным. Например, промежуточная коррекция курса проведенная 4 сентября, когда зонд находился на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, увеличила его скорость примерно на 4 км/ч больше, чем планировалось. Это означало, что максимальное сближение зонда с Венерой произойдет на расстоянии почти 33 800 км от поверхности планеты, что более чем в два раза превышало запланированные 14 500 км. Было опасение, что космический аппарат пройдет слишком далеко от Венеры, и не сможет выполнить научные исследования.
Одну из солнечных батарей "Маринера-2" закоротило и она перестала вырабатывать электроэнергию, чуть позже она таинственным образом заработала, а затем вышла из строя навсегда. К счастью, вторая панель производила больше электроэнергии, чем ожидалось, и ее было достаточно, чтобы обеспечить питание аппарата.
Несмотря на тщательное размещение теплоотражающих покрытий и изоляции, "Маринер-2" начал перегреваться. Многие из его систем были рассчитаны на температуру не выше 54°C. Однако к середине ноября температура на борту превысила этот максимум на 22°C. Компьютер космического аппарата оставался в основном исправным, несмотря на перегрев, до тех пор, пока за пять дней до запланированного пролета Венеры он не смог принять обновления. Не полагаясь на надежность компьютера, диспетчеры на Земле решили послать на зонд команду, о начале программы научной деятельности.
Пролетев 293 миллиона километров, "Маринер-2" приблизился к ночной стороне Венеры 14 декабря 1962 года. На расстоянии около 40 700 километров от планеты, чуть более чем за час до максимального сближения, атмосферные и поверхностные радиометры впервые обнаружили Венеру. Вскоре начался 42-минутный период сканирования с помощью радиометров. За сорок четыре минуты до максимального сближения радиометры начали сканировать дневную сторону Венеры. Самое близкое сближение "Маринера-2" с Венерой произошло над ее дневной стороной, аппарат прошел на расстоянии 34 773 километра от поверхности планеты. Затем космический аппарат стал удалятся от планеты, продолжая передавать сигналы.
"Маринер-2" достиг перигелия — точки своей орбиты, где он был ближе всего к Солнцу - 27 декабря. Неделю спустя, 3 января 1963 года, "Маринер-2" замолчал навсегда.
Полет "Маринера-2" был признан очень успешным. Миссия сыграла большую роль в разрешении споров о состоянии поверхности и атмосферы Венеры. Данные, которые получил аппарат, говорили о том, что Венера была более суровой, чем предполагалось ранее. Хотя некоторые ученые по-прежнему неохотно принимали эти новые факты. В Советском Союзе мнение о более или менее "мягкой" Венере продержалось еще несколько лет.
Лаборатория реактивного движение (JPL) ожидала, что успех зонда "Маринер-2", будет означать, что они получат новую поддержку от НАСА для разработки новых планетарных миссий. Инженеры JPL планировали разработать усовершенствованный зонд "Маринер-Б" и осуществить программу "Вояджер" - серию орбитальных и посадочных аппаратов к Марсу, Венере и, возможно, Меркурию и Юпитеру (Не путать с зондами Вояджер-1;2 которые будут запущены в 1977 году, эта программа изначально называлась «Маринер Юпитер-Сатурн-77»).
JPL и, в частности, ее директор Уильям Пикеринг (William Pickering) неверно оценили значение "Маринер-2" в программе НАСА. Межпланетный полет "Маринера-2" стал первым крупным успехом США в космической гонке с Советским Союзом. После того, как эта цель была достигнута, внимание космического агентства переключилось на проблемные программы "Рейнджер" и разработку ступени "Центавр". Настойчивые призывы JPL к финансированию разработки продвинутых роботизированных планетарных миссий, в лучшем случае рассматривались в НАСА как отвлекающий маневр, а в худшем случае как приманка для нетерпеливого Конгресса США.
18 октября 1962 года, когда "Маринер-2" летел к Венере, зонд "Рейнджер-5", запущенный к Луне потерпел неудачу. Вскоре Конгресс США подверг критике чиновников НАСА за неудачи в программе "Рейнджер".
В ответ на критику, НАСА отложило финансирование разработки зондов "Маринер-Б" и "Вояджер" и поручило JPL разработать новые аппараты серии "Рейнджер". Новые лунные зонды будут включать в себя полностью переработанную электронику. Их новой целью было картирование экваториальной области Луны, с помощью шести телевизионных камер, где предполагалась посадка "Аполлонов".
Задержка разработки "Вояджера" и "Маринера-Б" вызвала напряженность между JPL и NASA. После публичного объявления НАСА о том, что оно рассматривает возможность перенаправления проектов зондов "Маринер-Б" и "Вояджер" в Центр космических полетов имени Годдарда или Исследовательский центр Эймса, агентство поручило Лаборатории реактивного движения построить два зонда типа "Маринер-Р" для пролета мимо Марса. Они стартовали с разницей в три недели в ноябре 1964 года. При запуске "Маринера-3" обтекатель не смог отделится и аппарат разрядив свою батарею прекратил полет не сумев выйти на траекторию полета к Марсу. "Маринер-4" благополучно пережил свое 7,5-месячное путешествие, и совершил первый успешный пролет Марса 15 июля 1965 года.
Когда НАСА решило снова исследовать Венеру, разгонный блок "Центавр" для ракеты "Атлас" был уже готов, и усовершенствованный зонд "Маринер" мог бы осуществить этот полет. Тем не менее, в НАСА посчитали, что модификация зонда "Маринер-Р", запущенная на ракете "Атлас-Аджена" будет лучшим вариантом. "Маринер-5" стартовал 14 июня 1967 года и осуществил пролет мимо Венеры 19 октября 1967 года.
Через два месяца после запуска "Маринера-5", в августе 1967 года, Конгресс США прекратил финансирование программы "Вояджер". Исследование планет с помощью автоматических межпланетных станций не будет будет осуществляться до тех пор, пока программа "Аполлон" не достигнет своей цели — опередить Советский Союз в "лунной гонке".
О программе "Вояджер" читайте тут:
