Удивительная планета

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

Венера. Фото: NASA

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.

Венера в естественном цвете. Фото: NASA


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.

Космический аппарата «Венера-9». Фото: Wikipedia


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».

Панорама Венеры


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.
Теги:

Читать еще на Чердаке: