Книги
Ошибки мировой космонавтики
Кроме того, прочность была увеличена за счет толщины стенок, но при этом масса превышала грузоподъемность ракеты-носителя. Ученым пришлось убрать еще несколько приборов для снижения массы зонда. Чтобы спускаемый аппарат быстрее погружался в атмосферу и успел до перегрева получить больше информации, ему уменьшили размер парашюта.
На борт взамен предыдущих были поставлены более точные приборы, которые чаще проводили измерения и передавали данные. Особенно это было важно для газоанализатора, который должен был искать воду, так и не найденную «Венерой-4». А сахарный замок, очевидно, был уже не нужен.
Совершенно новым прибором на борту был фотометр – датчик света. Интересно, что при этом зонды должны были садиться на ночной стороне. Это не ошибка. Прибор должен был уловить вспышки света от возможных молний. По вопросу, могут ли быть атмосферные электрические разряды на Венере, велось множество споров. Молнии возникают в водяных грозовых облаках, а если нет пара, то не будет и молнии. С другой стороны, «Венера-4» зарегистрировала радиоволны, которые исходили от планеты. Конечно, самые впечатлительные энтузиасты сразу подумали, что это сигнал от разумных жителей Венеры. К тому же до этого с Земли в сторону планеты радиоастрономы послали сообщение из трех слов «Мир. Ленин. СССР», зашифрованное азбукой Морзе, а зарегистрированные сигналы – это, получается, ответ. Однако в сигналах не было логики, и они были похожи на помехи, которые возникают после ударов молнии.
В итоге миссии «Венера-5» и «Венера-6» прошли успешно, но, по сравнению с прошлой попыткой, углубиться удалось всего на 7 км. Тем не менее новые данные были получены. Например, обнаружили водяные пары, но в крайне незначительном количестве. На «Венере-5» буквально за мгновения до отключения фотометр увидел вспышку, но то, что приняли изначально за молнию, на самом деле, скорее всего, было электрическим разрядом, вызванным разрушением конструкции.
Ученые снова взялись за моделирование атмосферы и решили, что и предыдущие оценки неверны, а температура и давление на поверхности еще выше. Однако инженеры не опустили руки и к следующему этапу полностью переделали спускаемый аппарат для АМС «Венера-7». На этот раз он был прочнее предыдущего почти в 100 раз и выдерживал давление в 180 атмосфер.
Правда, из-за этого аппарат стал гораздо тяжелее. Потребовалось снять почти все научные приборы. Стоит отметить, что, даже сняв все возможное, конструкторам не удалось облегчить «Венеру-7» до необходимой массы. Пришлось улучшать ракету-носитель, чтобы она могла поднять более тяжелый груз. На борту остался только спектрометр для определения химического состава грунта и приборы, которые требовались для технической работы, такие как высотомер, термометр, датчики давления и перегрузки. При этом, когда зонд вошел в атмосферу Венеры, частично отказал коммутатор на его борту. Этот прибор должен был последовательно подключаться к датчикам и передавать их информацию по радио на Землю. Коммутатор смог предавать на Землю только температуру. К тому же оставался вопрос: температура чего измеряется – зонда или атмосферы?
Радиоволна, идущая от «Венеры-7», подвергалась эффекту Доплера. Это эффект увеличения или уменьшения длины волны в зависимости от скорости движения передающего устройства. С его помощью можно понять, на какой высоте находится аппарат, как быстро он снижается, а по скорости снижения можно определить плотность атмосферы и скорость ветра.
Тут обнаружилась еще одна проблема. В определенный момент во время посадки скорость зонда резко увеличилась. Вероятно, из-за трения возник статический заряд, который вызвал короткое замыкание и отстрел парашюта раньше времени. После этого все решили, что аппарат просто разобьется, но нет. В первые мгновения от зонда и правда ничего не удалось принять, но через 22 минуты стало ясно, что «Венера-7» продолжает передавать данные о температуре. Случай с парашютом даже помог оценить плотность грунта планеты, ведь если зонд упал с такой скоростью и не разбился, то упал он явно на что-то достаточно мягкое.
Проблемой оказалась не только сила удара, но и форма спускаемого аппарата. Для уменьшения трения он был сделан в форме яйца, а антенна располагалась на самом верху. После посадки зонд просто завалился набок и «отвернулся». Через несколько минут он перекатился так, что антенна снова оказалась направлена на Землю. После этого, начиная с «Венеры-9», все спускаемые аппараты имели опоры, чтобы не заваливаться или не скатываться в случае посадки на склоны. Спускаемый аппарат АМС «Венера-8» тоже был в виде яйца, но имел поворотную выносную антенну, которая могла повернуться к Земле даже в случае заваливания на бок. В итоге из относительно успешной миссии удалось выжать максимум, хотя очень многое шло не так, как было задумано.
«Венера-7» была слишком тяжелой. Теперь, зная точно, какое давление на Венере, инженеры рассчитали прочность и массу в оптимальном соотношении. Ошибки были учтены, и следующая межпланетная станция «Венера-8» отработала безупречно. Мало того, удалось поместить внутрь больше приборов, чем в прошлых миссиях.
Венера в облаках.
Однако сама планета преподнесла несколько сюрпризов, которых никто не ожидал. Так, на зонде имелся фотометр. До этого все посадки осуществлялись на ночной стороне Венеры. Теперь требовалось узнать, какие характеристики у планеты на дневной стороне. У астрономов были две различные версии. Первая – на дневной стороне так же темно, как и на ночной. Толстый слой атмосферы и облака полностью поглощают свет от Солнца, и до поверхности ни один лучик не доходит. Другая версия – свет доходит и больше нагревает планету на дневной стороне. На Земле так и происходит: днем теплее, ночью холоднее. Неправы оказались все. Как выяснилось, на поверхности Венеры днем такая же освещенность, как в очень пасмурный день на Земле. Толстый слой атмосферы не поглощает, но сильно рассеивает свет. Облаков на Венере не так много, а углекислый газ прозрачный. Нам, землянам, известно, что когда Солнце находится у горизонта, земное небо окрашивается красными тонами. Проходя через слой воздуха, свет частично рассеивается. Лучше всего рассеивается свет с короткой длиной волны – синий, голубой, а красный и оранжевый рассеиваются меньше и проходят дальше. Правда, цветов фотометр различать не мог. Тем не менее тот факт, что только примерно 1/3 части видимого света доходит до поверхности, указывал на то, что фиолетовый, голубой, синий, зеленый рассеиваются, а до поверхности доходят только красный, оранжевый и часть желтого цвета.
При этом температура днем и ночью оказалась практически одинаковой. Углекислый газ прозрачен для видимого света, но хорошо поглощает инфракрасное тепловое излучение. Он не выпускает тепло, и из-за этого ночью планета не охлаждается.
Помимо стандартных газоанализаторов, на «Венеру-8» поместили индикатор аммиака, который работал по принципу лакмусового теста. Вещество-индикатор должно было при взаимодействии с газом окраситься. Тест показал незначительное, но достаточное для регистрации прибором его содержание, причем такое, что не согласовалось с другими данными. Аммиак хорошо поглощает радиоволны, а в предыдущих наблюдениях это не регистрировали. Дело в том, что вещество-индикатор так отреагировало на серную кислоту в венерианской атмосфере, запутав химиков.
Еще одна необычная особенность Венеры – скорость ветра. Верхние слои с облаками несутся со скоростью 100 м/с. На поверхности Венеры почти полный штиль – скорость ветра максимум 2 м/с. Сама планета вращается медленно, и совершенно неясно, почему есть слои, которые двигаются гораздо быстрее.
Следующими шагами в исследовании Венеры должны были стать выход на орбиту планеты и фотография с поверхности, тем более что «Венера-8» доказала, что света у поверхности планеты для этого хватит.
Правда, для реализации этих целей и повышения точности исследований требовалось сделать более крупный аппарат и как следствие использовать более мощную ракету-носитель. Таковой стала ракета «Протон-К» (УР-500).
С первой же попытки программу с новыми системами удалось выполнить. Однако неприятность все-таки случилась. Для защиты телекамер во время спуска в атмосфере на них имелись крышки. После посадки они должны были отстрелиться. На одной из камер этого не произошло, но хотя бы с другой удалось получить панораму в 180°. Правда, и тут не все оказалось гладко. Проблема заключалась в том, что изображение передавалось по радиосвязи по тому же каналу, что и другие данные. Раз в четыре минуты на Земле инженеры получали техническую информацию. В это время камера не выключалась и продолжала фотографирование, но не передавала ничего ученым. Это привело к потере кусочков изображения. Правда, технические данные передавались всего секунду, а съемка поверхности Венеры длилась 25 минут. Потерялось совсем немного. В дальнейшем делалась четырехминутная задержка перед началом работы фотоаппарата, которая позволяла передать другую информацию до начала съемки.
Еще одна проблема – наклон. Камеру разместили под углом в 45° относительно корпуса аппарата для изучения грунта, но чтобы при этом на снимке хорошо была видна линия горизонта. Однако «Венера-9» села на склон, и небо у правой стороны снимка было не видно. Зато линия горизонта оказалась ближе, чем рассчитывали ученые. Дело в том, что в плотной атмосфере лучи света сильно преломляются и идут под меньшим углом. Этот эффект так называемой атмосферной рефракции есть и на Земле. Мы видим солнечные лучи еще до того, как Солнце покажется из-за горизонта. На Венере этот эффект сильнее, и из-за него горизонт на фото кажется ближе, чем мы привыкли.
Что же там увидели планетологи? Много крупных валунов с острыми краями, напоминающими сколы. Это было большой неожиданностью. Дело в том, что эрозия на Венере должна очень быстро стесывать камни и делать их гладкими под воздействием сильного атмосферного давления. Такие сколы на камнях бывают после падения метеорита. Однако на Венеру метеориту упасть крайне сложно. Большая его часть сгорит в атмосфере, а то, что не сгорит, потеряет скорость и не врежется в грунт, а сядет мягко и плавно. Собственно, спускаемые аппараты венерианских межпланетных станций – такие же метеориты, только рукотворные. Второй вариант появления таких сколов – вулканы. При извержениях могут образовываться камни подобной формы. Только за всю историю наблюдения не было зафиксировано ни одного явного признака вулканической активности Венеры, а такое масштабное катастрофическое событие, как извержение, пропустить трудно, пусть даже его скрывала бы толстая атмосфера. Тем не менее недавняя вулканическая активность – это основная на сегодняшний день версия.