Михаил Котов — о межпланетных миссиях России и других стран ко второй планете от Солнца
С космодрома Байконур к Венере 55 лет назад, 17 августа 1970 года, отправилась автоматическая межпланетная станция "Венера-7". Меньше чем через четыре месяца спускаемый аппарат "Венеры-7" осуществил первую в истории передачу данных после мягкой посадки на поверхность другой планеты.
Исследование Венеры — это одна из самых славных страниц отечественной космонавтики. А что сейчас? И когда начнется новый штурм этой планеты?
Не с первой попытки
Еще в 1950-е годы фантасты считали Венеру одной из наиболее "удобных" планет для высадки, изучения и колонизации. Воспринимали небесное тело едва ли не как младший "двойник" Земли, смело предполагая, что под плотным слоем облаков находится доисторическая версия нашего мира: огромные папоротниковые леса, динозавры... Позднее концепция немного изменилась, но еще у братьев Стругацких в "Стране багровых туч" (1959) и в фильме Павла Клушанцева "Планета бурь" (1961) Венера была подходящим объектом для высадки пилотируемых миссий.
Правда, изучение при помощи космических аппаратов постепенно убивало весь оптимизм. После того как советская "Венера-1" в 1961 году пролетела на расстоянии 100 тыс. км, годом позднее американский аппарат "Маринер-2" получил информацию об экстремально горячей атмосфере планеты. Но эта информация не остановила ученых — спустя всего пять лет советские специалисты направили к цели межпланетную автоматическую станцию "Венера-4". Ее спускаемый аппарат должен был работать при температуре 425 °C и давлении до 10 атмосфер. Специалисты перестраховались, аппарат на деле мог перенести вдвое большие нагрузки.
Увы, но и этого было недостаточно — на высоте 28 км во время парашютного спуска корпус, сделанный из алюминиево-магниевого сплава АМг6 и способный работать на глубине 200 м, смяло как консервную банку. Однако переданные им данные позволили уточнить реальную ситуацию — давление возле поверхности Венеры составляло около 90–100 атмосфер. На Земле такие условия — в океане на глубине около километра.
Опыт, сын ошибок трудный
"Венера-7" учитывала все, что ученые уже знали о негостеприимной атмосфере Венеры.
Предполагалось: атмосфера состоит из углекислого газа, прогревается до 500 °C, облака — из серной кислоты, постоянно перемешиваются ветрами, дующими со скоростью до 100 м/с. Спускаемый аппарат, созданный в НПО имени Лавочкина, должен был пройти сквозь этот ад и мягко приземлиться на поверхность планеты, передать результаты.
Автоматическая межпланетная станция представляла собой титановый корпус со стеклопластиковой изоляцией нижней полусферы и стекловатой, упакованной в ячеистую конструкцию — в верхней, небольшой парашют площадью всего 3 кв. м. Конечно, имелись и специальные приборы, способные работать даже в условиях Венеры, более мощная свинцово-цинковая батарея. Пришлось даже изменить конструкцию баков разгонного блока ракеты-носителя "Молния-М", чтобы доставить сильно потяжелевший спускаемый аппарат на орбиту планеты. Каждое из этих решений — огромная работа, которую проделали инженеры из самых разных космических предприятий Советского Союза.
15 декабря 1970 года — через 120 суток после старта — станция "Венера-7" достигла окрестностей планеты. Уменьшая скорость при помощи аэродинамического торможения, аппарат прошел сквозь плотные слои атмосферы (скорость относительно поверхности планеты уменьшилась в 50 раз — с 11,5 км/с до 200 м/с). Естественно, что такое торможение сопровождалось серьезными перегрузками, достигавшими 350g. Но приборы и конструкция аппарата перенесли такую нагрузку.
На высоте 55 км над поверхностью планеты сработала парашютная система "Венеры-7", еще через полчаса аппарат совершил первую в истории человечества посадку на поверхность другой планеты. Еще 20 минут конструкция сопротивлялась огромному давлению, приборы исправно передавали информацию. Так советские ученые смогли точно определить давление и температуру на поверхности второй планеты от Солнца — 90 атмосфер и 475 °C.
В ожидании "Венеры-Д"
Даже спустя 55 лет эти события воспринимаются почти как фантастическая история. Тем временем потребности растут — нужно устанавливать новые данные, а значит, создавать и запускать другие межпланетные миссии. Но мировая космонавтика сейчас не способна на это: каждая из миссий — чрезвычайно дорогостоящий и длительный проект. Ученым и космическим инженерам уже мало запустить три прибора — гамма-спектрометр ГС-4 и датчики температуры, давления. Актуальные миссии требуют месяцы и годы на разработку и тестирование, порой совместную работу разных стран по изготовлению приборов.
Эпоха "планетарного штурма" прошла. Сейчас каждый межпланетный проект — это еще более серьезное событие, чем на заре космонавтики, когда наша страна была впереди планеты всей. К тому же получить финансирование на такие миссии — способные дать данные в основном для фундаментальной науки — крайне сложно. Это не космические аппараты, которые нужны по целому спектру направлений, в том числе и военным.
В России создается проект межпланетной автоматической станции "Венера-Д" (правда, довольно давно и пока без особой активности). Миссия будет состоять из орбитального и посадочного аппаратов для комплексного изучения атмосферы Венеры, ее поверхности, внутреннего строения и окружающей плазмы. Предполагается, что орбитальный аппарат будет работать на орбите и использоваться как ретранслятор, в то время как в плотные слои атмосферы спустят аэростатный модуль. За счет такого выбора высоты он сможет просуществовать в течение нескольких недель, передавая данные о составе атмосферы.
Кроме аэростатного модуля на поверхность планеты планируется отправить спускаемый аппарат. Его главная задача — проработать в тяжелейших условиях как минимум три часа. За это время приборы должны будут взять пробы грунта и поместить их в спектрометр, который и передаст на Землю состав венерианской земли. Каждый из инструментов — грунтозаборник, спектрометр и передающая станция должны прожить эти 180 минут, чтобы доставить на Землю такие важные и интересные данные.
Пока сказать, когда именно "Венера-Д" отправится в свою миссию, сложно. Все будет зависеть от финансирования, о котором, думаю, станет несколько известно из Национального космического проекта.
В марте научный руководитель Института космических исследований РАН Лев Зеленый отметил: "Ученые настаивают на запуске "Венеры-Д" в 2031 или 2032 году, в одном "окне" вместе с другими миссиями, которые будут отправлены нашими зарубежными коллегами на Венеру. С учетом недавней истории наших предыдущих миссий мы боимся и не хотим торопить НПО Лавочкина, поэтому запуск с большой долей вероятности сдвинется на 2034–2035 годы".
Так что остается только запасаться терпением и ждать, когда же к "Утренней звезде" отправится новая космическая миссия. Уж очень хочется убедиться, что получится она не менее успешно, чем "Венера-7".
Главное в этой ситуации — не расслабляться и не отпускать дату запуска совсем уж далеко. Зарубежные конкуренты не дремлют, за последние годы было объявлено сразу о нескольких миссиях к Венере. Среди них наиболее перспективные и интересные — это индийский "Шукраян-1" и американские DAVINCI+ и VERITAS.
Индийская миссия — это орбитальный аппарат, который сможет нести на борту до 100 кг полезной нагрузки. Среди его задач — определение геологического состава поверхности Венеры, а также изучение химии атмосферы. Пока его отправка планируется на 2029 год.
Американские аппараты — это финалисты конкурса Discovery, проведенного NASA. Задача DAVINCI+ — осуществить спуск в атмосфере Венеры с целью изучения ее состава, VERITAS — орбитальный аппарат, оснащенный радаром для составления топографической карты планеты. Старт обеих миссий предполагается в начале 2030-х годов. Удастся ли этим проектам пережить сокращение космического финансирования, проведенного президентом США Дональдом Трампом в 2025 году, посмотрим.
