40 лет первым фотографиям с поверхности Венеры

На прошлой неделе пришла пора еще одного знаменательного космического юбилея: исполнилось ровно 40 лет с момента получения первых в истории снимков с поверхности «Венеры».

После того, как в 1970 году станции «Венера-7» наконец-то удалось осуществить посадку на Венеру, следующим логичным шагом было получение первых в истории изображений ее поверхности. Но вначале нужно было понять, можно ли вообще что-то сфотографировать на Венере. 22 июля 1972 году на поверхность планеты села станция «Венера-8», задачей которой был сбор дополнительных данных об условиях на ее поверхности. Конечно, «Венера-7» ретранслировала информацию о температуре и давлении, однако во время спуска произошло несколько накладок, так что на Землю были переданы далеко не все собранные данные. Кроме того, поскольку инженерам к этому моменту уже было точно известно значение давления на поверхности планеты (примерно 90 земных атмосфер), это позволило снизить массу спускаемого аппарата за счет уменьшения прочности его корпуса («Венера-7» была рассчитана выдерживать давление до 180 атмосфер) и как следствие установить в него больше приборов.

Помимо сбора дополнительных данных об атмосфере, «Венера-8»  кроме того измерила условия освещенности на поверхности планеты, что было ключевым фактором для следующих миссий.  Дело в том, что до этого никто не знал, насколько  венерианские облака пропускают солнечный свет и не слишком ли темно на поверхности для фотосъемки. Полученная от «Венеры-8» информация свидетельствовала о том, что условия освещенности на планете соответствует  пасмурному дню на Земле. После этого, настал черед сделать следующий шаг.

8 июня 1975 года состоялся запуск аппарата «Венера-9», а 14 июня – «Венеры-10». Согласно стандартной практике тех лет, станции были полностью идентичны на случай если одна из них будет потеряна, что кстати говоря было не редкостью – и «Венера-7» и «Венера-8» запускались вместе с станцией-близнецом, которая была потеряна на этапе выведения на орбиту. К счастью, в этот раз все обошлось и обе «Венеры» отправились в путешествие без каких-либо проблем.

Пятитонные «Венера-9» и «Венера-10» состояли из модуля-ретранслятора, который должен был выйти на орбиту Венеры (кстати говоря, впервые в истории) и спускаемого аппарата. Основной инженерной проблемой в этот раз было не как посадить аппарат на Венеру, а как сделать фотографии в условиях, когда температура на поверхности планеты достигала 480°С. Конечно, камеру можно было разместить внутрь титановой капсулы, где были расположены служебные системы и приборы и поддерживалась нормальная (по сравнению с окружающей) температура – но как тогда получить снимки? Выходом стало создания своеобразного «иллюминатора», через который свет с поверхности планеты попадал к специальному  перископическому устройству камеры со сканирующим зеркалом. Таким образом, конструкторы стремились максимально отделить начинку камеры от убийственной жары на поверхности Венеры.

Иллюминаторы и перископы были не единственными защитными мерами. При создании спускаемого аппарата широко использовались теплоизоляция и композитные материалы малой теплопроводности, смотровые отверстия иллюминаторов были закрыты защитными крышками, которые должны были быть отстрелены лишь после завершения спуска, а температура внутри приборного отсека перед началом спуска была снижена до -10°С. Более подробно об устройстве камер можно почитать здесь.

Спускаемый аппарат «Венеры-9» совершил посадку на планету 22 октября 1975 года, «Венеры-10» - 25 октября 1975 года. После отделения теплозащитного экрана, на высоте 65 километров был выпущен парашют. В течение 20 минут парашютного спуска станции  выполняли исследования верхних слоев атмосферы. После завершения этого этапа исследования парашюты были отстрелены и следующие 55 минут аппараты осуществляли посадку уже без них (это было сделано, чтобы уменьшить время спуска). Поскольку плотность атмосферы у поверхности Венеры всего в 14 раз меньше плотности воды, для  погашения скорости было достаточно использования аэродинамической юбки и специальной конструкции в нижней части аппарата, которая приняла на себя удар.

Эта методика себя оправдала – конечная скорость спускаемых аппаратом составила всего 7 метров в секунду. Температура на месте посадки «Венеры-9» была равна 455° C, а  давление составляло 90 атмосфер; на месте посадки «Венеры-10» показатили составили  464°C и 91 атмосфера. Аппаратура работала как надо, однако неожиданные проблемы возникли с защитными крышками камер. «Венера-9» и «Венера-10» имели две камеры, каждая из которых должна была отснять 180-градусную панораму (таким образом обеспечив круговой обзор). Увы, но и «Венеры-9» и у «Венеры-10» одна из защитных крышек не отстрелилась, так что вместо четырех панорам, мы получили лишь две.

Изначальная панорама полученная от «Венеры-9», панорама после обработки, та же панорама после современной обработки. Камера была специально наклонена таким образом, чтобы запечатлеть и поверхность и часть аппарата с нанесенными на нее тестовыми контрастными изображениями.

На снимках «Венеры-9» перед учеными предстала поверхность, покрытая многочисленными камнями с острыми краями. Пейзаж на месте посадки «Венеры-10» значительно отличался – почти нет камней, зато есть плоские плиты похожие на застывшие лавовые потоки. В атмосфере на Венеры не оказалось пыли или тумана, освещение также оказалось лучше, чем можно было предположить по данным «Венеры-8» - так что установленные на аппараты источники искусственного света (для подсветки местности) так и не пригодились.

Изначальная панорама полученная от «Венеры-10», панорама после обработки, та же панорама после современной обработки.

Расчетный срок наземной работы станций составлял 30 минут, однако связь со спускаемым аппаратом «Венеры-9» поддерживалась на протяжении 53 минут, «Венеры-10» - 65 минут. Контакт с ними был потерян не из-за выхода их строя (хотя температура внутри приборного отсека и выросла с -10°С  до 60°С), а из-за того, что орбитальный аппарат-ретранслятор ушел за горизонт. Помимо получения фотографий, аппараты также собрали ряд других ценных сведений о поверхности Венеры. Что касается орбитальных модулей, то они занимались спектрометрическими исследованиями и сделали несколько снимков атмосферы Венеры, контакт с ними поддерживался до конца 1975 года.

Несмотря на то, что с момента высадки «Венеры-9» и «Венеры-10» прошло уже 40 лет, эти миссии до сих производит весьма большое впечатление благодаря сложности решенных в ходе их выполнения задач. Для СССР получение первых в истории изображений с поверхности Венеры стало одним из наибольших успехов его космической программы. После «Венеры-9» и «Венеры-10» на поверхность Венеры осуществляли посадку еще четыре советских аппаратах – но о них, пожалуй, поговорим в следующий раз.