Приветствую вас мои космические друзья.
Не так давно переполох в СМИ наделала новость о том что космический аппарат под обозначением "Космос-482" вот вот упадет на головы взволнованных сограждан. Позже выяснилось что это ничто иное как посадочный аппарат дублера АМС "Венера-8", которая была неудачно запущена в 1972 году, и который теперь угрожал всем людям живущим на Земле. Тем не менее все обошлось, а сам космический странник вошел в плотные слои атмосферы 10 мая 2025 года в 9:24 по московскому времени и упал в водах Индийского океана.
Сегодня я предлагаю поговорить о научной миссии АМС "Венера-8", о том что это была за станция, какие данные были переданы в ходе ее научной работы, а также расскажу об аппарате "Космос 482" и его не совсем удачном полете.
Первые полеты по программе "Венера"
После серии неудачных попыток достичь Венеры в период с 1960 по 1965 год, в апреле 1965 года ответственность за разработку и строительство автоматических межпланетных станций (АМС) была передана из ОКБ-1 в новое конструкторское бюро - НПО Лавочкина под руководством главного конструктора Георгия Бабакина. После официальной передачи проектов советские инженеры приступили к полной переработке более ранней конструкции зонда 3МВ, чтобы создать новую АМС 1В для возможности запуска на Венеру в 1967 году - В-67. Хотя только АМС "Венера-4" пережила запуск в июне 1967 года, космический аппарат успешно выпустил свой посадочный модуль, который затем передал первые данные измерений венерианской атмосферы во время своего 93-минутного спуска.
Первоначально считалось, что аппарат замолчал, когда ударился о поверхность Венеры, но позже было установлено, что он разрушился на высоте 26 километров, когда давление превысило значение в 18 бар (при этом один бар приблизительно равен атмосферному давлению на поверхности Земли). Условия на поверхности Венеры оказались гораздо более суровыми, чем предполагали советские ученые и инженеры при проектировании посадочного модуля.
Имея ограниченный запас времени только на незначительные усовершенствования посадочных модулей АМС 2В, для запуска во время следующего стартового окна в январе 1969 года, посадочные аппараты АМС "Венера-5" и "6" смогли гораздо более глубже проникнуть в атмосферу Венеры, но они все равно были раздавлены давлением в 12 километрах над поверхностью планеты.
Имея больше времени для подготовки к следующему полету В-70, инженеры НПО Лавочкина создали еще более прочную конструкцию посадочного модуля 3B, который был способен выдерживать давление 180 бар и температуру до 540 °C в течение 90 минут. АМС "Венера-7" успешно пережила запуск, а новый посадочный аппарат наконец достиг поверхности Венеры 15 декабря 1970 года, став первым космическим аппаратом, совершившим посадку на поверхность другой планеты.
Хотя посадочный модуль "Венеры-7" пережил спуск и передавал данные с поверхности Венеры в течение 23 минут, он столкнулся с рядом проблем. Во-первых, коммутатор, который непрерывно переключал входы передатчика между различными приборами посадочного аппарата, заклинил, в результате чего, после входа в атмосферу, были переданы только измерения температуры. Кроме того, парашют зонда порвался во время спуска и полностью вышел из строя на высоте 3 километров. В результате посадочный модуль находился в свободном падении в течение последних трех минут своего полета в атмосфере Венеры и врезался в поверхность со скоростью 16,5 метров в секунду. Спускаемый аппарат "Венеры-7" оказалась на боку, так, что его антенна не была направлена в сторону Земли. Первоначально инженеры опасались, что это будет очередным провалом всей миссии, но во время более позднего подробного анализа был обнаружен слабый сигнал, подтверждающий успешность посадки. На основе данных о спуске сквозь атмосферу зондов серии "Венера" измеренная температура на поверхности составила 474° ± 20° C, а атмосферное давление оценивалось в 90± 15 бар.
