Первый аппарат к Венере

"Венера-1"
"Венера-1"

Для первых пусков к Венере в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») готовились два аппарата под индексом 1ВА. Целью пусков было приобретение опыта попадания в Венеру, проведение исследований на трассе Земля - Венера и на участке сближения с загадочной соседкой Земли. Подготовить конструкцию спускаемого аппарата и аппаратуру для непосредственного исследования атмосферы и поверхности планеты в астрономические сроки было невозможно.
Конструкция аппарата «Венера-1» представляла собой цилиндр со сферической верхней частью. Длина аппарата составляла 2,035 метра, диаметр - 1,05 метра. Корабль был снабжён двумя солнечными батареями, обеспечивающими зарядку серебряно-цинковых аккумуляторов. На внешней поверхности корпуса корабля была закреплена параболическая антенна диаметром 2 метра, предназначенная для передачи данных на Землю на частоте 922,8 МГц (длина волны 32 см). На станции были установлены научные приборы: магнитометр, две ионные ловушки для измерения параметров солнечного ветра, детектор микрометеоритов, счётчик Гейгера и сцинтилляционный детектор для измерения космической радиации. В нижней части космического аппарата была установлена двигательная установка КДУ-414, предназначенная для коррекций траектории полёта. Масса станции - 643,5 кг.
Верхняя часть аппарата представляла собой герметичную сферическую камеру, наполненную азотом под давлением в 1,2 атмосферы. В этой сфере находился вымпел в виде маленького глобуса с нанесенными очертаниями земных материков. Внутри этого шарика находилась медаль с изображением схемы полета Земля - Венера. На другой стороне медали был герб Советского Союза. Эта камера должна была плавать на поверхности предполагаемого венерианского океана.

Разработанная схема выведения впоследствии оказалась универсальной - она сохранилась для всех пусков к Марсу, Венере, для лунных аппаратов мягкой посадки. Использовался метод непрерывного разгона тремя ступенями с промежуточным выводом на незамкнутую орбиту спутника. В определенной точке этой низкой промежуточной орбиты спутника Земли, в зависимости от планеты назначения и даты старта, производилось включение четвертой ступени. Эта четвертая ступень разгоняла межпланетный аппарат до второй космической скорости. По окончании участка разгона и выключения двигателя аппарат уходил в "свободное плавание". Его орбита по дороге к планете контролировалась с Земли и направлялась собственной корректирующей двигательной установкой (КДУ).
В ночь с 3 на 4 февраля 1961 г. состоялся старт. Визуально всё прошло штатно. Впоследствии оказалось, что три ступени предположительно отработали нормально, вышли на орбиту ИСЗ. Четвертая ступень в нужное время не сработала. Тут же была создана комиссия для детального расследования, и было решено форсировать подготовку к пуску 1ВА № 2. А в прессе появилось сообщение ТАСС:
"На орбите — советский тяжелый спутник Земли. Его вес 6483 килограмма... Поставленные при запуске спутника научно-технические задачи выполнены".
В процессе исследования причин аварии первого пуска к Венере выявился отказ в конце участка работы третьей ступени машинного преобразователя тока ПТ-200. Этот преобразователь обеспечивал питанием систему управления блока «Л». Вскоре выяснилось, что ПТ-200 установлен на раме, соединяющей блок «И» с блоком «Л», в негерметичном месте. А должен был использоваться только в герметичном отсеке. Срочно до пуска следующей АМС прибор был помещён в герметичный корпус, взятый от бортового аккумулятора. Просто восхищает смекалка команды, осуществляющей запуски нашей техники!
Датой следующего пуска было объявлено 12 февраля. В 7 часов 04 минуты стартовала ракета-носитель 8К78, на которой впервые нормально отработали все четыре ступени. Второй АМС 1ВА был наконец-то выведен на межпланетную траекторию. Начальные параметры орбиты связки АМС-разгонный блок составляли:

• Масса: 6 424,0 кг   • Наклонение: 65°
• Перигей: 229,0 км   • Период: 89,6 мин
• Апогей: 282,0 км      

 

В 9 часов 17 минут НИП-16 из Евпатории поступил победный доклад о том, что первый сеанс дальней связи идет нормально. Второй сеанс в 16 часов 23 минуты подтвердил, что аппарат действительно запущен к Венере. Баллистики из Московского баллистического центра заявили, что потребуется коррекция, и, если она пройдет, то вымпел Советского Союза будет на Венере!
Всеобщее ликование омрачили вновь поступившие доклады из Евпатории. По данным телеметрии была зафиксирована неустойчивая работа в режиме постоянной солнечной ориентации (ПСО), обеспечивающей необходимую для заряда аккумуляторов ориентацию солнечных батарей.
В соответствии с логикой работы систем при сбое ПСО должна сохраняться грубая ориентация на Солнце. При этом все системы, потребляющие электроэнергию, кроме системы терморегулирования и программно-временного устройства (ПВУ), выключаются. Ошибка проектировщиков состояла в том, что вместе со всеми системами выключались и бортовые приемники, которые должны были принять с Земли управляющие команды о начале очередного сеанса. Следующий сеанс связи включался только автономно от бортового ПВУ и только через пять суток. Предстояло пять суток полной неизвестности и мучительного ожидания.
Тем не менее, не ведая о сомнениях разработчиков, ТАСС оповестил мир о запуске межпланетной станции «Венера-1»: «Успешный запуск космической ракеты к планете Венера прокладывает трассу к планетам Солнечной системы» - так начиналось первое сообщение ТАСС о попытке достижения Венеры.

Газета "Правда" от 13 февраля 1961 г.  
Газета "Правда" от 13 февраля 1961 г.

Через пять суток во время сеанса еще раз был констатирован сбой ПСО. На борту, кроме этого, других явных неприятностей обнаружено не было. До следующего сеанса оставалось еще пять суток. Однако 22 февраля АМС 1ВА на связь не вышла. Сеанс 17-го был последним с дальности 1,9 миллионов километров.
26 февраля «Правда» все же опубликовала без подписей каких-либо авторов подробный материал о первом полете к Венере, не упоминая о прекращении радиосвязи.
Связь так и не была восстановлена. Молчаливая «Венера-1», по расчетам баллистиков, прошла примерно в 100 000 км от Венеры в конце мая 1961 года.
Потерю связи объяснили отказом ПВУ, разработанного в составе радиокомплекса. На все последующие АМСы ставились надежные программники собственной разработки. Но основным мероприятием по устранению отказа было решение впредь приемники командной радиолинии вообще никогда не выключать. Экономить крохи энергии, рискуя потерять весь космический аппарат, недопустимо. Такой дорогой ценой был получен опыт первой эксплуатации аппарата в межпланетном полете.
Запуск автоматической межпланетной станции «Венера-1» явился важным этапом в развитии космической техники. Это был первый аппарат, предназначенный для исследования планет. Впервые была применена техника ориентации по трём осям космического аппарата по Солнцу и звезде Канопус. Впервые для передачи телеметрической информации была применена параболическая антенна.
Примечание. В 1965 году, при жизни С.П. Королева, все работы по АМС "Венера" были переданы из ОКБ-1 на Машиностроительный завод им. С.А. Лавочкина.

Последующие космические аппараты для исследования Венеры

Советская программа исследования Венеры продолжалась вплоть до конца 1980-х годов. Исследования Венеры остаются единственным направлением планетных исследований, в котором Россия имеет передовые позиции. В советский период были созданы автоматические КА серии «Венера», решавшие приоритетные задачи впервые в мире. Тогда к Венере было запущено 18 автоматических КА и 8 АМС осуществили мягкую посадку на поверхность планеты. С тех пор другими странами не совершено ни одной удачной мягкой посадки автоматических КА на поверхность Венеры. После блестяще осуществленной международной программы «Вега» по комплексному исследованию Венеры (кроме посадочных аппаратов, в атмосфере работали аэростатные зонды) и кометы Галлея, специалистами НПО Лавочкина в традиционной кооперации со смежными организациями и институтами РАН прорабатывались проекты дальнейшего исследования Венеры с максимальной унификацией основных блоков и модулей КА. Однако из-за экономической ситуации, сложившейся в России, космические исследования Венеры полностью прекратились.

Перечень всех успешных запусков космических аппаратов, передавших сведения о Венере.

Перечень всех успешных запусков космических аппаратов, передавших сведения о Венере 

"Венера-3" - первый аппарат, достигший Венеры
"Венера-3" - первый аппарат, достигший Венеры
После попытки достижения Венеры аппаратом "Венера-1" к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки». В 1970 г. КА "Венера-7" осуществил первую мягкую посадку на поверхность планеты; в 1975 году космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры.
В 1982 году КА «Венера-13» и «Венера-14» передали цветные изображения. Условия на поверхности Венеры не позволили космическим аппаратам проработать на планете более двух часов.


 Одна из первых фотографий поверхности планеты, полученных с аппарата"Венера-9"
Одна из первых фотографий поверхности планеты, полученных с аппарата"Венера-9"

Спускаемый аппарат «Венеры-13»
Спускаемый аппарат «Венеры-13»

Цветное изображение поверхности Венеры, переданное "Венерой-13"
Цветное изображение поверхности Венеры, переданное "Венерой-13"

Начиная с 1978 г. автоматические аппараты осуществляли радиолокацию поверхности планеты. Поскольку облака скрывают поверхность Венеры от визуальных наблюдений, её можно изучать только радиолокационными методами. На сегодня имеются довольно подробные карты поверхности в масштабах 1:10 000 000 и 1:50 000 000.

Венера

 

Почему исследование Венеры представляет интерес? 

Россия намерена вернуться к исследованиям. Венера таит ещё много загадок. Планета похожа на Землю.

Сравнительные размеры (слева направо)  Венеры, Земли и Марса
Сравнительные размеры (слева направо) Венеры, Земли и Марса

Именно это во многом определило высокий интерес к изучению Венеры как планеты земной группы. Обе планеты-сестры имеют практически одинаковый размер, плотность, а, следовательно, и близкий состав. Обе планеты получают примерно одно и то же количество тепла от Солнца. Предполагается, что обе планеты образовались при сходных начальных условиях в протопланетном газопылевом диске, окружавшем молодое Солнце 4,5 – 5 миллиардов лет назад. Но на Венере нет воды, идут дожди из серной кислоты, давление у поверхности составляет 90 земных атмосфер, температура - более 400оС, а сама планета не имеет магнитного поля. Почему находящаяся в похожих с земными космических условиях Венера так отличается от нашей планеты - предстоит выяснить учёным. Изучение Венеры представляет интерес как с точки зрения фундаментальной науки, так и с точки зрения сравнительной планетологии: исследования Земли, Венеры и Марса позволяют лучше понять раннюю историю формирования и развития планет земной группы и эволюции их атмосфер, различие в истории их тектонической активности. В частности, это позволяет провести параллели в будущее, показывая возможные пути эволюции нашей Земли, ее атмосферы и климата.
Венера - кандидат на терраформирование, то есть изменение климатических условий планеты с целью приведения атмосферы, температурного режима и экологический условий в состояние, пригодное для обитания людей, животных и растений. По одному из планов предполагалось распылить в атмосфере Венеры генетически модифицированные цианобактерии, которые, перерабатывая углекислый газ (составляющий 96% атмосферы Венеры) в кислород, значительно уменьшили бы парниковый эффект и понизили бы температуру на планете. Однако для фотосинтеза необходима вода, которой на Венере практически нет. Поэтому для реализации такого проекта необходимо в первую очередь доставить на Венеру воду.
Конечно, это задачи далёкого будущего, а в обозримых планах Роскосмоса - запуск станции «Венера-Д».
Также в планах разработка Межпланетной станции «Венера-Глоб». В ее структуру входят: орбитальный аппарат, несколько посадочных и атмосферных модулей, долгоживущая в условиях Венеры станция, аэро-статные зонды и венероход.

Состав миссии "Венера-Д", слайд с сайта ИКИ РАН
Состав миссии "Венера-Д", слайд с сайта ИКИ РАН

К сожалению, сроки выполнения этих проектов неоднократно переносились и отодвинулись за 2025 год в связи с урезанием бюджета на российские космические программы в условиях экономического кризиса.
А пока наблюдения Венеры продолжаются всеми доступными способами. Так, с МКС получены фотографии прохождения Венеры по диску Солнца.
Венера расположена ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому с Земли можно наблюдать это необычное явление, когда планета предстаёт в виде маленькой чёрной точки на фоне огромного светила. В течение примерно двух с половиной столетий случается всего четыре прохождения - два декабрьских и два июньских. На фотографии представлено событие, произошедшее 6 июня 2012 года.

Прохождение Венеры по диску Солнца, 2012 г
Прохождение Венеры по диску Солнца, 2012 г

В последнее время предпринимаются попытки организации совместных проектов по исследованию Венеры. На пресс-конференции в рамках форума "50 лет фундаментальной науки в космосе: достижения и перспективы", проходившего в Москве 28 сентября 2015 года, вице-президент Российской академии наук Лев Зеленый рассказал журналистам, что в ближайшие дни должно состояться совместное заседание американских и российских специалистов по планированию миссии на Венеру. Делегация США уже прибыла в Россию. "Охлаждение отношений между странами влияет и на нашу работу отчасти. Это болезненный вопрос. Группа по Венере должна была встретиться еще летом прошлого года, но встречу отложили", - продолжил он. "Хочется верить, что общение специалистов будет иметь продолжение, которое найдёт воплощение в новом международном проекте."

 

 

 

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.33 (6 Голосов)

 

Международная космическая станция Автоматические космические системы Роскосмос РКК Энергия "Морской старт" и "Наземный старт" "Морской старт" и "Наземный старт"