Первые фотографии поверхности Венеры

Человечество впервые увидело поверхность другой планеты 50 лет назад, 22 октября 1975 года. Эти произошло благодаря фотоснимкам, переданным на Землю советской автоматической межпланетной станцией «Венера-9». Несмотря на прошедшее время, наработки, сделанные при реализации этой и последующих миссий, востребованы для подготовки новой российской экспедиции на соседнюю планету, которую планируют запустить в 2030-х годах, рассказал «Известиям» главный конструктор по проектам исследования Венеры АО «НПО Лавочкина» Олег Седых.

По его словам, Венера — одно из самых экстремальных мест в Солнечной системе. Средняя температура на поверхности планеты составляет 465 °C, а давление в 92 раза выше, чем на Земле. При этом атмосфера состоит из углекислого газа, а облака содержат капли серной кислоты. Любой космический аппарат, который окажется на планете, должен одновременно противостоять этим факторам.

— Однако опыт «Венеры-8» — посадочного модуля, который в 1972 году выжил в этих условиях в течение часа, убедил ученых в возможности отправки на соседнюю планету следующих более мощных исследовательских комплексов, оснащенных фотокамерами и научным оборудованием. Ими стали девятая и десятая «Венеры» — почти одинаковые по функционалу и набору бортового оборудования межпланетные станции. Миссии стартовали 8 и 14 июня 1975 года, а 22 и 25 октября 1975 года их спускаемые аппараты совершили посадку на поверхность Венеры, — рассказал Олег Седых.

Для запуска станций вместо ракеты «Молния» впервые применили тяжелый «Протон». Это позволило увеличить их массу с 1,2 т до 5 т. В том числе масса каждого из посадочных аппаратов составляла 1,5 т. Такие габариты дали возможность разработчикам экспедиции заложить в конструкцию аппаратов различные новшества, добавил он.

В частности, впервые орбитальные модули «Венеры-9» и «Венеры-10» были задействованы в качестве ретрансляторов. Они передавали информацию с посадочных аппаратов на Землю, что значительно увеличило скорость трансляции и объем полученных данных. Снимки, которые делали бортовые камеры посадочных модулей, имели разрешение 115 на 512 пикселей по 6 бит на пиксель. Одно такое изображение передавали на орбиту за полчаса — по 3,5 секунды на строку.

Какие открытия совершили станции «Венера-9» и «Венера-10»

Как сообщил Олег Седых, в конструкцию посадочных модулей был заложен ряд инноваций, которые помогли справиться с экстремальными условиями на этапе снижения и работы аппаратов на поверхности планеты.

В том числе, чтобы уберечь модули от перегрузок при входе в плотные слои атмосферы, их заключили в специальные сферы. Они защищали аппарат на гиперзвуковой скорости и раскрывалась после ее снижения до дозвуковых значений.

Также посадочные модули оснастили тормозными щитками-зонтиками. С их помощью аппараты быстрее, чем на парашюте, преодолели самые плотные и горячие слои атмосферы Венеры. Это позволило увеличить период их работы на поверхности планеты.

— Чтобы уберечь камеры при работе на поверхности, съемка производилась через иллюминатор. Он был сделан из кварцевого стекла толщиной 10 мм, а внутри аппарата разместили перископ со сканирующим зеркалом. Таким образом, основные тепловые потоки, которые проникали через иллюминатор, воздействовали только на верхнюю часть перископа, который нагрелся за час до 4000 °C, но не задевали чувствительные органы камеры, — рассказал Олег Седых.

При подлете к планете посадочные аппараты охладили до –10 °С, пояснил он. Изнутри обшивка была выложена пенополиуретановой теплоизоляцией, что помогало удерживать температуру. А то тепло, которое всё же проникало сквозь защитные слои, поглощали аккумуляторы на основе тригидрата нитрата лития — соли, которая плавится при 33 °С, забирая много энергии.

Эти меры обеспечили функционирование станций в течение примерно двух часов после посадки, что само по себе уже стало крупным научно-техническим достижением.

Первые фотографии с поверхности соседней планеты были получены со станции «Венера-9». Это были черно-белые 180-градусные панорамные снимки. По их характеру можно было предположить, что посадочный аппарат сел на крутую осыпь. Освещенность была похожа на земную в средних широтах в облачный летний день, а рассеянный свет не давал тени.

