Что мы узнали о Венере в XX веке и как планируется исследовать ее сейчас

0 View

Ровно 40 лет назад, 22 октября 1975 года, на Венеру совершил посадку советский космический аппарат «Венера-9» (всего в рамках этой программы на планету были отправлены 16 космических аппаратов). Впервые в истории он передал на Землю снимки поверхности другой планеты.



Как проходила работа над советской программой исследования Венеры, возможна ли на ней жизнь и планируются ли в обозримом будущем новые полеты к этой планете, корреспонденту «Чердака» рассказал заведующий отделом Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН академик РАН Михаил Яковлевич Маров.

— Какова была ваша роль в программе исследований Венеры?

— Всей программой руководил Мстислав Всеволодович Келдыш. А я, начиная с «Венеры-4», был тем, кого американцы называют project scientist, — человек, который, с одной стороны, хорошо понимает научные задачи, стоящие перед космическим аппаратом, а с другой — разбирается в технике и может обеспечить связь между учеными и инженерами.

Я попал в  программу случайно — изначально я занимался физикой верхней атмосферы Земли и другими земными проблемами. Но в 1966 году Мстислав Всеволодович меня вызвал и сообщил, что я должен заняться планетной тематикой. Я ответил, что ничего в этом не понимаю, на что он сказал просто: «Научитесь».

— Как ученые представляли себе Венеру до того, как ее начали исследовать космические аппараты?

— По бытовавшим тогда в астрономии представлениям, Венера считалась двойником Земли. Однако, хотя по космическим масштабам она находится совсем рядом, условия на ней очень сильно отличаются от земных: ее «чуть» большая близость к Солнцу привела к необратимым климатическим изменениям. Вероятно, изначально Венера действительно была похожа на Землю, но сейчас, по меркам земных жителей, условия на ней просто кошмарные.

Впервые это стало понятно после полета нашей станции «Венера-4» в 1967 году. Прежде всего, оказалось, что на планете совершенно иное давление, чем мы рассчитывали. В те времена теоретические модели предсказывали значения давления, отличающиеся почти в тысячу раз: от половины давления земной атмосферы до сотен атмосфер. И тогда Георгий Николаевич Бабакин, главный конструктор конструкторского бюро им. Лавочкина, занимавшегося разработкой автоматических космических аппаратов, принял решение: делать аппарат в расчете на предельное давление в 15 атмосфер. У аппарата был небольшой запас прочности, но его не хватило, и в результате он был раздавлен, когда до поверхности оставалось еще 23 километра, и, как показали расчеты, давление у поверхности достигает почти 100 атмосфер.

Но мы не сразу поняли, каковы реальные значения, наши расчетные оценки были подтверждены при последующих пусках аппаратов того же класса. Оказалось, что давление у поверхности Венеры составляет 92 атмосферы, и это при температуре 475 градусов по  Цельсию, в оценках которой до полетов наших космических аппаратов также существовала большая неопределенность. В общем, мало кто ожидал, что наша космическая соседка столь горячая, негостеприимная планета! При такой температуре начинают плавиться металлы. В дальнейшем выяснилось, что этот кошмарный климат дополняется плотным слоем облаков из концентрированной серной кислоты.

— Что еще удалось выяснить при последующих запусках?

— «Венера-7» стала первым аппаратом, совершившим мягкую посадку на поверхность планеты. Не все прошло удачно: порвался парашют. Мы тогда еще не знали о сернокислотных облаках, которые могли оказать неблагоприятное воздействие. Миссия «Венеры-8» оказалась гораздо более удачной: тогда удалось провести целую серию важных научных экспериментов, в частности впервые измерить, насколько светло на поверхности Венеры. Оказалось, что там освещенность примерно как на Земле в сумерках. Это было необходимым этапом подготовки к передаче изображений поверхности Венеры.

К 1975-му году, к запуску «Венеры-9» и «Венеры-10», мы подошли с достаточно большим объемом знаний. На посадочных аппаратах был установлен большой комплекс научной аппаратуры, в частности телефотометры, которые могли производить съемку поверхности. Мы хотели подробно исследовать облачный слой и одновременно провести большой объем измерений в нижней атмосфере и на поверхности. Поэтому была предложена и реализована остроумная схема посадки: на высоте 70 километров раскрывались парашюты, и аппараты плавно спускались, проводя детальные измерения в облачном слое, толщина которого, как установила «Венера-8», составляет почти 20 километров. А на нижней границе облаков, на высоте 49 км, что также определила «Венера-8», парашюты отцеплялись и аппараты быстро опускались на специальном аэродинамическом щитке («юбке»). Это было нужно, чтобы аппарат не успел нагреться в нижней горячей атмосфере сохранил работоспособность на поверхности.

Нам действительно удалось добиться того, что аппараты выживали в суровых венерианских условиях почти два часа. За это время они успевали передать панораму поверхности, исследовать состав пород и провести целый ряд других измерений. Это выдающееся научно-техническое достижение нашей страны, не повторенное больше никем в мире, как, впрочем, и сама посадка космических роботов на Венеру. При этом космические аппараты, которые доставляли спускаемые модули, стали первыми искусственными спутниками Венеры. Они служили ретрансляторами радиосигналов с посадочных аппаратов и одновременно проводили обширный комплекс научных измерений. До этого информацию передавали на Землю космические аппараты, которые после сброса спускаемых модулей пролетали мимо Венеры.

— Как аппараты записывали и передавали информацию? Ведь в те годы не было современных цифровых носителей.

— Сигнал от спутников принимал Центр дальней космической связи в Евпатории. Мы с Арнольдом Сергеевичем Селивановым, который разрабатывал аппаратуру для телевизионной съемки, установленную на «Венерах», стояли возле самописца, который жужжал и выпускал влажную бумагу с трудно различимыми поначалу контурами. Это была первая панорама поверхности Венеры. Конечно, это были не самые совершенные приборы, но они позволили нам решить фантастическую задачу! Я очень хорошо помню, как Арнольд меня толкнул плечом и сказал: «Слушай, а ты знаешь, ведь до нас этого в мире никто не видел». Трудно передать переполнявшие нас тогда чувства. То, что я тогда испытал, можно действительно назвать счастьем. Спустя несколько дней были получены снимки с «Венеры-10».

Запуски «Венеры-9» и «Венеры-10» послужили основой для дальнейших успешных полетов на Венеру, в том числе миссий «Венера-13» и «Венера-14», которые передали цветные панорамы поверхности. За «Венерой-14» последовали запуски двух космических аппаратов, снабженных радиолокаторами, необходимыми для съемки поверхности планеты, поскольку плотная атмосфера и облака непрозрачны для видимого света. С их помощью мы изучили практически все северное полушарие Венеры, и опять такие исследования, были проведены первые в мире. За ними последовали более детальные измерения американских аппаратов.

Нужно отдать должное нашим американским коллегам, которые провели успешные исследования атмосферы на аппарате «Пионер-Венера», а после этого — глобальную радиолокационную съемку поверхности Венеры с орбиты аппаратом «Магеллан». В ходе миссии «Пионер-Венере» американцы тоже пытались сесть на поверхность. У них было четыре модуля: один основной и три зонда, опускавшихся в разных районах планеты, но все они прекратили существование на высоте 13 километров. Так что задачу мягкой посадки они выполнить не смогли. И мы до сих пор гордимся тем, что были первыми и единственными на поверхности Венеры.

— Есть ли планы по дальнейшему исследованию Венеры?

— Это болезненный вопрос. Перестроечные годы нас сильно поломали — мы до сих пор не можем прийти в себя. Как ни прискорбно это звучит, но то, что мы умели делать в 70-х годах, сегодня мы повторить не можем.

Попытка возродить прежние достижения была предпринята в 2011 году, когда мы запустили аппарат «Фобос-Грунт», предназначенный для исследования марсианского спутника Фобоса, включая фундаментальную научную задачу забора и возврата на Землю образцов пород. Но  аппарат, созданию которому было отдано много лет жизни, в том числе и моей, не вышел на траекторию полета к Марсу. Мы решили как-то компенсировать эту неудачу запусками аппаратов на Луну, но сроки их запуска постоянно переносятся. Сейчас вроде бы планируется запустить первый из этих аппаратов, «Луна-Глоб», в 2019 году. А в 2016 году мы выходим на совместный с европейцами проект «ЭкзоМарс», основной этап реализации которого планируется на 2020 год. Кроме того, мы снова собираемся к Фобосу — теперь этот проект называется «Бумеранг».

К большому сожалению, Венера пока остается за пределами готовящейся Федеральной космической программы, хотя и по ней есть целый ряд интересных наработок. Не следует думать, что на Венере все сделано, — мы еще только в самом начале ее изучения. У нас есть проект «Венера-Д», в рамках которого планируется запустить два спутника для подробного изучения околопланетного пространства: плазмы, магнитных полей, взаимодействия между натекающим солнечным ветром и ионосферой Венеры. Эти исследования были начаты еще «Венерой-9».

Также планируется посадочный аппарат, и есть интересные идеи, как сделать так, чтобы он мог выжить на поверхности сутки и даже месяц. Хотя насчет месяца я лично сомневаюсь, а вот проработать на Венере сутки аппарат вполне сможет. Это позволит, в частности, изучить очень интересную динамику атмосферы Венеры, которая на высотах расположения облаков быстро вращается относительно поверхности планеты.

— Может ли на Венере существовать жизнь?

— В принципе, идея поиска жизни на Венере существует, но, конечно, не на поверхности. У нас, правда, есть энтузиасты, которые даже «видят» следы жизни в горячей атмосфере на поверхности планеты, но, с моей точки зрения, более вероятна жизнь на верхнем слое облаков, где гораздо более благоприятные температура и давление. Однако нужно заметить, что пока жизнь не найдена в Солнечной системе и на гораздо более климатически умеренных небесных телах.

Источник: http://chrdk.ru/sci/2015/10/22/chto_my_uznali_o_venere_v_xx_veke_i_kak_ee_planiruetsya_issledovat_seichas/