АМС для исследования атмосферы Венеры

Начиная с 1961 г., когда была запущена «Венера-1», в СССР использовалось каждое «окно» для запусков к Венере. АМС «Венера-2» была запущена 12 ноября 1965 г. с целью сближения с планетой, «Венера-3» 16 ноября 1965 г. с целью достижения ее поверхности. 1 марта 1966 г. станция достигла поверхности Венеры, осуществив первый полет АМС на другую планету. В 1967 г. успешный полет совершила станция «Венера-4», направленная непосредственно на планету. На расстоянии 45 000 км от Венеры от станции отделился сферический спускаемый аппарат (СА) диаметром 1 м, который при входе в атмосферу планеты выдержал перегрузку до 300 g. Парашютная система в дальнейшем обеспечила медленный спуск в атмосфере, который продолжался 94 мин. Была принята информация о том, что на высоте 25 км температура атмосферы Венеры 271° С и давление 17—20 атм. С помощью установленных на спускаемом аппарате датчиков химического состава было обнаружено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа.

В СССР были проведены еще несколько запусков с целью погружения в атмосферу Венеры. Станции «Венера-5» и «Венера-6», запущенные в январе 1969 г., были оснащены упрочненными спускаемыми аппаратами с парашютами меньшей площади для ускоренного спуска в атмосфере. В совместном полете АМС «Венера-5» и «Венера-6» получены уточненные данные об атмосфере Венеры до более глубоких слоев атмосферы, чем при полете «Венеры-4».

«Венера-7», запущенная в августе 1970 г., достигла поверхности планеты и передала информацию о давлении 90 ± 15 атм и температуре 475° С. На Земле это соответствует давлению в океане на глубине около 800 м, а при указанной температуре плавятся свинец и цинк. «Венера-8», посланная к Венере в 1972 г., также достигла ее поверхности, причем впервые на дневной стороне. Переданная информация включала данные по уровню освещенности и плотности грунта.

Подробные исследования Венеры ¹

В СССР были продолжены исследования Венеры в 1975 г. с помощью двух более тяжелых космических станций, «Венера-9» и «Венера-10». За двое суток до встречи с планетой от каждой станции отделились спускаемые аппараты, которые продолжали полет с последующим входом в атмосферу Венеры по пологой траектории. Тем временем обе станции выполнили маневры, обеспечивающие пролет на расстоянии около 1600 км от поверхности. На минимальном расстоянии от планеты на каждой станции была включена бортовая двигательная установка для их перевода на двухсуточные сильно вытянутые эллиптические орбиты спутников Венеры. Спускаемые аппараты вошли в атмосферу над дневной стороной планеты, не видимой с Земли в то время. Информация, поступающая с аппаратов, записывалась на борту орбитальных аппаратов (ОА) для последующей трансляции на Землю. АМС «Венера-9» и «Венера-10» стали первыми искусственными спутниками планеты Венера. Кроме информации от спускаемых аппаратов они передавали данные от собственного комплекса приборов: параметры частиц и полей в околопланетном пространстве, тепловые, визуальные и спектроскопические характеристики верхних слоев атмосферы, данные о взаимодействии солнечного ветра с планетой, о рельефе ее поверхности и другие характеристики.

Наиболее впечатляющими были результаты исследований, проведенных спускаемыми аппаратами. Каждый аппарат был заключен в теплозащитную сферическую оболочку диаметром 2,4 м, которая предохраняла аппарат до скорости полета 250 м/с на высоте 65 км. После снижения на парашютах до высоты 50 км, где парашюты отбрасывались, аппарат продолжал спуск с использованием аэродинамического тормозного устройства, имеющего вид щитка, опоясывающего аппарат наподобие перевернутого «зонтика». После спуска, длившегося 75 мин, посадочный аппарат (ПА) станции «Венера-9» совершил посадку в районе, где давление составляло 90 атм, а температура 485°С. С места посадки аппарат передавал информацию в течение 53 мин, после чего прекратил работу из-за перегрева. Посадочный аппарат станции «Венера-10» передавал информацию с поверхности планеты в течение 65 мин. На аппаратах были установлены телевизионные камеры, которые впервые позволили передать панорамные изображения поверхности Венеры. Несмотря на плотную атмосферу и густую облачность, по освещенности виды напоминали облачный день на Земле, причем были отчетливо видны особенности рельефа на удалении до 100 м. Местность в районах посадки была похожа на каменистые пустыни с малым количеством песка и пыли, покрытые валунами размерами до 10 м.

Спускаемые аппараты АМС «Венера-11» и «Венера-12», запущенных в 1978 г., предназначены для продолжения научных исследований планеты. По сравнению с предыдущими аппаратами они были оснащены совершенно иным приборным комплексом, в том числе приборами для регистрации электрических разрядов в атмосфере планеты. «Венера-11» зарегистрировала в среднем 25 ударов молнии в секунду, «Венера-12» - в общей сложности около 1000. Один из раскатов грома продолжался в течение 15 мин. В атмосфере Венеры очень мало воды, но возникновению электрических разрядов, возможно, способствует высокое содержание серной кислоты.

В 1979 г. началось настоящее паломничество на Венеру. В полет отправились две советские АМС «Венера» и две американские АМС, от одной из которых отделились четыре автономных спускаемых аппарата. Первой достигла цели АМС «Пионер-Венера-1», которая вышла на орбиту спутника планеты для проведения детальных исследований окружающего пространства и радиолокационного зондирования поверхности Венеры. Непосредственно следовавшая за ней АМС «Пионер-Венера-2» сбросила четыре конусообразных спускаемых аппарата за три недели до встречи с планетой. Все пять аппаратов в соответствии с программой вошли в атмосферу планеты. Корабль-матка цилиндрической формы, как и предполагалось, разрушился, но до этого успел передать информацию о плотности и составе верхних слоев атмосферы, не исследованных спускаемыми аппаратами и не достигаемых орбитальной станцией. Спускаемые аппараты вышли на собственные траектории и ко времени входа в атмосферу Венеры находились достаточно далеко друг от друга. В задачи каждого спускаемого аппарата входила передача информации непосредственно до момента касания поверхности. Один из аппаратов выдержал удар при падении и продолжал передачи еще в течение 67 мин. Согласно полученным данным, на поверхности планеты имеется слой тонкой пыли, которая после падения аппарата осаждалась в течение 15 мин. Было установлено, что атмосфера Венеры содержит 97% углекислого газа, 1-3% азота и 0,1-0,4% водяных паров.

Орбитальный аппарат осуществлял радиолокационное зондирование поверхности Венеры и выявил гигантское плато размерами 3200 x 1600 км, лежащее на 5 км выше окружающей территории. В другом месте было обнаружено огромное ущелье протяженностью 1400 км, шириной до 280 км и глубиной 4,6 км, а также несколько древних воронок диаметром 600-700 км, а глубиной лишь 0,5 км. НАСА рассчитывает провести в середине 80-х годов тщательное картирование поверхности Венеры с борта ее спутника, оснащенного специальной радиолокационной установкой.

В марте 1982 г. спускаемые аппараты советских АМС «Венера-13» и «Венера-14» осуществили мягкую посадку на ее поверхность. Впервые получены цветные изображения поверхности и произведен прямой элементный анализ грунта планеты.