Первая мягкая посадка на Венеру

15 декабря 1970 года советская автоматическая межпланетная станция "Венера-7" впервые в истории космических путешествий мягко опустилась на поверхность Венеры. "Утренняя звезда" стала вторым небесным телом, куда смогли опуститься земные аппараты.

В эйфории от очередной космической победы журналисты тех лет с упоением писали, что недалеки те времена, когда межпланетные станции будут не только "прилуняться и привенериваться" (до этого были только мягкие посадки на Луну), но и "примарсианиваться, приальфацентавриваться и так далее". Но минуло 30 лет, а в этом ряду добавился только Марс, на который сумели совершить посадку советские и американские станции. Да и эта операция, как показал 1999 год, до сих пор не всегда проходит гладко.

Однако прежде чем рассказать о полете "Венеры-7", давайте вспомним, с чего начиналась венерианская эпопея, приведшая к настоящему триумфу 1970 года.

Первые старты к Венере планировалось осуществить еще в июне 1959 года. Такие планы существовали и в Советском Союзе, и в США. Однако эти оценки страдали излишним оптимизмом. Приближались сроки пусков, но ни одна из космических держав так и не смогла создать носитель, способный их осуществить. Очередной шаг в освоении Солнечной системы удалось сделать только спустя два года. Правда, в 1960 году в США попытались вывести на гелиоцентрическую орбиту небольшие станции серии "Пионер", в задачу которых входили, в том числе, и исследования Венеры. Лишь один старт закончился успешно, и в дальнее путешествие отправился "Пионер-5", Но сблизиться с Венерой, как это планировалось сделать при оптимальном стечении обстоятельств, не удалось.

Первый удачный старт в сторону Венеры состоялся в Советском Союзе 12 февраля 1961 года. Это была вторая попытка нашей страны. Первая, состоявшаяся на восемь дней раньше, оказалась неудачной — станция вместе с разгонным блоком вышла на околоземную орбиту, но на ней и осталась, получив наименование "Тяжелый спутник".

Полет "Венеры", а именно так в дальнейшем стали именоваться все станции, запускаемые Советским Союзом для исследований Утренней звезды, проходил напряженно. С самого начала стало ясно, что полностью выполнить программу полета, предусматривавшую попадание в диск Венеры и доставку на нее вымпела с изображением Герба СССР, не удастся. Барахлил передатчик, связь со станцией была неустойчивой. Все попытки Земли овладеть ситуацией ни к чему не привели. Прошло три недели, и станция замолчала навсегда. Уже безмолвная, она 19 или 20 мая 1961 года прошла на расстоянии около 100 тысяч километров от Венеры. Можно по-разному оценивать результаты этого полета. Одни считают его неудачным, другие, наоборот, говорят о триумфальной победе. Как бы то ни было, полет "Венеры-1" был и остается значительным шагом в освоении Солнечной системы.

В последующие годы отечественную космонавтику преследовали многочисленные неудачи при пусках ве-нерианских аппаратов. За четыре года к Венере пытались запустить семь станций. Четыре из них повторили судьбу "Тяжелого спутника", оставшись на околоземной орбите, две погибли в результате аварий ракет-носителей. Еще одна смогла преодолеть притяжение Земли и отправиться в межпланетное путешествие, однако сразу стало ясно, что к Венере она приблизиться не сможет и останется на гелиоцентрической орбите. Поэтому станцию окрестили "Зонд-1", чтобы "запутать противника".

В 1962 году два старта к Венере произвели Соединенные Штаты. Первая ракета-носитель взорвалась на старте, зато вторая вывела в космос станцию "Маринер-2". 14 декабря 1962 года она прошла на расстоянии около 35 тысяч километров от Венеры. В 60-е годы американцы сосредоточили свои усилия на покорении Луны, поэтому межпланетных стартов в США было не очень много, да и задачи полетов были не так грандиозны как в "лунной эпопее".

Следующим этапом в освоении Венеры стал полет двух советских станций "Венера-2" и "Венера-3". Стартовав в ноябре 1965 года, они, наконец-то, достигли той цели, которая ставилась еще в 1961 году.

1 марта 1966 года впервые в истории земной аппарат достиг поверхности планеты. Но узнать, что произошло со станцией, ученые в том году так и не смогли: аппаратура замолчала сразу же после входа в атмосферу.

Перед "Венерой-4", стартовавшей в 1967 году, ставилась принципиально другая задача — мягко опуститься на поверхность Венеры и передать на Землю информацию о планете. Сегодня уже можно сказать, что экспедиция с самого начала была обречена на неудачу. При проектировании станции специалисты ориентировались только на те знания, которые имели на тот момент. А условия на Венере оказались гораздо суровее, чем рассчитывали. Что на самом деле произошло со станцией, разбилась ли она о поверхность или была расплющена чудовищным давлением, мы так никогда и не узнаем. А тогда официальная пропаганда поспешила объявить о первой в мире мягкой посадке на Венеру. Потом разобрались, что к чему, и стали говорить о плавном спуске в атмосфере планеты и не более того. Но полет "Венеры-4", которая свою задачу до конца не выполнила, все-таки надо рассматривать как серьезный шаг вперед. Станция погибла не из-за ошибок конструкторов, а из-за того, что ей пришлось столкнуться с такими природными условиями, которые никем даже не прогнозировались. Кстати, в будущем такие ситуации могут быть не так уж и редки. Одно дело — взгляд на небесное тело со стороны и попытка оценить условия на нем, а другое — когда будущим первопроходцам придется столкнуться с причудами природы "лицом к лицу".

В 1969 году две советские станции "Венера-5" и "Венера-6" повторили полет своей предшественницы, еще раз подтвердив, что условия на Венере очень суровые, и необходимо создавать принципиально новую конструкцию, которая сможет выжить при чудовищном давлении и при огромной температуре.

В 1970 году пришел черед "Венеры-7". Она создавалась с учетом опыта, который был получен при полетах станций "Венера-4", "Венера-5" и "Венера-6", и была очень похожа на них внешне. Аппарат состоял из орбитального отсека и спускаемого аппарата. Его общая масса составляла 1180 кг.

Орбитальный отсек предназначался для доставки спускаемого аппарата к Венере вплоть до входа в атмосферу и был выполнен в виде цилиндрического герметического корпуса, внутри которого располагались приборы радиокомплекса, систем астроориентации, управления, терморегулирования, химические источники тока и электронный блок радиационного дозиметра. К верхнему днищу орбитального отсека крепился спускаемый аппарат, а на нижнем днище была установлена двигательная установка, с помощью которой корректировалась траектория полета станции.

Спускаемый аппарат "Венеры-7", в отличие от предыдущих аппаратов данной серии, был предназначен для работы аппаратуры непосредственно на поверхности планеты. Его пришлось разрабатывать заново с учетом измерений, произведенных спускаемыми аппаратами станций "Венера-5" и "Венера-6" и определивших, что давление на поверхности Венеры превышает 100 атмосфер, а температура доходит до 530 градусов по Цельсию. Все это заставило разработчиков использовать новую конструкцию корпуса и специальную теплоизоляцию, которые защищали аппаратуру спускаемого аппарата от высоких температур и давления. Для уменьшения перегрузок было установлено специальное амортизационное устройство. Над приборным отсеком находилась парашютная система. Купол парашюта был изготовлен из термостойкой ткани, рассчитанной на работу при температуре до 530° С. На спускаемом аппарате были установлены приборы для измерения температуры и давления. Их датчиками служили термометры сопротивления и манометры анероидного типа, позволяющие измерять температуру в диапазоне от 25 до 540° С и давление от 0.5 до 150 атм.

Спускаемый аппарат был оборудован также высокостабильными генераторами частоты. Это позволило по величине смещения частоты принимаемого на Земле сигнала (эффект Доплера) определить с высокой точностью скорость снижения аппарата в атмосфере Венеры и величины пройденного пути за время спуска. И, естественно, на борту спускаемого аппарата были установлены вымпелы с барельефом В. И. Ленина и гербом СССР.

Во время осуществления межпланетного перелета ничего интересного со станцией не происходило. Кроме, пожалуй, измерений интенсивности космических лучей. Это позволило выявить интересные закономерности распространения потоков солнечных частиц в межпланетной среде на различных расстояниях от Земли. Да плюс к этому приборы "Венеры-7" зарегистрировали несколько вспышек на Солнце и смогли проследить динамику их развития в пространстве и времени. Удалось провести наблюдения и за мощной хромосфер-ной вспышкой, происшедшей 10 декабря 1970 года, то есть за несколько дней до окончания полета.

Как и планировалось, 15 декабря 1970 года спускаемый аппарат, отделившись от орбитального отсека, вошел в атмосферу Венеры. В конце участка спуска по изменению частоты радиосигнала было установлено, что скорость снижения аппарата относительно планеты стала нулевой — аппарат совершил посадку. Регистрировавшееся после этого момента изменение частоты бортового передатчика в точности соответствовало скорости движения относительно Земли участка поверхности Венеры, где по расчетам опустился спускаемый аппарат. К сожалению, ось антенны отклонилась от направления на Землю, поэтому станция могла передавать информацию только о температуре.

По характеру изменения температуры за бортом и скорости снижения аппарата была определена зависимость температуры атмосферы вплоть до поверхности Венеры. Оказалось, что закон изменения температуры близок к адиабатическому до самой поверхности. По измерениям, проведенным "Венерой-7", было также рассчитано распределение давления и плотности в атмосфере Венеры по высоте вплоть до поверхности. Учет возможных погрешностей измерений позволил оценить допуски на полученные значения температуры и давления. Значения атмосферных параметров на поверхности планеты в месте посадки "Венеры-7" составили: температура 475°±20° С, давление 90+15 атм. Плотность атмосферы у поверхности Венеры примерно в 60 раз превышала плотность атмосферы у поверхности Земли.

Сигналы спускаемого аппарата после посадки принимались в течение 23 минут, а потом прекратились. Но полученные данные были бесценны. Учитывая их, создавались все последующие станции серии "Венера".

В 70-е и первой половине 80-х годов полеты к Венере и мягкие посадки на ее поверхность происходили с завидной регулярностью и, надо отдать должное отечественной космической технике, довольно успешно. Кроме "Венеры-7" еще девять советских межпланетных станций совершили мягкую посадку на поверхность Утренней звезды.

Для сравнения, у американцев есть только одна успешная посадка на Венеру, причем это был незапланированный эксперимент. В 1978 году один из аппаратов, предназначавшихся для зондирования атмосферы, смог достигнуть поверхности планеты и более часа передавать на Землю научную информацию.

Последний полет, проводившийся исключительно для исследований Венеры, состоялся в 1990 году, то есть десять лет назад. На межпланетную трассу была выведена американская станция "Магеллан", которая спустя год вышла на орбиту искусственного спутника этой планеты.

А в нашей стране трасса "Земля — Венера" уже не используется более 15 лет. И в ближайшей перспективе таких планов тоже нет. Мы смогли заглянуть под облачный покров, но на Венере еще немало тайн, которые было бы интересно и нужно познать.

Жаль, что остается только надежда на возобновление полетов, да память об успехах, одним из которых была и остается первая в мире мягкая посадка на поверхность Венеры.