— Координаты посадки модуля — 310 северной широты и 2920 восточной долготы. Эта точка располагалась на дневной стороне Венеры, которую не видно с Земли. Чтобы обеспечить ретрансляцию, к моменту начала передачи орбитальная станция должна была быть на линии прямой видимости с посадочным аппаратом. Для этого на орбите был выполнен маневр коррекции, — пояснил Олег Седых.

Помимо этого, с орбиты были получены телевизионные изображения облачного слоя, определены параметры распределения температуры по верхней границе облаков, зарегистрированы спектры ночного свечения планеты и проведены исследования околопланетной плазмы, сообщил специалист.

Одним из значимых открытий, сделанных орбитальными станциями «Венера-9» и «Венера-10», стали обнаруженные ими венерианские молнии, которые оказались в 25 раз мощнее земных.

Также важную информацию ученые получили на этапе прохождения посадочных аппаратов через слои атмосферы. В том числе о ее плотности, температуре и давлении на всех высотах.

— Облака Венеры были подобны легкому туману, поскольку содержали капли гораздо меньших размеров, чем обычно на Земле. Они были характерны для капель серной кислоты в очень сухой атмосфере. Дальность видимости достигала километра. А на высотах от 50 км до 25 км простирался существенно менее плотный слой облаков. Еще ниже атмосфера была в основном прозрачной. Облачное небо становилось всё более оранжевым, — поделился Олег Седых.

Какие наработки используют для новых миссий на Венеру

По его словам, данные, полученные станциями «Венера-9» и «Венера-10», не потеряли своей актуальности. Сейчас их используют при проектировании новой миссии «Венера-Д», которая продолжит изучение второй планеты Солнечной системы, но уже на качественно новом уровне.

В частности, данные по давлению, температуре, составу атмосферы, ее градиентам и направлениям ветра, оптическим характеристикам будут в основе нового проектного облика перспективной межпланетной станции. В то же время изображения, полученные с посадочных аппаратов в 1975 году, позволили уточнить проектные характеристики и конструкцию для современной видеотехники, которую отправят на Венеру.

Как предполагают ученые, новая российская экспедиция позволит изучить глубокое прошлое Венеры и Солнечной системы в целом, покажет возможные пути эволюции нашей планеты, ее атмосферы и климата.

— Важный итог миссии «Венеры-9» и «Венеры-10» заключается в том, что была продемонстрирована возможность передавать «картинку» даже в самых экстремальных условиях. Так были пересланы на Землю первые в мире телефотопанорамные изображения. Также в ходе этой экспедиции был отработан механизм телефотометрии — это метод дистанционного измерения освещенности или яркости объектов. Как ранее на станции «Луне-9», но для экстремальных температур и давлений Венеры. Помимо этого, на аппарате присутствовали две оптомеханические телекамеры, которые снимали в видимом и ультрафиолетовом диапазонах. С их помощью специалисты впервые оценили количество солнечного света, доходящего до поверхности Венеры, — рассказал «Известиям» заместитель заведующего научно-экспозиционным отделом Музея космонавтики Павел Гайдук.

Помимо этого, в третий раз была отработана схема мягкой посадки на Венеру, добавил он. Полученные данные об условиях на поверхности планеты пополнили уже существующие, стали более ясны погодные условия. Некоторые исследователи снимков сообщили, что нашли на них что-то похожее на свидетельства наличия на Венере внеземной жизни.

— Полеты на Планету Бурь — дело редкое. Последние данные ее поверхности на Землю отправили станции «Венера-13» и «Венера-14» в 1982 года. Однако сейчас появилось много новых проектов. Конечно, в них заложены новые приборы и гораздо более совершенная электроника. Но сама концепция аппарата остается прежней: внутри прочного сферического корпуса поддерживают земные условия — привычные давление и температуру около 20–30 °С. В такой капсуле можно размещать стандартные приборы, которые легко испытывать на Земле, — рассказал «Известиям» публицист и историк космонавтики Павел Шубин.

Были и амбициозные предложения по созданию долгоживущих станций с электроникой, которая способна работать при +5000 °С, но до их реализации дело не дошло, добавил эксперт. Сейчас все проекты по-прежнему предполагают создание аппаратов, которые проработают на поверхности Венеры всего несколько часов.