Модернизация спускаемого аппарата
Теперь, когда условия на поверхности Венеры стали известны, инженеры и ученые НПО Лавочкина приступили к созданию спускаемого аппарата, лучше приспособленного к ожидаемым условиям, для предстоящего полета В-72. Как и предыдущие посадочные аппараты, модернизированный спускаемый аппарат 3В представлял собой сфероид диаметром около метра со смещенным центром тяжести, который удерживал тупой конец капсулы направленным вперед по ходу движения во время входа в атмосферу планеты, без необходимости в системе управления ориентацией. Сферический титановый сосуд высокого давления в центре посадочного модуля, в котором размещалось большинство систем, был модифицирован чтобы выдержать давления 105 бар вместо 180 бар, как было спроектировано ранее, а сэкономленная масса использовалась для увеличения массы научных приборов и других систем.
Для изоляции от тепла на поверхности Венеры на модифицированном спускаемом аппарате 3В использовался новый сотовый композитный материал. Конструкция модуля также включала в себя "тепловые аккумуляторы" для поглощения тепла и поддержания внутренней температуры. Они состояли из блоков тригидрата нитрата лития с температурой плавления 30 °C, который поглощал огромное количество тепловой энергии во время своего фазового перехода. Посадочный модуль также нес улучшенный импульсно-модулированный радиолокационный высотомер, который должен был передавать показания каждые полторы минуты. Чтобы избежать повторения неудач, пережитых АМС "Венера-7", парашют площадью 2,5 квадратных метра был усилен, а резервная антенна для передатчика, которая должна была быть развернута после посадки, гарантировала, что контакт с Землей не будет потерян.
Предыдущие попытки посадки проводились во время венерианской ночи, когда Земля находилась высоко в небе. В этом полете аппараты должны были совершить посадку когда Земля будет находится несколько ниже над горизонтом Венеры. В дополнение к этим модификациям, посадочный модуль 3В, для научной программы В-72, нес расширенный набор улучшенных приборов для проведения исследований с высоты 55 километров вплоть до поверхности планеты. На борту аппарата находились четыре термометра различных типов, чувствительных к диапазонам температур от 47° до 587° C, от 207° до 437° C, от 397° до 537° C и от 17° до 607° C. На борту также были три барометра-анероида (с максимальными показаниями 224, 153 и 102 бар) и емкостный барометр (с верхним пределом 82 бар) для измерения атмосферного давления с большой точностью. Также был установлен химический анализатор для измерения состава атмосферы, включая аммиак.
Поскольку один из двух зондов научной миссии В-72 должен был приземлиться на дневной стороне, пара фотометров на основе сульфида кадмия с полем зрения 60° была установлена для измерения уровня освещенности во время спуска и на поверхности планеты, в диапазоне длин волн от 520 до 720 нанометров. Доплеровское отслеживание спускаемого аппарата позволило бы измерять силу ветров на линии прямой видимости с точностью до 0,2 метров в секунду. При нахождении Земли всего в 30° над горизонтом эти доплеровские измерения давали бы оценки горизонтальной составляющей зональных ветров атмосферы Венеры. Также был установлен гамма-спектрометр, чувствительный к диапазону от 0,3 до 3,0 МэВ. Он должен был измерять концентрации радиоактивного урана, тория и калия-40 в поверхностных породах, что позволило бы впервые охарактеризовать их.
Орбитальный аппарат 3B мало отличался от своих непосредственных предшественников, за исключением постепенных улучшений его систем, основанных на наземных испытаниях и опыте предыдущих полетов. Он имел высоту около 3,5 метров, включая посадочный модуль. Его центральная часть состояла из цилиндра диаметром 1,1 метра. Этот герметичный отсек вмещал различные системы орбитального аппарата и поддерживал их температуру в диапазоне от 15 °C до 25 °C. Круговой радиатор системы охлаждения был установлен на противосолнечной стороне космического аппарата и служил местом крепления зонтичной, развертываемой антенны с высоким коэффициентом усиления диаметром 2,3 метра.
Система терморегулирования также использовалась для предварительного охлаждения посадочного модуля до температуры -15 °C перед разделением, чтобы помочь увеличить его срок службы.
Сверху этого отсека была установлена двигательная установка, состоящая из двигателя КДУ-414 с принудительной подачей топлива. Этот двигатель будет использоваться для выполнения двух коррекций на среднем участке траектории полета (первая коррекция будет выполнена вскоре после отлета от Земли, а вторая перед встречей с Венерой) с целью точной корректировки траектории космического аппарата. По бокам основного отсека располагалась пара развертываемых солнечных панелей с размахом более четырех метров и площадью 2,5 квадратных метра, которые обеспечивали электроэнергией системы космического аппарата. Орбитальный аппарат также имел свой собственный набор инструментов для изучения солнечного ветра и космических лучей, а также ультрафиолетовый спектрометр. В целом же, модернизированный космический аппарат 3В имел стартовую массу 1184 килограмма.
Научная миссия В-72
Как и в случае с более ранними советскими полетами АМС к Венере, во время стартового окна в марте 1972 года было запущено два усовершенствованных космических аппарата 3В. Первый аппарат, 3В № 670, успешно стартовал с площадки 31/6 космодрома Байконур в 7:15:01 по московскому времени 27 марта 1972 года. Первые три ступени ракеты-носителя 8К78М "Молния" успешно вывели разгонную ступень и ее полезную нагрузку на временную околоземную орбиту параметром 194 на 246 километров с наклонением 51,7°. После движения оптимальной точки выведения, основной двигатель разгонного блока был включен на 243 секунды, чтобы разогнаться до скорости 11,509 километров в секунду и вывести аппарат, который теперь называется "Венера-8", на орбиту, которая приведет к встрече с Венерой 22 июля 1972 года после 117 дней полета.
"Космос 482"
Второй запуск с космическим аппаратом 3В № 671 состоялся в 7:02:33 по московскому времени 31 марта 1972 года. После вывода на околоземную орбиту параметром 194 на 215 километров с наклонением 51,8°, разгонная ступень включилась в заданной точке, чтобы ускориться. К сожалению, недочет при с установке таймера привел к тому, что ступень включилась всего на 125 секунд, что привело к изменению скорости всего на 1,5 километра в секунду вместо желаемого значения 3,4 километра в секунду. Космический аппарат обозначенный как "Космос 482", оказался на геоцентрической орбите параметром 205 на 9805 километров с наклонением 52,2°. Примерно через три месяца после запуска, космический аппарат 3В который в международной классификации был обозначен как 1972-023A сбросил посадочный модуль который получил другое наименование 1972-023E. Считается, что орбитальный аппарат вошел в атмосферу Земли 5 мая 1981 года. Заблудившийся венерианский посадочный модуль вошел в плотные слои атмосферы 10 мая 2025 года в 9:24 по московскому времени и упал в водах Индийского океана в 560 км западнее острова Средний Андаман.
АМС "Венера-8"
Двигаясь в одиночку к Венере, АМС "Венера-8" совершила единственную коррекцию курса 6 апреля 1972 года. Всего было проведено 86 отдельных сеансов связи с удаляющимся зондом во время его полета к Венере. Когда станция "Венера-8" приблизилась к своей цели, она охладила посадочный модуль до -15 °C, прежде чем отстыковать его 22 июля 1972 года. Орбитальный аппарат сгорел в атмосфере Венеры, вто время как посадочный аппарат вошел в атмосферу Венеры на скорости 11,6 километра в секунду под углом 77 ° к горизонту. В течение 18 секунд скорость посадочного модуля замедлилась до 250 метров в секунду, после чего был раскрыт вытяжной парашют. Основной парашют, был раскрыт на 70% на высоте 60 километров, и космический аппарат начал проводить измерения и передавать их обратно на Землю со скоростью один бит в секунду. Основной парашют полностью раскрылся на высоте 30 километров, чтобы еще больше замедлить спускаемый аппарат. Он совершил посадку на поверхности Венеры в 09:29 по Гринвичу в точке с координатами 10,70° S, 335,25° E в месте, которое сегодня известно как Область Василисы. Солнце в это время находилось всего в 5,5° над местным горизонтом.
