Венера (космическая программа)

«Венера» — серия советских автоматических межпланетных станций (АМС) для изучения Венеры и космического пространства.

По мере получения новых данных о Венере в конструкцию аппаратов вносились изменения с целью приспособить их к экстремальным условиям планеты. До начала космических исследований основной моделью Венеры была землеподобная планета с океанами жидкой воды, сокрытыми за плотной атмосферой, поэтому первые версии аппаратов обладали запасом плавучести, позволявшим им не утонуть в предполагаемом венерианском океане, а последние были способны сохранять работоспособность при температуре свыше 700 К и давлении свыше 90 атмосфер.

Для запусков венерианских АМС использовалась универсальная схема межпланетных полётов. Первые 3 ступени выводили космический аппарат вместе с разгонным блоком (4 ступенью) на низкую орбиту, где он какое-то время двигался по орбите искусственного спутника Земли. Затем включался разгонный блок, который ускорял станцию до второй космической скорости и отделялся, отправляя её в межпланетный полёт. При необходимости, в полёте проходила коррекция траектории при помощи КДУ — корректирующей двигательной установки.

Для связи с космическими аппаратами использовался Центр дальней космической связи.

В честь программы названа земля Венеры (лат. Venera Terra) на Плутоне (название утверждено МАС 30 мая 2019 года)[1].

1ВАПравить

 
Макет АМС «Венера-1»

Первое поколение венерианских АМС серии 1ВА (ретроним; до появления последующих поколений обозначались как Объект «В»[2]) было разработано ОКБ-1 для запуска в стартовое окно январь-февраль 1961 года. Целью космических кораблей было попадание на поверхность континентальной Венеры или в её предполагаемый океан. Теплозащита была лишь у сферы в верхней части аппарата, внутри которой располагалась медаль с гербом Советского Союза, с одной стороны, и изображение схемы полёта Земля-Венера, с другой стороны. Кроме того, станции должны были выяснить, существует ли у Венеры магнитное поле, и передать данные о межпланетной среде (уровень радиации, частота встречи с метеороидами и так далее), которые способствовали бы проектированию будущих космических кораблей для высадки на Венеру.

Для запусков 1ВА использовалась четырёхступенчатая ракета-носитель «Молния» (8К78).

При запуске 1ВА № 1 в конце работы третьей ступени произошёл отказ машинного преобразователя постоянного тока в переменный (ПТ-200). Выяснилось, что он не был предназначен для работы в вакууме. Как только это стало известно, то преобразователь тока, установленный на 1ВА № 2, был помещён в герметичный контейнер[3]. Вскоре после запуска станция 1ВА № 1 сгорела в атмосфере Земли над Сибирью, а спускаемый аппарат затонул в одной из сибирских рек. В официальном сообщении ТАСС аппарат получил наименование «Тяжёлый спутник 01»[4]. Несколько лет спустя в реке Бирюсе была обнаружена медаль в защитном корпусе, которая была должна попасть на поверхность Венеры. В результате она была возвращена главному конструктору ОКБ-1 Сергею Павловичу Королёву, а тот подарил её Борису Евсеевичу Чертоку[3], участвовашему в разработке АМС.

Запуск 1ВА № 2 прошёл успешно — аппарат вышел на траекторию межпланетного перелёта к Венере. Однако, в полёте произошёл перегрев системы постоянной солнечной ориентации, обеспечивающей ориентацию солнечных батарей на Солнце, а следовательно и снабжение электроэнергией всех систем АМС. Станция перешла в режим пониженного энергопотребления и отключила большинство бортовых устройств, которые не были необходимы на всём пассивном участке полёта. Одной из таких систем была система бортовых приёмников, которая в режиме энергосбережения включалась раз в 5 суток для проверки наличия сигнала с Земли. На десятый день полёта станция перестала отвечать на сигналы и была потеряна[3].

Через три месяца полёта, так и не восстановив связь, космический аппарат пролетел мимо цели на расстоянии около 100 000 км и продолжил полёт, как искусственный спутник Солнца.

Список аппаратов 1ВА
Название Дата запуска Стартовая площадка Ракета-носитель NSSDC ID SCN Статус Примечания
Тяжёлый спутник 01 (1ВА № 1) 04.02.1961 Байконур, Пл. 1, ПУ-5 Молния № Л1-12 1961-002A 00071 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.
Венера-1 (1ВА № 2) 12.02.1961 Байконур, Пл. 1 Молния 1961-003A 00080 потеря связи Станция потеряна при перелёте к Венере. Первый близкий (100 тыс. км) пролёт около Венеры.

Результаты миссийПравить

«Венера-1» стала первым космическим аппаратом, оказавшимся в сфере действия тяготения Венеры. Впервые проведён успешный запуск на межпланетную траекторию. Во время полёта в межпланетном пространстве было подтверждено наличие солнечного ветра. Были учтены просчёты проектирования, выявленные в ходе обоих запусков: впредь приёмопередающая система не отключалась ни при каких обстоятельствах. Ещё одним выводом стала необходимость постройки наземного испытательного макета, на котором можно было бы отрабатывать нештатные ситуации, возникающие с АМС в течение полёта[3].

2МВПравить

Второе поколение АМС серии 2МВ запускалось в стартовое окно 1962 года для исследования Венеры и Марса. Для венерианской программы было выделено три аппарата, два из которых предназначались для посадки (индекс 2МВ-1) и один — для изучения планеты при пролёте (индекс 2МВ-2). Учитывая прошлый опыт, разработчиками была полностью перепроектирована система связи[5]. Унифицированная космическая платформа состояла из двух частей — унифицированного орбитального отсека (одинаковый для всех аппаратов, запускаемых для исследования Венеры и Марса) и специального отсека, оснащаемого научными приборами в зависимости от цели миссии.

Ни один из аппаратов не смог даже достичь орбиты Земли из-за аварий разгонного блока «Л» ракеты-носителя Молния[5].

Список аппаратов 2ВА по программе «Венера»
Название Дата запуска Стартовая площадка Ракета-носитель NSSDC ID SCN Статус Примечания
2МВ-1 № 3 (Спутник-19) 25.08.1962 02:52:00 UTC Байконур, Пл. 1 Молния / Блок «Л» 1962-040A 00371 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.
2МВ-1 № 4 (Спутник-20) 01.09.1962 02:24:00 UTC Байконур, Пл. 1 Молния / Блок «Л» 1962-043A 00381 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.
2МВ-2 № 1 (Спутник-21) 12.09.1962 01:40:00 UTC Байконур, Пл. 1 Молния / Блок «Л» 1962-045A 00389 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.

3МВПравить

Третье поколение АМС серии 3МВ также предназначалось для исследования Венеры и Марса и разрабатывалось в двух вариантах: для посадки (3МВ-1) и для пролёта (3МВ-2). За основу был взят проект 2МВ, основными изменениями стали работы по повышению надёжности путём дублирования элементов системы ориентации.

Список аппаратов 3МВ по программе «Венера»
Название Дата запуска Стартовая площадка Ракета-носитель NSSDC ID SCN Статус Примечания
3МВ-1А № 4А 19.02.1964 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии третьей ступени.
Космос-27 (3МВ-1А № 5) 27.03.1964 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» 1964-014A 00770 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.
Зонд-1 (3МВ-1 № 4) 02.04.1964 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» 1964-016D 00785 потеря связи Из-за разгерметизации приборного отсека произошёл отказ системы связи. Пролет АМС на расстоянии 110 000 км от Венеры.
Венера-2 (3МВ-4 № 4) 12.11.1965 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» 1965-091A 01730 частичный успех Из-за выхода из строя системы управления основная задача не выполнена. Пролет АМС на расстоянии 24 000 км от Венеры.
Венера-3 (3МВ-3 № 1) 16.11.1965 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» 1965-092A 01733 потеря связи 16 февраля 1966 система связи вышла из строя. 1 марта 1966 аппарат врезался в поверхность Венеры.
Космос-96 (3МВ-4 № 6) 23.11.1965 Байконур, Пл. 1 Молния-М / Блок «Л» 1965-094A 01742 сход с орбиты АМС утеряна из-за аварии разгонного блока.

Последующие поколения венерианских АМСПравить

  1. «Венера-4» в октябре 1967 года доставила на Венеру сферический спускаемый аппарат, который в течение 94 минут с помощью парашютной системы опускался на ночной стороне планеты. Была получена информация о том, что на высоте 25 км температура атмосферы Венеры составляет 271 °C, а давление — 1720 атмосфер. Было установлено, что атмосфера Венеры на 90 % состоит из углекислого газа. Была обнаружена водородная корона Венеры. Если до полёта «Венеры-4» считалось, что давление на поверхности Венеры составляет 10 атмосфер, то обработка данных «Венеры-4» позволила получить новую, на порядок большую оценку — около 100 атмосфер, что было учтено при проектировании следующих аппаратов серии. Запуск 17 июня 1967 г. аналогичной АМС 3МВ-4 «Венера-67A» («Космос-167») для спуска на Венеру не удался.
  2. «Венера-5» и «Венера-6» в мае 1969 года вошли в ночную атмосферу Венеры и передали уточнённые данные о более глубоких слоях атмосферы. Во время перелёта были получены новые данные о структуре потоков плазмы (солнечного ветра) вблизи Венеры.
  3. «Венера-7» запущена 17 августа 1970 года, 15 декабря 1970 года достигла Венеры. Её спускаемый аппарат был полностью переделан по сравнению с предыдущими станциями («Венера-4, 5, 6»), и был рассчитан на давление, на порядок большее — 180 атмосфер, что позволило впервые в мире совершить мягкую посадку на поверхность Венеры работоспособного аппарата (предыдущие станции были разрушены атмосферным давлением на высотах от 18 до 28 км). Информация передавалась 53 минуты, в том числе 20 минут — с поверхности (первый случай радиосвязи с поверхности другой планеты). Из-за выхода из строя коммутатора, из всех установленных приборов были получены только данные термометра. Тем не менее, по интегрированию доплеровского сдвига сигнала удалось привязать данные о температуре к высоте. По полученным данным был выявлен адиабатический характер изменения температуры, что по данным измерений предыдущих станций позволило рассчитать распределение давления и плотности атмосферы Венеры по высоте вплоть до поверхности: у поверхности давление атмосферы Венеры составило 90 ± 15 атмосфер, а температура — 475 ± 20 °C. Запуск 22 августа 1970 г. аналогичной АМС 3МВ-4 «Венера-70A» («Космос-359») для посадки на Венеру не удался.
  4. «Венера-8», запущена 27 марта 1972 года, и 22 июля 1972 года, через 117 суток после старта достигла Венеры, впервые осуществив мягкую посадку на её дневной стороне. Спускаемый аппарат был вновь переделан — снижение расчётного рабочего давления до 105 атмосфер (вместо 180 на «Венере-7») позволило облегчить его почти на 40 кг, что позволило разместить на станции дополнительные приборы — фотометр и прибор для измерения концентрации аммиака. Одной из целей было измерение освещённости, необходимое для последующего фотографирования поверхности. Впервые была измерена освещённость на поверхности планеты (она оказалась такой же, как на Земле в пасмурный день), была измерена концентрация аммиака на высотах 33 и 46 км, с помощью гамма-спектрометра было впервые проведено исследование грунта другой планеты. По доплеровскому смещению сигнала во время спуска была измерена скорость ветра на разных высотах. Программа полёта станции «Венера-8» была выполнена полностью. Запуск 31 марта 1972 г. аналогичной АМС 3МВ-4 «Венера-72A» («Космос-482») для посадки на Венеру не удался.
  5. «Венера-9» и «Венера-10» — тяжёлые АМС нового третьего поколения, разработанные, как и все последующие, в НПО им. Лавочкина. Спускаемые аппараты станций «Венера-9» и «Венера-10» в октябре 1975 года совершили посадку на дневной стороне планеты на расстоянии около 2000 км друг от друга. Спустя две минуты после посадки начиналась передача телевизионной панорамы. Это были первые в мире фотографии, переданные с поверхности другой планеты. Была измерена плотность грунта и содержание естественных радиоактивных элементов. Передача информации со спускаемого аппарата длилась 53 минуты. Сами станции продолжали полёт, выйдя на двухсуточные сильно вытянутые эллиптические орбиты Венеры, и стали таким образом первыми в мире искусственными спутниками Венеры.
  6. «Венера-11» и «Венера-12» в декабре 1978 года совершили посадку на дневную сторону Венеры. В комплексе измерений параметров атмосферы планеты велась регистрация электрических разрядов. Передача изображений с поверхности не удалась.
  7. «Венера-13» и «Венера-14» — спускаемые аппараты станций в марте 1982 года совершили мягкую посадку на поверхность планеты. Впервые были получены цветные изображения поверхности и проведён прямой анализ грунта планеты. Также СА имели микрофоны, производилась передача звука с поверхности (в продетектированном[прояснить] виде)[6][неавторитетный источник?].
  8. «Венера-15» и «Венера-16» в октябре 1983 года стали искусственными спутниками Венеры. В течение нескольких месяцев передавали на Землю радиолокационные изображения[7] поверхности Венеры с разрешением в 12 км.

Дальнейшим продолжением программы «Венера» в СССР стала программа «Вега» по исследованию Венеры (посадочными аппаратами и аэростатами в атмосфере), а также кометы Галлея. АМС «Вега-1» и «Вега-2» запущены в июне 1985 г.

В постсоветской России есть проекты по запуску к Венере в 2024 г. АМС «Венера-Д»[8] и позже АМС «Венера-Глоб».

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. №15840 (англ.). Gazetteer of Planetary Nomenclature. IAU Working Group for Planetary System Nomenclature.
  2. https://www.roscosmos.ru/media/files/moon/15.pdf
  3. 1 2 3 4 Борис Черток. Ракеты и люди. Фили - Подлипки - Тюратам. — 2-е издание. — М.: Машиностроение, 1999. — ISBN 5-217-02935-8.
  4. Екатерина Шутова. Венера — «русская планета». Газета.ру (1 марта 2016). Дата обращения 30 ноября 2019.
  5. 1 2 Борис Черток. Ракеты и люди. Фили - Подлипки - Тюратам. — 2-е издание. — М.: Машиностроение, 1999. — ISBN 5-217-02935-8.
  6. Реконструкция звука (промодулированная огибающая)
  7. Радиолокационные изображения Венеры Архивная копия от 23 февраля 2007 на Wayback Machine
  8. РАН: запуск «Венеры-Д» состоится не ранее 2024 года (9 апреля 2012). Дата обращения 23 июня 2012.

СсылкиПравить