Книги

Ошибки мировой космонавтики

22
18
20
22
24
26
28
30

Первая панорама Венеры. Обработка NASA

Особенно примечательным камнем был объект размером около 40 см, который геологи осторожно назвали «странным камнем со стержнеобразным выступом и бугорчатой поверхностью». Он напоминал сидящую птицу с вытянутым хвостом.

Один знаменитый планетолог предположил, что объект представляет неизвестную форму жизни. Конечно, уже ни у кого из ученых не оставалось иллюзий, что какая-либо органика на Венере может выжить, но почему бы не существовать каким-нибудь другим формам жизни, например, кремниевым?! Эту версию продвигали видные деятели науки, например, Л. В. Ксанфомалити, но, скорее всего, это иллюзия. Мозг человека в ходе своей эволюции очень хорошо научился обнаруживать схожие черты объектов. Иногда схожими кажутся совершенно разные по природе объекты. Например, в розетке можно увидеть очертания лица. Подобные иллюзии получили название парейдолия и часто приводят к ошибкам и ложному восприятию. И в этой книге они еще встретятся.

Спускаемый аппарат следующей АМС «Венера-10», которая была точной копией «Венеры-9», сел на планету через пару дней в совсем другом месте. Это была ровная поверхность с небольшим количеством сглаженных валунов – именно то, что и надеялись увидеть планетологи. Во всем остальном «Венера-10» повторила судьбу «Венеры-9». Даже крышки отстрелились только у одной камеры.

В этот период на орбите Венеры творилась наука. Орбитальные части аппаратов проводили исследования издалека. Также у них была задача стать ретрансляторами сигналов с Венеры на Землю. Посадочные аппараты сначала посылали данные на борт орбитальной части, а потом уже с орбиты Венеры они отправлялись на Землю.

Но так как Венера к Солнцу ближе, чем Земля, то аппарат на освещенной поверхности планеты был повернут к Солнцу, а Земля оказывалась под большим углом к антенне. Чтобы улучшить качество связи, передача данных осуществлялась через посредника на орбите. Вот только такому спутнику необходимо вращаться с очень большой скоростью вокруг Венеры, чтобы не упасть, и остановиться он не может. По расчетам инженеров спускаемый аппарат должен был проработать полчаса, ведь примерно столько выдерживали предыдущие миссии. Орбитальный аппарат-ретранслятор будет находиться над освещенной стороной дольше – 65 минут, а значит, времени хватит за глаза. Однако инженеры поработали над конструкцией очень хорошо, и спускаемый аппарат не только проработал 65 минут, но явно мог бы и дольше. Тем временем связь с ним пропала, так как орбитальный ретранслятор скрылся за горизонтом.

Для «Венеры-11» и «Венеры-12» эту ошибку исправили. Их орбитальные аппараты 95 минут следили за зондами. Но, к сожалению, этого не понадобилось. Камеры посадочных аппаратов сняли только темноту. Если предыдущая пара станций что-то снять смогла, то у «Венеры-11» и «Венеры-12» ни одна крышка фотоаппарата не отстрелилась. Возможных причин было две. Инженеры после ошибки на «Венере-9» и «Венере-10» изменили конструкцию и подогнали крышку точно по форме камеры, чтобы ничего не могло зацепиться. В этом случае площадь соприкосновения крышки и камеры стала больше, а значит, увеличилось и трение. С учетом высокого давления на Венере сила трения оказалась еще больше. Вторая причина – некачественный пиропатрон. Поскольку не отделилась ни одна крышка, то некачественной должна была быть вся партия. Хотя проверить эту версию уже было нельзя, для исключения этой ошибки был разработан новый поход к отбору образцов и их проверке.

Помимо отсутствующих фотографий поверхности, неотстрелившиеся крышки помешали провести эксперимент по исследованию свойств грунта. Специальный механизм – пенетратор – должен был с усилием врезаться в грунт и провернуться. В зависимости от глубины погружения, угла поворота и силы тока, необходимого для проворачивания, можно было судить о плотности и твердости грунта. Вот только данные должно было снять телевизионное устройство, которое оказалось слепым.

Зато аппарат с помощью небольшого бура взял образец грунта и провел его анализ. Использовался метод исследования под названием рентгеновская флуоресцентная спектрография. Образец при этом подвергается высокоэнергетическому рентгеновскому излучению, которое возбуждает атомы грунта. После этого начинается свечение атомов. По тому, какое наблюдается свечение, можно было определить состав грунта. Внутри такого прибора должен быть вакуум, чтобы не мешали посторонние атомы, не имеющие отношения к исследуемому образцу.

Однако анализ почвы оказался безуспешным. В прибор при заборе грунта попал воздух атмосферы Венеры, который поглотил рентгеновское излучение. В итоге удалось узнать только состав воздуха. Была своя ирония в том, что для станции создавали корпус, выдерживающий давление Венеры, а внутри аппарата нужно было поддерживать вакуум.

На самом деле систему забора образцов сделали очень сложной. Грунт поднимался буром с глубины 2–3 см, а затем помещался в лоток. Двигаясь по нему, вещество Венеры проходило через шлюзовую камеру, из которой откачивался воздух. В клапанах шлюза, позволяющих газам атмосферы выходить, но не входить в камеру, возникли зазоры, вероятно, из-за свойства металлов расширяться при воздействии высокой температуры. Из-за высокого давления даже небольшая трещинка приводила к попаданию частиц атмосферы в прибор. Для следующей станции в этом приборе было сделано три шлюзовых камеры, в которые грунт должен был попадать последовательно. Этот способ позволял уменьшить перепады давления для каждого из шлюзов и уменьшить риск температурного расширения. Еще на «Венерах» нового поколения дублером пенетрометра был бур, который позволял с меньшей точностью, но без использования камер изучать физические свойства грунта.

На «Венере-12» все было по-другому. Пока совершалась посадка, от набегающих потоков воздуха возникла вибрация. Из-за тряски система доставки грунта просто разрушилась. К тому же касание поверхности планеты оказалось достаточно жестким. От удара почти все приборы, располагающиеся на внешнем ободе, вышли из строя. Причиной такого удара, вероятно, стало уменьшение размера парашюта. На самом деле последние 20 км зонд спускается вообще без него. Но на больших высотах, где давление не такое сильное, нужно дополнительное торможение. Успех предыдущей миссии окрылил конструкторов, которые решили за счет уменьшения парашютов ускорить процесс посадки на целых 15 минут, но, вероятно, переборщили. Скорость была слишком высокой, чтобы успеть затормозить полностью. Из-за такой скорости и вибрация была выше ожидаемой. Аппарат так трясся, что встроенный микрофон был оглушен. Этот прибор был добавлен, чтобы регистрировать возможные венеротрясения и раскаты грома от молний, а также по звуку определять скорость ветра. В частности, система «Гроза» зарегистрировала колебание электромагнитного поля, свойственное разряду молнии, но никаких звуков при этом не было слышно.

«Венера-11» после старта начала перегреваться. Оказалось, не работает один из вентиляторов. Решение нашлось. Дело в том, что для увеличения срока службы после посадки спускаемый аппарат еще на подлете к Венере охлаждают, закрывая его от прямых солнечных лучей. Специальные шторки выдвинули раньше запланированного и всю станцию отвернули от Солнца. При этом возникли проблемы с ориентацией. Для осуществления связи приходилось каждый раз включать двигатели и разворачивать станцию. Для полета к Венере топлива хватило и даже осталось на проведение экспериментов по исследованию гамма-всплеска. Но оказалось, что траектория аппарата проходит в относительной близости от кометы Брэдфилда, которую можно было изучить дополнительно. Однако после выполнения задач на Венере станции нужно было проработать еще полгода, пока комета не подлетит ближе, и ресурса для изучения новой цели у станции уже не было.

Локальный вентилятор межпланетных станций «Венера»

А вот «Венера-12» смогла это сделать. На ее борту имелось два магнитофона для записи информации. Один из них отключился. Теперь требовалось чаще передавать информацию и очищать магнитофон для перезаписи.

Орбитальный аппарат имел фотокамеру. Ее установили в надежде заглянуть в «глаз» циклона на Венере. Мы знаем, что в самом центре циклонов – атмосферных явлений на Земле – есть ясная область, «глаз бури». На Венере тоже бывают циклоны, но в их «глазах» ничего не видно. Атмосфера Венеры непрозрачна не из-за количества облаков, а из-за сильного рассеивания в плотной среде углекислого газа.

После провальных миссий предыдущих аппаратов за «Венеру-13» и «Венеру-14» взялись основательно. Было пропущено окно запуска, чтобы лучше подготовиться к следующей возможности отправить к Венере космические аппараты. Уровень подхода можно описать тем, что место посадки выбиралось на основании данных в том числе от аппарата «Пионер-Венера», созданного американцами – по сути, на тот момент противниками по космической гонке.

Прежде всего необходимо было надежно обеспечить мягкую посадку. На периферию кольца амортизатора были добавлены зубья, которые смягчали удар и не давали бы аппарату скатываться. Правда, зубчики могли влиять на набегающие потоки воздуха. Инженерам пришлось немало потрудиться над аэродинамикой, но благодаря налаженной системе проверки удалось не совершить ошибки и сделать новую конструкцию еще более устойчивой в полете по сравнению с предыдущей.

«Венера-13» и «Венера-14» имели возможность делать цветные снимки. Камеры делали фото по очереди с разными светофильтрами. При сложении снимков можно было получить цветное изображение. Для калибровки на корпусе перед камерой была развернута лента с нанесенными заранее полосами разных цветов. Дело в том, что в атмосфере Венеры до поверхности доходят всего лишь оранжевый и красный лучи. В таких условиях любой предмет другого цвета может отразить только эти цвета. На Венере, как в детской песенке, все оранжевое. Тем не менее по оттенкам можно было понять, как реально выглядят объекты. От синего предмета желтый цвет отразится меньше, чем от красного. Однако из-за высокой температуры краска на пробнике расползлась, а без наглядного примера баланс цветов определить было очень трудно. Это и не стали делать. Интересно, что через двадцать лет после запуска «Венеры-13» и «Венеры-14» американский фотограф взялся за обработку их снимков. Только тогда мир увидел первое цветное изображение поверхности Венеры.

Все станции до «Венеры-13» делали только одно изображение, а на этот раз их было четыре (хотя в итоге они были сложены в единое, цветное). Это позволило увидеть изменения в окружающей среде, и даже можно было заметить движение. Во всяком случае, так подумали некоторые исследователи, когда увидели меняющуюся форму камней. На самом деле виной такого эффекта стала пыль. При посадке станции она поднялась с поверхности, оголив детали камней, а затем медленно осела. К тому же в тот день на этом месте ветер просто разбушевался, если можно так выразиться о ситуации полного штиля, характерного для поверхности Венеры. Скорость поднялась до полуметра в секунду. Хотя это совсем немного, но в плотной атмосфере этого вполне хватает, чтобы сдувать пыль.