Сразу после посадки от аппарата был отстрелен парашют и раскрыта резервная антенна. Посадочный модуль передавал данные через свою основную антенну в течение первых 13,3 минут на поверхности, прежде чем переключился на резервную антенну на 20 минут. После этого он снова переключился на свою основную антенну на оставшееся время функционирования на поверхности этой адской планеты. "Венера-8" окончательно замолчала через 50 минут после посадки. Данные о температуре и давлении во время спуска хорошо согласовались с измерениями, сделанными предыдущими четырьмя зондами программы "Венера", при этом температура на поверхности планеты была зафиксирована на уровне 470±8° C при атмосферном давлении 93±1,5 бар. Эти прямые измерения подтвердили оценки, основанные на более ранних данных .
Результаты анализа состава атмосферы показали, что она состояла из 97% углекислого газа, 2% азота, 0,9% водяного пара и 0,15% кислорода. Было показано, что аммиак присутствовал в концентрациях 0,1% и 0,01% на высотах 46 и 33 километра соответственно, где проводились анализы (хотя сейчас считается, что эти цифры завышены из-за присутствия серной кислоты на этих высотах). Доплеровские измерения во время спуска показали, что горизонтальные ветры дули со скоростью 100 метров в секунду выше высоты 48 километров, но она быстро уменьшалась с 70 до 20 метров в секунду на высоте 42 километра. Ниже 10 километров ветра были намного слабее — 1 метр в секунду. В результате этих ветров "Венера-8" сместилась примерно на 60 километров во время своего 53-минутного спуска.
27 показаний фотометра, сделанных во время спуска, позволили провести первые измерения структуры облаков, окутывающих Венеру. Они показали устойчивое снижение уровня освещенности до высоты около 32 километров, за чем последовало гораздо более медленное снижение уровня освещённости ближе к поверхности, куда во время раннего утра попадал всего 1% солнечного света. Данные показали, что основание облачного слоя находилось на высоте 35 километров, а атмосфера ниже 32 километров была прозрачной. Выше 35 километров и до высоты 48 километров была тонкая, почти туманообразная дымка, а выше располагался толстый, оптически плотный облачный слой простирающийся на высоту до 65 километров от поверхности планеты.
Наконец, АМС "Венера-8" передала первые в своем роде данные о поверхности самой Венеры. Показания радиолокационного высотомера, который передал последние показания на высоте 900 метров, говорили о том Венера имеет рыхлый уплотненный грунт с плотностью 1,5 г/см3. Измерения гамма-спектрометра показали, что поверхностные горные породы содержали 4±1,2% калия по весу, а также уран и торий, присутствующие на уровнях 2,2±0,7 ppm и 6,5±0,2 ppm соответственно. Сравнивая эти концентрации калия и урана с земными породами, наилучшим совпадением, по-видимому, является щелочной базальт, подобный тем, что обнаружен на океанических островах на Земле, а также в районах континентальных рифтов и вулканических полей.
Альтернативные интерпретации данных говорят о том, что эти горные породы могли быть ничем иным как гранитом. Это особенно интригующая загадка, поскольку геологическое картирование района посадки показывает что он образовался в самый ранний период формирования рельефа планеты. Некоторые модели предполагают, что это регионы древней континентальной коры, богатые гранитом, образованные в то время, когда Венера была намного более влажной.
С успешным завершением научной миссии АМС "Венера-8" была подготовлена почва для научных миссий с использованием гораздо более тяжелого космического аппарата конструкции 4В, который в то время находился в разработке. Эти пятитонные АМС будут запускаться, начиная с 1975 года, с использованием более мощной ракеты "Протон" и выполнять гораздо более детальное исследование Венеры, включая передачу первых изображений с поверхности другой планеты. Но это уже совершенно другая история.
Ну а на сегодня у меня все! Спасибо за внимание!
Читайте также: