Основной задачей автоматических межпланетных станций «Венера-5» и «Венера-6» было продолжение исследований химического состава и параметров атмосферы Венеры, впервые начатых станцией «Венера-4» в октябре 1967 года. Для этого на спускаемых аппаратах автоматических станций были установлены: системы датчиков давления и температуры, рассчитанные на различные диапазоны измерений; газоанализаторы для исследования газового состава атмосферы; плотномер для измерения плотности атмосферы и впервые — фотоэлементы для измерения освещенности в атмосфере Венеры.

Газоанализаторы провели измерения содержания углекислого газа, кислорода, воды и азота вместе с инертными газами на двух разных уровнях над поверхностью планеты, следовательно, при разных давлениях и температурах. Проведение анализа состава атмосферы производилось по командам, подаваемым от бортового программно-временного устройства. Из многочисленных возможных методов определения состава атмосферы были использованы наиболее простые и надежные физико-химические методы, основанные на хорошо изученных реакциях, обладающих высокой избирательностью.

Система датчиков для измерения температуры и давления состояла из термометров сопротивления и манометров анероидного типа.

Данные измерений, выполненных автоматической станцией «Венера-6» в атмосфере планеты

Взаимное перекрытие диапазонов измерений приборов обеспечивало возможность контроля правильности измерений и их высокую надежность. Для измерения плотности атмосферы использовался прибор камертонного типа, принцип работы которого был основан на изменении амплитуды колебаний определенной частоты в зависимости от плотности окружающей среды.

Для измерения величины освещенности в атмосфере планеты были использованы фотоэлектрические датчики, рассчитанные на регистрацию излучений в видимой и ближней инфракрасной области спектра с пороговой чувствительностью 0,5 ватта на квадратный метр. Это значение освещенности примерно соответствует освещенности на Земле в глубоких сумерках.

Достоинством всех указанных приборов является простота их устройства, малый вес и способность надежно работать при высоких значениях давления и температуры.

На спускаемых аппаратах были установлены радиовысотомеры дециметрового диапазона. Принцип их работы аналогичен работе авиационных высотомеров. При помощи радиовысотомеров были определены некоторые фиксированные значения расстояний до поверхности планеты в процессе снижения. Диапазон шкал фиксированных значений высоты, которые могли регистрироваться радиовысотомерами, заключался в пределах от 50 до 10 километров. Такой выбор рабочего диапазона приборов был обоснован данными, полученными со станции «Венера-4», и предварительными расчетами ожидаемых моментов времени и высот раскрытия парашютов. Все научные измерения были проведены на участке парашютного спуска станций.

Первый забор пробы атмосферы для проведения ее анализа на станции «Венера-5» был осуществлен вскоре после раскрытия основного парашюта, когда давление составляло около 0,6 кгс/см², а температура — около +25°С. Второй раз проба была взята на меньшей высоте, когда давление было около 5 кгс/см² и температура около +150°С.

Газовый анализатор станции «Венера-6» также дважды взял пробу состава атмосферы Венеры на разных высотах. Первая проба была взята при давлении около 1 кгс/см², когда температура составляла приблизительно 60°С, вторая — когда давление достигало 10 кгс/см², а температура +225°С.

Прохождение станции «Венера-4» и «Венера-6» через ударную волну

Результаты исследований состава атмосферы Венеры, выполненные на автоматических станциях «Венера-5» и «Венера-6», подтвердили и уточнили данные, полученные ранее на станции «Венера-4». Теперь можно утверждать, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа и содержит небольшие количества азота, воды и кислорода. Концентрация углекислого газа достигает 93-97 процентов (на «Венере-4» было получено значение 90±10 процентов). Содержание азота вместе с инертными газами составляет 2-5 процентов, а количество кислорода не превышает 0,4 процента. Эти результаты хорошо совпадают с измерениями «Венеры-4», которые показали, что азота в атмосфере Венеры меньше — 7 процентов, а кислорода — около полпроцента. Содержание паров воды на уровне высот, соответствующих давлению 0,6 кгс/см², составляет от 4 до 11 миллиграммов в литре. Измерения, выполненные в 1967 году станцией «Венера-4», зафиксировали, что при давлении около 0,6 кгс/см² содержится от 1 до 8 миллиграммов паров воды в одном литре атмосферы. Это указывает на отсутствие насыщенности атмосферы Венеры водяным паром на высотах, где проводились измерения.

Опрос датчиков давления и температуры телеметрический коммутатор бортового радиокомплекса производил в среднем через 40-50 секунд. За время снижения каждого аппарата на парашюте было произведено свыше 70 измерений давления и свыше 50 измерений температуры. Температура и давление атмосферы Венеры во всем интервале зондирования были измерены с точностью до нескольких процентов.

Станции «Венера-5» и «Венера-6» провели зондирование атмосферы на участках, где температура изменялась приблизительно от 25 до 320°С. а давление от 0,5 до 27 кгс/см². Ход изменения температуры на высоте в интервале измерений мало отличается от адиабатического. «Венера-4» в 1967 году провела измерения на участке, где температура изменялась от 25 до 270°С. Этому участку соответствовало изменение давления от 0,5 до 18 кгс/см².

На основе результатов измерений температуры, давления и химического состава были рассчитаны участки снижения аппаратов в атмосфере Венеры, на которых проводились измерения атмосферных параметров от моментов раскрытия основных парашютов. Для «Венеры-5» этот участок составил 36 километров, а для «Венеры-6» — 38 километров.

Разности значений высот, зарегистрированных радиовысотомерами в начале и конце спуска, удовлетворительно совпали с отрезками пути, пройденными аппаратами при спуске на парашюте. Расчеты участков снижения спускаемых аппаратов проводили исходя из условия гидростатического равновесия атмосферы по измеренным значениям температуры и давления в моменты времени, соответствующие полученным отметкам высот, а также с использованием аэродинамических характеристик аппаратов при спуске на парашюте.

Результаты расчетов, сделанных двумя независимыми методами, хорошо совпали друг с другом.

Высоты, зарегистрированные на «Венере-5» и на «Венере-6» при одинаковых значениях температуры и давления, приводят к значениям, различающимся друг от друга на 12-16 километров. По данным радиовысотомера станции «Венера-5», давление 27 кгс/см² соответствовало высоте 24-26 километров, а по данным радиовысотомера станции «Венера-6», то же давление соответствовало высоте 10-12 километров. Очевидно, это связано со значительными неровностями рельефа, так как спуск происходил над различными участками поверхности планеты, отстоящими друг от друга на несколько сот километров.

Станции «Венера-5» и «Венера-6» полностью выполнили свои задания и передали на Землю данные из более глубоких слоев атмосферы, чем «Венера-4». Они позволили путем непосредственных измерений существенно уточнить химический состав атмосферы планеты и получить надежные значения температуры, давления и плотности ее атмосферы в интервале высот около 40 километров.

Результаты проведенных экспериментов еще раз подтвердили, что Венера обладает мощной, плотной атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа, и имеет очень высокие значения давления и температуры у поверхности. Если и дальше, до самой поверхности планеты, температура будет изменяться по адиабатическому закону, то на уровне поверхности, определенном радиовысотомером станции «Венера-6», температура и давление составят 400°С и около 60 кгс/см², а на уровне поверхности, определенном радиовысотомером станции «Венера-5», эти величины возрастут еще более — до 530°С и 140 кгс/см².

Разрез атмосферы Венеры, выполненный по результатам измерений автоматических станций «Венера-4,-5,-6», «Марннер-5» и расчетным данным

Фотоэлектрические датчики, установленные на станциях, не зарегистрировали освещенности атмосферы Венеры на ночной стороне выше порогового значения — 0,5 ватта на квадратный метр. Исключение составляет отмеченное на «Венере-5» одно показание, соответствующее уровню около 25 ватт на квадратный метр, возникшее приблизительно за 4 минуты до прекращения радиосвязи.

Результаты непосредственных измерений в атмосфере Венеры, осуществленных на советских автоматических станциях «Венера-5» и «Венера-6», трудно переоценить. Впервые был проведен совместный эксперимент двумя автоматическими станциями, практически одновременно глубоко зондировавшими атмосферу Венеры в двух соседних районах планеты.

Полученные уникальные научные данные позволят многое узнать о планете загадок, понять структуру ее атмосферы и процессы, происходящие в ней.

«Выполнение сложного эксперимента свидетельствует о высоком уровне науки и техники в Советском Союзе», — писала варшавская газета «Трибуна люду».

«Русские провели чрезвычайно важные научные эксперименты. Невозможно переоценить научную ценность переданной информации. Эти данные помогут разгадать некоторые из загадок Венеры», — заявил известный английский ученый Бернард Ловелл.

«Новая победа отечественной науки и техники в исследовании космического пространства одержана благодаря героическому вдохновенному труду всего советского народа, — отмечалось в приветствии Центрального Комитета Коммунистической партии Советского Союза, Президиума Верховного Совета СССР и Совета Министров СССР. — Этот научный подвиг совершен в то время, когда вся наша страна готовится новыми трудовыми достижениями в строительстве коммунизма отметить 100-летие со дня рождения В. И. Ленина — создателя Коммунистической партии Советского Союза и основателя первого в мире государства рабочих и крестьян». Этому юбилею и посвятили свое выдающееся достижение рабочие, техники, инженеры и ученые нашей страны.

«ВЕНЕРА-7» — ПЕРВЫЕ СВЕДЕНИЯ
С ПОВЕРХНОСТИ ТАИНСТВЕННОЙ ПЛАНЕТЫ

Советской науке и технике свойственно планомерное и последовательное решение поставленных задач. В то время, когда в цехах заводов велись работы по созданию станций «Венера-5» и «Венера-6», конструкторы работали над новым вариантом спускаемого аппарата.

Автоматические станции «Венера-5» 16 мая и «Венера-6» 17 мая 1969 года продолжили исследования атмосферы Венеры, начатые станцией «Венера-4». При этом непосредственные измерения состава атмосферы, давления и температуры были выполнены до высоты 20 километров над поверхностью планеты.

Данные этих измерений стали основой для создания научно обоснованной модели атмосферы Венеры. По этой модели среднее значение температуры у поверхности планеты оценивались около 500°С, а давление несколько более 100 кгс/см².

При таких условиях плотность газов у поверхности должна быть всего в 10 раз меньше плотности воды.

Но несмотря на полученную информацию, нельзя было утверждать, что характер измерения параметров атмосферы Венеры в глубинных слоях следует принятой модели.

Между тем, знание действительного характера изменения этих параметров во многом помогает получить ответ на ряд принципиальных вопросов, касающихся природы и эволюции атмосферы Венеры, в том числе процессов, объясняющих необычный тепловой режим планеты, которые привели к существующим различиям в структуре атмосферы соседних планет — Земли и Венеры.

Перед конструкторами и учеными была поставлена сложнейшая научно-техническая задача — создать аппарат, который обладал бы прочностью батискафа, выдерживающего давление километрового слоя воды, способного при этом противостоять также воздействию очень высоких температур и сохранить работоспособность всех бортовых систем при снижении аппарата в атмосфере планеты и при достижении ее поверхности.

Такой аппарат был создан советскими инженерами и конструкторами.

17 августа 1970 года к Венере стартовала автоматическая станция «Венера-7». 15 декабря 1970 года эта станция после четырех месяцев полета достигла планеты, совершила посадку и в течение 23 минут передавала научную информацию с поверхности Венеры.

Впервые в истории исследования космоса состоялась прямая передача научной информации на Землю с поверхности другой планеты Солнечной системы.

Автоматическая станция «Венера-7» была разработана с учетом экспериментального опыта, полученного во время полета станций «Венера-5» и «Венера-6», а также на основании исследований атмосферы Венеры, выполненных этими станциями.

Орбитальный отсек станции и его системы, уже неоднократно проверенные космосом, решено было оставить практически без изменений.

Спускаемый аппарат станции «Венера-7» был спроектирован заново и рассчитан на внешнее давление до 180 кгс/см². Его теплоизоляция должна была обеспечивать необходимый температурный режим внутри спускаемого аппарата во время аэродинамического торможения при входе в атмосферу Венеры, когда температура газа на лобовой поверхности спускаемого аппарата достигала 11 000°С, и в течение 1-1,5 часов пребывания в атмосфере планеты при температуре + 540°С.

Схема полета станции «Венера-7»

Изменение конструкции спускаемого аппарата привело к увеличению его массы по сравнению со спускаемыми аппаратами станций «Венера-5» и «Венера-6». Масса спускаемого аппарата станции «Венера-7» составляет около 500 килограммов. Общая масса станции равна 1180 килограммов.

Спускаемый аппарат станции «Венера-7», как отмечалось выше, предназначен не только для зондирования и исследований атмосферы Венеры, но и для обеспечения работы научной аппаратуры непосредственно на поверхности планеты.

В связи с этим конструкция спускаемого аппарата станции «Венера-7» и его композиционная теплозащита были разработаны заново из условий работы при давлении 150 кгс/см² и температуре 540°С.

Значительным изменениям (по сравнению со станциями «Венера-5» и «Венера-6») была подвергнута конструкция парашютной системы спускаемого аппарата. Эти конструктивные изменения позволили пройти верхние исследованные слои атмосферы Венеры с большой скоростью и тем самым обеспечить наиболее благоприятный температурный режим в спускаемом аппарате на неисследованном участке снижения (ниже 20 километров) и на поверхности планеты. Купол парашюта был изготовлен из термостойкой ткани, рассчитанной на работу уже при температурах до + 530 С.

В конструкции спускаемого аппарата появился новый элемент — амортизационное устройство, предназначенное для уменьшения перегрузки в момент соприкосновения спускаемого аппарата с поверхностью планеты.

Изменилась и форма спускаемого аппарата; если на предыдущих станциях она была близка к форме шара, то теперь только внутренний прочный корпус, рассчитанный на давление до 150 кгс/см², имел такую форму, а внешний корпус — уже околоэллиптическую форму. Лобовая часть несколько большего размера, чем верхняя крышка парашютного отсека, и на ней размещается аэродинамический стабилизатор.

Спускаемый аппарат станции «Венера-7»: 1 — механический демпфер; 2 — силовой корпус; 3 — теплоизоляция; 4 — блок коммутации; 5 — теплообменник; 6 — крышка парашютного отсека; 7 — парашют; 8 — передающая антенна; 9 — радиопередатчик; 10 — аэродинамический демпфер

В прочном герметичном отсеке спускаемого аппарата — приборном отсеке — размещены радиотехническая, телеметрическая и научная аппаратура, блоки автоматики, источники питания, система терморегулирования, состоящая из вентиляторов и теплообменников, и механический демпфер для гашения колебаний спускаемого аппарата при его полете в атмосфере планеты.

В верхней части спускаемого аппарата над приборным отсеком размещен парашютный отсек, в котором кроме парашюта размещены передающая антенна радиокомплекса, датчики научных приборов и антенна радиовысотомера.

Парашютный отсек с помощью пирозамков закрыт герметичной крышкой, которая после входа спускаемого аппарата в плотные слои атмосферы и торможения при скорости около 260 метров в секунду отстреливается и вводит в действие парашютную систему.

ПОЛЕТ НА ВЕНЕРУ

В полет автоматическая станция «Венера-7» отправилась через полтора года после старта станций «Венера-5» и «Венера-6» 17 августа 1970 года в 8 часов 38 минут московского времени. В 9 часов 59 минут последняя ступень ракеты-носителя, проработав 244 секунды, сообщила станции скорость, несколько большую второй космической скорости, и «Венера-7» была выведена на траекторию полета к «Утренней звезде».

Задача межпланетного перелета, несмотря на ее обыденность (человек быстро привык к космическим полетам), таит в себе огромные трудности.

Достаточно напомнить несколько цифр в подтверждение этих слов. Станция стартовала с Земли, которая движется по орбите со скоростью 107 тысяч километров в час и должна, преодолев расстояние около 320 миллионов километров, попасть в Венеру, которая имеет размер всего 12 тысяч километров (в угловой мере 1 минуту) и движется со скоростью 125 тысяч километров в час.

Если при старте ракеты была допущена погрешность в импульсе всего 0,01 процента, то промах у Венеры составит 70 тысяч километров. Очевидно, что обеспечить прилет станции к Венере в расчетное время и попадание в заданный район поверхности планеты в таких условиях практически невозможно. Поэтому в сеансах радиосвязи производились траекторные измерения, которые позволили определить параметры траектории полета станции, дальность с точностью до 1 километра и радиальную скорость с точностью 2 сантиметра в секунду.

Одновременно с помощью радиолокационных средств было уточнено положение Венеры относительно Земли. По данным траекторных и радиолокационных измерений, были вычислены исходные данные на проведение коррекции траектории. По каналам радиолинии эти данные были переданы на борт станции в запоминающее устройство системы управления. После этого в соответствии с программой полета с помощью бортовых автоматических средств были проведены два сеанса астрокоррекции.

Первый сеанс коррекции был проведен 2 октября 1970 года, когда станция находилась на расстоянии около 17 миллионов километров от Земли и второй — 17 ноября 1970 года, когда удаление составляло 31 миллион километров.

В результате этих двух маневров, как показали последующие траекторные измерения, станция «Венера-7» перешла с пролетной траектории на попадающую.

В процессе полета с помощью радиационного дозиметра, установленного в орбитальном отсеке станции, проводились измерения интенсивности космических лучей. Причем ценность этих измерений заключалась в том, что одновременно с помощью аналогичных приборов исследования проводились и на «Луноходе-1», доставленном на Луну автоматической станцией «Луна-17».

5 декабря 1970 года, когда станция находилась от Венеры на расстоянии 1 миллиона 300 тысяч километров, начались подготовительные операции к завершающему этапу полета — входу в атмосферу планеты.

С этой целью по команде с Земли химические источники электропитания спускаемого аппарата, которые до этого момента находились в незаряженном состоянии (в целях повышения их надежности), были подключены к солнечной батарее для зарядки. Кроме того, в сеансе связи 12 декабря была отключена система терморегулирования спускаемого аппарата, которая во время перелета поддерживала температуру внутри аппарата в пределах + 10ч ÷ ±20°С, и было проведено охлаждение спускаемого аппарата до — 8°С для обеспечения наиболее выгодного температурного режима при снижении в атмосфере Венеры и нахождении его на поверхности. Подобных операций на предыдущих станциях «Венера» не проводилось. Это были новые конструкторские находки, повышающие надежность и работоспособность бортовой аппаратуры.

На расстоянии около 600 тысяч километров от Венеры станция вошла в сферу притяжения этой планеты. С этого момента скорость полета станции начала увеличиваться и продолжала расти до входа в атмосферу планеты.

15 декабря 1970 года перед входом станции в атмосферу Венеры в 5 часов 30 минут по московскому времени был начат 124-й сеанс радиосвязи — припланетный. В этом сеансе была передана на Землю телеметрическая информация о состоянии бортовых систем, а затем осуществлена ориентация станции остронаправленной параболической антенной на Землю.

Все операции в этом случае осуществлялись с помощью автоматических устройств станции по заранее заложенной программе.

После 120-дневного полета 15 декабря 1970 года, в 7 часов 58 минут 38 секунд по московскому времени при входе станции в атмосферу планеты на высоте около 135 километров автоматически произошло отделение спускаемого аппарата от орбитального отсека. Связь со станцией прервалась. Чтобы обеспечить безусловное отделение спускаемого аппарата от орбитального отсека, в систему разделения были заложены три самостоятельных программы. Первая — разделение по команде от программного устройства, вторая — разделение по команде от датчика перегрузок (перегрузки возникают при торможении станции уже в верхних слоях атмосферы Венеры), третья — при торможении станции оптический прибор теряет из поля зрения Землю, и это также команда на разделение. Наконец, эту команду можно подать заранее с Земли, ну, а если совершилось невероятное, и ни одна из этих команд не прошла, то разделение все равно произойдет. Ленты, удерживающие спускаемый аппарат, не рассчитаны на высокую температуру, они сгорят, и специальное устройство оттолкнет спускаемый аппарат от орбитального отсека.

Под воздействием аэродинамических сил спускаемый аппарат развернулся лобовой частью навстречу набегающему потоку и в этом положении надежно удерживался специальным демпфирующим устройством.

В процессе аэродинамического торможения скорость спускаемого аппарата относительно планеты уменьшилась с 11,5 километров в секунду до 200 метров в секунду, температура между ударной волной и лобовой частью корпуса спускаемого аппарата достигала 11 000°С, а перегрузка имела максимальную величину, равную 350 единицам.

В 7 часов 59 минут 10 секунд по московскому времени, когда спускаемый аппарат находился на высоте около 60 километров над поверхностью планеты, при внешнем давлении порядка 0,7 кгс/см² произошел отстрел крышки парашютного отсека, были введены в действие парашют и радиокомплекс спускаемого аппарата. Отстрел крышки парашютного отсека и ввод в действие парашютной системы были задублированы по командам различных цепей.

Спускаемый аппарат вошел в связь с Землей.

15 декабря в 8 часов 34 минуты 10 секунд по московскому времени спускаемый аппарат станции «Венера-7» совершил посадку на ночную сторону планеты в 2000 километрах от утреннего терминатора.

В это время расстояние между Землей и Венерой составляло около 60,6 миллионов километров. Это расстояние радиосигнал со спускаемого аппарата (и со станции в припланетном сеансе) преодолевал за 3 минуты 28 секунд. Поэтому время, указанное в припланетном сеансе, относится ко времени свершения события на Венере.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

Как уже отмечалось, во время полета станции «Венера-7» по траектории велись измерения интенсивности космических лучей. Приборами, установленными на «Венере-7», «Луноходе-1», спутниках Земли, и наземными обсерваториями были зарегистрированы солнечные вспышки и процесс динамики их развития в пространстве и времени. Особый интерес представляют наблюдения мощной хромосферной вспышки, которая началась 10 декабря 1970 года.

Датчики давления и температуры, установленные на спускаемом аппарате станции «Венера-7», позволяли измерять давление в диапазоне 0,5 до 150 атмосфер и температуру от 25 до 540°С.

Скорость снижения аппарата в атмосфере планеты удалось зафиксировать благодаря изменению частоты радиосигнала, (эффект Доплера), поступающего на Землю со спускаемого аппарата. Для этих целей были использованы высокостабильные генераторы частоты, установленные на спускаемом аппарате, которые во время полета несколько раз подвергались калибровке и сравнению их показаний с эталоном частоты. Это позволило произвести измерение скорости снижения аппарата в атмосфере планеты с высокой точностью. По времени снижения была определена и величина пройденного пути.

Наземные средства после посадки спускаемого аппарата на поверхность Венеры продолжали принимать сигналы еще в течение 23 минут. Величина принимаемого сигнала после посадки была в 100 раз меньше, чем при спуске. Это может быть объяснено отклонением оси антенны спускаемого аппарата от направления на Землю (наклон аппарата) после посадки. Благодаря специально разработанной методике и применению электронновычислительных машин удалось выделить полезный сигнал из радиошумов и расшифровать его.

В результате обработки и анализа телеметрической информации, поступившей со спускаемого аппарата во время его снижения и с поверхности планеты, было установлено, что с борта аппарата передавалась информация только о температуре окружающей среды — наиболее важном параметре атмосферы Венеры. Как показали результаты измерений, после посадки температура окружающей среды не изменялась в течение всего времени работы радиопередатчика.

По времени снижения, скорости и характеру изменения температуры был определен закон изменения температуры по высоте вплоть до поверхности планеты. Оказалось, что закон изменения температуры (на участке измерений) близок к адиабатическому. Это имеет важное научное значение для понимания ряда других процессов, протекающих на Венере.

Измерение температуры, выполненное станцией «Венера-7»

Полетом станции «Венера-7» было положено начало прямым экспериментам на поверхности Венеры. Была решена сложнейшая инженерная задача — получение научных данных в условиях исключительно высоких давлений и температур, подтверждена правильность выбранных конструкторских решений, заложенных при создании станции «Венера-7».

Научные результаты, переданные автоматической межпланетной станцией «Венера-7», значительно расширили наши знания о ближайшей к Земле планете. Советская наука и техника сделали очередной важный шаг в изучении космического пространства и планет Солнечной системы.

«ВЕНЕРА-8» — ВПЕРВЫЕ НА ДНЕВНОЙ СТОРОНЕ ПЛАНЕТЫ

«Всегда вперед, не останавливаясь, вперед. Вселенная принадлежит человеку».

Эти слова, принадлежащие выдающемуся русскому ученому, основоположнику космонавтики К. Э. Циолковскому, как нельзя лучше характеризуют советскую программу исследования Луны, планет и космического пространства.

27 марта 1972 года к Венере стартовала станция «Венера-8» массой 1184 килограммов. 117 суток продолжался ее полет к «Утренней звезде». Только один раз 6 апреля 1972 года в полете пришлось провести сеанс астрокоррекции, чтобы обеспечить попадание станции в заданный район планеты. А эта задача оказалась более сложной по сравнению с теми, которые приходилось решать баллистикам при полетах предыдущих станций «Венера».

Сложность заключалась в том, что впервые необходимо было осуществить посадку спускаемого аппарата на освещенную сторону Венеры. А это значит, что возросли требования к точности выполнения всех маневров в полете, так как границы расчетного «коридора входа», по которому должен двигаться спускаемый аппарат на завершающем этапе полета при входе в атмосферу Венеры, значительно сузились.

Схема полета станции «Венера-8»

Как мы уже знаем, орбита Венеры находится внутри орбиты Земли, и в период наибольшего сближения Земли с Венерой последняя находится почти на прямой между Землей и Солнцем, поэтому для земного наблюдателя большая часть диска планеты не видна, он находится в собственной тени, освещен только край Венеры. И вот в этот освещенный край необходимо было попасть станции «Венера-8».

Все предыдущие станции «Венера» совершали посадку только на ночную сторону планеты. Поэтому границы «коридора входа» рассчитывались: нижняя — из условий максимально допустимых величин перегрузок, обеспечивающих целостность спускаемого аппарата, и верхняя — из условий, что в результате аэродинамического торможения в атмосфере планеты произойдет «захват» спускаемого аппарата силами притяжения Венеры и он совершит прямую посадку в район подзенитной точки. В этом случае задача передачи информации значительно облегчалась, так как Земля всегда находилась в зените — в «поле зрения» остронаправленной антенны спускаемого аппарата.

При полете станции «Венера-8», помимо соблюдения указанных выше требований, необходимо было попасть в освещенный край Венеры и осуществить посадку в круг радиусом всего 500 километров, причем центр этого круга должен отстоять от центра диска планеты на расстоянии около 300 километров.

Такие дополнительные требования были продиктованы местом района посадки {баллистические требования) и условиями радиосвязи. Ведь при посадке на край венерианского шара Земля уже не будет находиться в зените, и в случае непопадания в расчетный район, она может уйти из поля зрения антенны спускаемого аппарата и передача информации станет невозможной.

Чтобы обеспечить все перечисленные условия, угол входа спускаемого аппарата в атмосферу Венеры (относительно местной вертикали) должен составлять примерно тридцать градусов. Если он будет меньше, то спускаемый аппарат уйдет на ночную сторону планеты. Если он будет большим, то он может «чиркнуть» по атмосфере и проскочить мимо планеты.

Насколько сложно обеспечить решение этой задачи станет ясным, если вспомнить, что в момент старта станции «Венера-8» с Земли расстояние между планетами составляло ~ 125 миллионов километров!

Следует отметить, что точность баллистических расчетов и исполнение этих расчетов были изумительными; подсчитано, что космические «снайперы» обеспечили попадание как бы в заданную точку десятикопеечной монеты, движущейся со скоростью 60 км/ч на расстоянии 80 метров от стрелка.

Преодолев 300 миллионов километров космического пути, автоматическая станция «Венера-8» достигла окрестностей Венеры. В течение всего времени полета станция находилась в режиме постоянной солнечной ориентации (кроме сеанса астрокоррекции и отдельных сеансов связи, когда передача велась через остронаправленную параболическую антенну для увеличения объема передаваемой информации), что обеспечивало благоприятные условия работы для солнечных батарей и системы терморегулирования.

За несколько суток до входа станции в атмосферу Венеры были проведены сеансы радиосвязи, в которых было произведено охлаждение приборного отсека и специальных устройств — поглотителей тепла с целью уменьшения скорости нагрева аппаратуры, размещенной в приборном отсеке и увеличения таким образом продолжительности ее работы, а следовательно, и времени проведения исследований в горячей атмосфере планеты и на ее поверхности.

Схема посадки станции «Венера-8»: 1 — отделение спускаемого аппарата от орбитального отсека; 2 — стабилизация и аэродинамическое торможение; 3, 4 — отстрел крышки и введение в действие парашютной системы; 5 — введение в действие вытяжного парашюта; 6 — введение в действие основного парашюта; 7 — раскрытие антенны высотомера; 8 — отстрел парашюта

Одновременно с этим была произведена зарядка аккумуляторов спускаемого аппарата, проверена работоспособность радиокомплекса научной аппаратуры, системы терморегулирования и других служебных систем спускаемого аппарата.

Как показали данные радиотелеметрической информации, запас электроэнергии аккумуляторов соответствовал расчетному значению, и все бортовые системы спускаемого аппарата функционировали нормально.

На расстоянии около 500 тысяч километров от Венеры действие сил ее притяжения стало преобладающим, скорость полета станции стала увеличиваться и при входе станции в атмосферу планеты она составляла 11,6 километров в секунду.

22 июня 1972 года перед входом станции в атмосферу Венеры был проведен припланетный сеанс радиосвязи, во время которого проводились траекторные измерения с целью уточнения момента входа и корректировки работы наземных средств слежения; передавалась научная информация об условиях в припланетном космическом пространстве, данные о функционировании бортовых систем станции и осуществлялась подготовка спускаемого аппарата к отделению от орбитального отсека. Одновременно с сеансами радиосвязи со станцией «Венера-8» (за время полета их было проведено 86) проводились сеансы радиолокационных измерений расстояния Земля — Венера, в результате которых было выявлено существенное расхождение (более 500 километров) между фактическими и расчетными (определенными по классическим, общепринятым законам механики) положениями Венеры в момент измерения. Эти измерения позволили уточнить местоположение Венеры в момент входа спускаемого аппарата в атмосферу планеты с точностью ±20 километров и время входа с точностью 100 секунд.

В 10 часов 40 минут по московскому времени (в соответствии с расчетом) произошло отделение спускаемого аппарата, массой 495 килограмм от орбитального отсека. Затем в течение 53 минут впервые после старта орбитальный отсек и спускаемый аппарат осуществляли раздельный полет.

В 11 часов 33 минуты связь с орбитальным отсеком прекратилась. Это означало, что орбитальный отсек и спускаемый аппарат вошли в плотные слои атмосферы. Только судьбы у них были разные.

Орбитальный отсек после того, как он обеспечил доставку спускаемого аппарата в атмосферу Венеры, разрушился, спускаемый аппарат, снабженный композиционной усовершенствованной теплозащитой проник в раскаленную атмосферу Венеры. Аэродинамическое торможение спускаемого аппарата в атмосфере планеты продолжалось 18 секунд, при этом кинетическая энергия перешла в тепловую (скорость изменилась с 11,6 километров до 250 метров в секунду, а температура газа в лобовой части спускаемого аппарата превышала 12 000°С) и под воздействием возникших перегрузок вес каждой детали возрос в 335 раз!

После торможения в атмосфере Венеры по команде (либо от датчика перегрузок при значении g = 2 единицам на нисходящей ветви, либо от программно-временного устройства) произошел отстрел крышки парашютного отсека, введение вытяжного парашюта, а затем и зарифованного на 70 процентов основного парашюта, на котором в течение 11 минут был совершен спуск до высоты 30 километров. На этой высоте в 11 часов 45 минут была зарегистрирована разрифовка парашюта, и дальнейшее снижение спускаемого аппарата происходило с полностью раскрытым куполом.

Спускаемый аппарат станции «Венера-8»: 1 — механический демпфер; 2 — радиопередатчик; 3 — корпус приборного отсека; 4 — блок коммутации; 5 — аэродинамический демпфер; 6 — приборная рама нижняя; 7 — вентилятор; 8 — воздушные каналы; 9 — электроразъем; 10 — приборная рама верхняя; 11 — блок антенно-фидерного устройства; 12 — трубопровод системы терморегулирования; 13 — антенна передатчика дополнительная; 14 — парашютный отсек; 15 — антенна передатчика (основная); 16 — крышка парашютного отсека; 17 — вытяжной парашют; 18 — основной парашют; 19 — антенна радиовысотомера; 20 — пироустройство отстрела крышки; 21 — телеметрический блок; 22 — теплообменник; 23 — теплоаккумулятор; 24 — теплоизоляция внутренняя; 25 — задающий генератор; 26 — блок коммутации; 27 — программно-временное устройство; 28 — теплоизоляция внешняя; 29 — теплоаккумулятор

Отстрел крышки парашютного отсека, введение вытяжного и основного парашютов, отстрел стренг основного парашюта после посадки производятся с помощью пиросредств.

Если вспомнить, что температура торможения выше 12 000°С, а температура у поверхности около 500°С, то станет понятным, как не просто было создать надежные термостойкие пиросредства и парашютную систему. Только конструкторы, создавшие парашютную систему, знают, сколько пришлось провести экспериментов, пока не был найден материал, способный противостоять скоростному напору и температуре атмосферы Венеры.

Во время наземных испытаний, вспоминают конструкторы, был такой случай.

Проводили исследования образцов парашютной ткани и строп на прочность в термобарокамере при температуре более 500°С и давлении 100 кгс см в среде углекислого газа. Все эксперименты окончились успешно. Но стоило перейти на испытания этих образцов в термоаэродинамической трубе (испытания в раскаленном потоке углекислого газа, при скорости потока 250-300 метров в секунду), как ткань и стропы рассыпались и превращались в труху. Долго не могли понять, в чем дело.

И только после того, как газовый поток изолировали от окружающей атмосферы, эксперименты прошли удачно. Причиной, вызывавшей разрушение образцов, оказался атмосферный кислород, который в незначительных количествах проникал в поток углекислого газа, вызывал окисление материала ткани и строп, что приводило к резкому ухудшению их механической прочности.

Итак, спускаемый аппарат станции «Венера-8» в атмосфере Венеры. Пока он совершает почти часовой парашютный спуск, познакомимся с ним.

Орбитальный отсек с его аппаратурой, неоднократно испытываемый космосом, практически (по сравнению со станцией «Венера-7») остался неизменным.

В связи с уточнениями, внесенными в параметры атмосферы Венеры станцией «Венера-7», были существенно снижены расчетные величины разрушающей нагрузки, воздействующей на корпус спускаемого аппарата, и максимальной температуры окружающей среды на поверхности Венеры.

Это позволило уменьшить массу корпуса спускаемого аппарата и теплоизоляции, и за счет экономии массы установить дополнительные научные приборы и специальные устройства, позволившие увеличить время работы приборов и систем аппарата при нахождении его на поверхности планеты.

Уменьшение массы корпуса спускаемого аппарата никоим образом не сказалось на его прочности. Он по-прежнему готов был противостоять давлению в 100 кгс/см² , температуре в 500°С и 100-кратной ударной перегрузке в момент посадки.

Учитывая новые условия посадки на «край» шара Венеры и на освещенную сторону планеты, конструкторам пришлось решить ряд новых задач.

Спускаемый аппарат станции «Венера-8» ждала не ровная посадочная площадка, он мог оказаться в расщелине или на крутом склоне, он мог опрокинуться парашютным отсеком вниз. В этих случаях сигнал с остронаправленной антенны спускаемого аппарата не попал бы на Землю, так как даже при нормальной посадке и в расчетный район поверхности Земля могла оказаться на краю поля диаграммы направленности антенны спускаемого аппарата. Расширить угол диаграммы направленности спиральной антенны, жестко установленной в парашютном отсеке, и обеспечить вертикализацию спускаемого аппарата после посадки, как это было на последних станциях «Луна», по весовым и конструктивным соображениям, не представлялось возможным.

Спускаемый аппарат станции «Венера-8» на поверхности планеты: 1 — антенна выносная; 2 — датчики давления и температуры атмосферы; 3 — датчики измерения освещенности; 4 — антенна основная; 5 — антенна выносная (до отстрела); 6 — парашют после отстрела

Поэтому на спускаемом аппарате станции «Венера-8» была установлена вторая выносная антенна, соединенная с бортовым радиокомплексом специальным термостойким кабелем.

Эта антенна в момент касания спускаемым аппаратом поверхности выбрасывалась из парашютного отсека и с помощью трех пружинных лап занимала вертикальное положение, что способствовало повышению надежности радиосвязи спускаемого аппарата с Землей. На участке парашютирования радиосвязь поддерживалась через спиральную остронаправленную антенну спускаемого аппарата (во время аэродинамического торможения, когда спускаемый аппарат окутан плазмой, связь невозможна). После посадки, когда выброшена выносная антенна, программно-временное устройство периодически подключает радиопередатчик то к одной, то к другой антенне. Связь и на одной и на другой антенне была устойчивой.

Выбор места посадки спускаемого аппарата на освещенную сторону планеты не был случайным. Дело заключается в том, что для объяснения высоких значений температуры и давления у поверхности планеты был выдвинут (как было сказано выше) ряд гипотез. Принятие той или иной гипотезы зависело от ответа на вопросы о том, проникает или не проникает солнечный свет через облачный слой и плотную атмосферу к поверхности планеты, существует ли перепад температур между дневной и ночной сторонами поверхности планеты, между экваториальными и полярными областями.

На вопрос об освещенности поверхности планеты наземные наблюдения дать ответа не могли. Что касается перепада температур, то радиоастрономические наблюдения и теоретические расчеты говорили о том, что благодаря большой теплоемкости атмосферы, хотя сутки и длятся на Венере почти 4 земных месяца, суточные перепады температуры, а также перепады между экваториальными и полярными областями невелики. Необходимо было дать определенные ответы на поставленные вопросы.

Если вопросы измерения температуры и давления не представляли трудности, то измерение освещенности было делом новым.

Сложность эксперимента по измерению освещенности состояла в том, что прибор должен был обеспечить измерения в очень широком диапазоне световых потоков и надежно работать в горячей и плотной атмосфере Венеры. В измерительной практике аналогов такому прибору не было, все пришлось разрабатывать заново. Полетом автоматических станций «Венера-4, -5, -6», как уже известно, были установлены основные компоненты, составляющие атмосферу планеты: 97% углекислого газа, не более 2% азота, менее 0,1% кислорода и менее 1% водяного пара вблизи облачного слоя. Но несмотря на вполне определенные представления о составе и строении атмосферы Венеры, вопрос о составе и размерах облачного слоя оставался нерешенным. Как уже было сказано, ряд ученых высказывали предположение, что в состав облаков могут входить соединения, содержащие аммиак. Если исходить из этого предположения, то в атмосфере Венеры при давлениях и температуре, существующих на высотах ниже 50 километров, можно было ожидать появления небольших количеств аммиака в чистом виде. Поэтому на спускаемом аппарате станции «Венера-8» был установлен прибор для определения присутствия аммиака в атмосфере планеты. Принцип работы прибора основывался на том, что существуют химические соединения, которые при воздействии на них паров аммиака изменяют свой цвет. В данном случае был взят тетрабромфенолсульфофталеин — мелкозернистый порошок желтого цвета, который при воздействии аммиака становился синим. Изменение цвета регистрировалось фотосопротивлениями. Для устранения случайных явлений и повышения чувствительности прибора была применена мостовая схема, которая фиксирует изменение окраски в сравнении с эталоном (т. е. с аналогичным реактивом, помещенным в герметичной капсюле).

Одним из новых был эксперимент по исследованию физико-химических свойств поверхности планеты.

Для определения характера горных пород проводится обычно или полный химический или минералогический анализ. Но для таких исследований необходимо осуществить забор грунта и в течение довольно длительного времени исследовать его.

Для работы в необычно тяжелых температурных условиях Венеры создать механическое устройство, которое могло быть вынесено за пределы герметичного корпуса аппарата и осуществило бы забор грунта и его доставку в приемный отсек, дело довольно сложное. Помимо этого еще необходима сложная аппаратура для проведения анализа грунта. Лимит веса, энергии и возможное время активного существования аппарата на поверхности планеты не позволяли установить эти приборы на станции.

Поэтому для получения представления о характере горных пород, слагающих поверхностный слой Венеры, был применен другой метод, который основан на том, что ряд отдельных химических элементов, например радиоактивные — уран, торий и калий, — в каждом типе горной породы находятся в строго определенном процентном соотношении и поэтому являются как бы визитной карточкой того или иного типа горной породы.

Прибором, позволяющим определить наличие определенных радиоактивных элементов, является гамма-спектрометр, причем у этого прибора есть огромное преимущество. Нет необходимости выносить его за пределы герметичного корпуса, так как гамма-излучения, испускаемые радиоактивными элементами поверхностного слоя, свободно проникают сквозь стенки корпуса и попадают на детектор спектрометра. Благоприятным обстоятельством для применения гамма-спектрометра было также отсутствие в породе Венеры излучения, наведенного космическими лучами (благодаря экранирующим свойствам мощной атмосферы планеты) и создающего серьезные трудности при проведении подобных измерений на других небесных телах.

Гамма-спектрометр, установленный на «Венере-8», включал в себя сцинтилляционный датчик, 60-канальный амплитудный анализатор (для получения спектра) и интенсиометр для интегрального счета гамма-квантов, который обеспечивал измерение суммарной интенсивности гамма-излучения с энергией 0,3 МэВ.

Для проведения калибровки в наземных условиях гамма-спектрометр был помещен в аналог спускаемого аппарата станции «Венера-8», и был проведен ряд измерений над выходами горных пород (в естественном залегании) с известным содержанием урана, тория и калия. Калибровка проводилась на гранитах, базальтах и других породах. Кроме того, над породами, которые имеют малое содержание естественных радиоэлементов — дунитами, было проведено определение собственного фона станции, вызванного гамма-излучением естественных радиоактивных элементов, находящихся в виде микропримесей в материалах приборов и конструкции станции.

В 12 часов 29 минут 22 июля 1972 года спускаемый аппарат станции «Венера-8» совершил мягкую посадку на поверхность Венеры, и в течение 50 минут шла передача научной информации на Землю. Такого в истории еще не было.

Как же удалось конструкторам добиться того, что почти в течение двух часов научная аппаратура, радиокомплекс и другие приборы спускаемого аппарата сохраняли работоспособность, в то время как аппарат находился во власти 500-градусной жары.

Естественно, что система терморегулирования с отводом лишнего тепла через теплообменник в космическое пространство, которая была применена на орбитальном отсеке, здесь неприемлема. В данном случае вопрос мог быть решен путем аккумулирования холода, примерно так же, как это делается в деревенских погребах-ледниках, куда зимой загружается лед и за счет его таяния в течение лета поддерживается холод. Такими аккумуляторами холода в спускаемом аппарате были сами приборы, корпус и специальные устройства, которые накопили запас холода в сеансах захолаживания спускаемого аппарата, проведенных за несколько дней до подлета станции к Венере, когда температура спускаемого аппарата была понижена примерно до -15°С.

Для улучшения теплового режима внутри спускаемого аппарата были установлены специальные устройства — поглотители тепла, изготовленные из материалов с высокой теплоемкостью. При нагреве отсека они первыми забирали на себя значительную часть тепловой энергии и тем самым на более длительный срок обеспечивали работоспособность аппаратуры спускаемого аппарата. Перемешивание воздуха в отсеке производилось с помощью вентилятора.

Безотказная работа всех систем и научных приборов автоматической станции «Венера-8» и ее спускаемого аппарата была обеспечена их тщательной наземной отработкой в условиях, максимально приближенных к реальным, — в космосе, в атмосфере и поверхности Венеры.

РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Автоматическая станция «Венера-8» успешно завершила полет, программа научных исследований была выполнена полностью. Основной их целью было получение ответа на ряд новых, принципиальных вопросов о физико-химических характеристиках атмосферы и поверхности планеты.

Станция «Венера-8» была оборудована научными приборами, позволявшими проводить широкий комплекс исследований межпланетной среды по трассе полета, в атмосфере и на поверхности Венеры на ее дневной стороне.

С помощью радиометрической аппаратуры, установленной на орбитальном отсеке станции, во время полета по межпланетной трассе производились систематические измерения состава энергетического спектра и вариаций интенсивности космических лучей. Данные этих измерений позволяют оценить, как развиваются в космическом пространстве динамические процессы, происхождение которых связано с солнечной активностью.

Во время полета станции наблюдалось аномальное увеличение солнечной активности. Это явление оказывает сильное влияние на уровень интенсивности космических лучей в различных энергетических интервалах, что и было подтверждено результатами измерений, проведенных на «Венере-8».

На фоне возрастания солнечной активности были зарегистрированы четыре мощные солнечные вспышки, во время которых произошло резкое увеличение интенсивности протонов с энергиями более 1 миллиона электронвольт и 30 миллионов электронвольт. При этом отмечалось также значительное понижение интенсивности галактических космических лучей, приходящих из более удаленных областей пространства.

Подобные результаты были получены во время аномального возрастания солнечной активности приборами, установленными на «Венере-7», «Луноходе-1», «Марсе-2, -3».

Измерения ультрафиолетового излучения, создаваемого рассеянным в межпланетном пространстве нейтральным атмосферным водородом, показали, что в отдельных областях межпланетного пространства интенсивность этого излучения возрастала в 2-3 раза. Проводились измерения интенсивности излучения в узком интервале ближней ультрафиолетовой области спектра, создаваемом в основном фоном ярких голубых звезд.

На участке аэродинамического торможения спускаемого аппарата при его входе в атмосферу Венеры измерялась величина перегрузки. Процесс изменения перегрузки зависит от распределения плотности по высоте, поэтому на основании проведенных измерений были получены данные о параметрах атмосферы выше уровня начала прямых измерений.

Прямые измерения температуры и давления в атмосфере Венеры при парашютном спуске спускаемого аппарата станции «Венера-8» и после ее посадки производились при помощи датчиков давления и температуры, размещенных в парашютном отсеке. Эти измерения были начаты после отстрела крышки парашютного отсека и введения основного парашюта на высоте 55 километров от поверхности. Одновременно с началом измерения параметров атмосферы с помощью бортового радиовысотомеpa были начаты измерения высоты, которые продолжались в течение всего времени спуска.

Помимо этого высота над поверхностью планеты была определена расчетами из условия гидростатического равновесия (с учетом давления и температуры, измеренных при спуске) и по уравнению движения аппарата на парашюте (в расчетах использовались аэродинамические характеристики парашюта и аппарата, определенные в экспериментах на Земле).

В процессе снижения спускаемого аппарата производилось определение радиальной скорости аппарата относительно Земли с помощью задающего генератора бортового радиопередатчика по доплеровскому сдвигу частоты.

Данные измерений температуры и давления, выполненных автоматической станцией «Венера-8» в атмосфере планеты

Зная радиальную скорость, можно вычислить скорость снижения аппарата и путем интегрирования скорости получить дополнительную информацию о высоте аппарата над поверхностью. В результате сравнения измеренных величин высоты над поверхностью планеты с ее расчетными значениями и с учетом величины сноса спускаемого аппарата за счет ветра было установлено наличие перепада высот в 4-5 километров с уклоном около 10-12°. Автоматическими станциями «Венера-5, -6», также была зафиксирована неровность рельефа, только перепад высот был большим и составлял 10-12 километров.

Анализ данных о параметрах атмосферы, полученных в результате полетов станций «Венера-4, -5, -6, -7» и «Венера-8», показывает, что заметных различий в высотных профилях температуры и давления на ночной и дневной сторонах Венеры не обнаружено.

Температура и давление, измеренные в месте посадки станции «Венера-8», составили 470±8°С и 90±1,5 килограмм-сил на квадратный сантиметр, что очень близко к значениям, полученным в эксперименте на станции «Beнepa-7», хотя места посадки станций удалены друг от друга на расстоянии 3000 километров и одно находится на дневной, в зоне утреннего терминатора (9 ± 3°) — станция «Венера-8», а другое на ночной стороне планеты. Результаты этих измерений подтвердили вывод, сделанный на основании результатов, полученных со спускаемого аппарата станции «Венера-7», о том, что термодинамическое состояние газа в атмосфере Венеры подчиняется адиабатическому закону вплоть до поверхности, так же как и в атмосфере Земли.

Основываясь на этих измерениях, можно сделать вывод, что на Венере имеет место вертикальное перемешивание слоев в атмосфере.

На высоте 46 километров была взята первая проба газа для определения наличия аммиака, а на высоте около 33 километров повторная проба.

Результаты этих измерений, выполненных впервые, указывают на присутствие аммиака в атмосфере Венеры, объемное содержание которого может быть оценено равным 0,01-0,1%. Сторонники наличия в облачном слое Венеры аммиачных соединений получили подтверждение своей гипотезы.

Калибровочный спектр γ-излучения, полученный над обнажением гранита на Земле

Исходя из этого можно ожидать, что в верхних слоях атмосферы при относительно низких температурах аммиак должен связываться с водой, углекислотой, хлористым водородом и другими газами атмосферы с образованием аммонийных соединений (чаще всего белых кристаллов, хорошо отражающих свет), которые могут быть одним из компонентов облачного слоя Венеры.

Образовавшиеся кристаллы начинают выпадать (как капли дождя или снежинки на Земле), но достигнув слоев с более высокой температурой, вновь разлагаются на составляющие компоненты и возгоняются в верхние слои атмосферы. Так можно представить себе круговорот газов на Венере. Присутствие аммиака в атмосфере может говорить также о наличии вулканической деятельности на этой планете.

Как мы уже знаем, во время спуска аппарата на парашюте по доплеровскому сдвигу частоты задающего генератора была измерена радиальная скорость аппарата относительно Земли. По радиовысотомеру была определена скорость снижения относительно поверхности Венеры. Зная эти две величины, можно оценить величину и направление скорости ветра на Венере. Скорость ветра представляет собой горизонтальную компоненту скорости в плоскости, содержащей векторы радиальной и вертикальной скоростей спускаемого аппарата.

На высотах 53-46 километров по результатам измерений скорость ветра оценивается 100-50 метров в секунду; на высотах 40-24 километра скорость ветра меньше 38-26 метров в секунду; на высотах 20-14 километров происходит резкое уменьшение скорости ветра. Градиент скорости составляет 4 метра в секунду на километр. У поверхности и до высот 10-12 километров скорость ветра существенно меньше и составляет уже 0-2 метра в секунду. Следует отметить одну особенность: направление ветра на всех высотах широтное — от терминатора на дневную сторону, т. е. в направлении собственного вращения Венеры.

Чтобы создать на Земле у поверхности такой же скоростной напор, какой создает ветер на Венере на высоте 15-20 километров, земной ветер должен иметь скорость 50-100 метров в секунду!!

Очевидно, что ветры на Венере имеют существенное влияние на формирование рельефа планеты и являются одной из основных особенностей атмосферы планеты.

Впервые на всем участке парашютирования и после посадки с помощью фотометра была получена информация об освещенности в атмосфере планеты. Эти уникальные данные позволили сделать вывод, что часть светового потока Солнца в видимой области спектра достигает поверхности планеты и там существует значительное различие между освещенностью днем и ночью. Кроме того, данные этих измерений указывают на то, что атмосфера Венеры ослабляет солнечный свет.

Как показали измерения, на высоте 49 километров освещенность составляет 3600±1000 люкс, а у поверхности 350±150 люкс. Следует указать на своеобразное изменение величины градиента освещенности: на участке высот от 49 до 30 километров он составлял 145 люкс на километр, а на участке 30 — 0 километров только 34 люкс на километр. Резкое изменение градиента освещенности в районе высоты 30 километров может быть вызвано нижней кромкой облаков. Анализ данных освещенности позволяет оценить дальность видимости у поверхности значением, равным 1 километру.

Эти первые измерения величины освещенности были выполнены в то время, когда угол Солнца в месте посадки спускаемого аппарата составлял 8-10°, т. е. там было венерианское утро.

Спектры γ-иэлучения, полученные после посадки станции на поверхность Венеры.

С нетерпением ждали ученые информации о физико-химических свойствах поверхности планеты. Первые данные о диэлектрической проницаемости и плотности грунта были получены в результате анализа уровня отраженных поверхностью радиоволн, излучавшихся с аппарата в процессе спуска. Результаты этих измерений показывают, что величина диэлектрической проницаемости поверхности грунта немногим более трех единиц, и это дает основание полагать, что в районе спуска поверхностный слой планеты является достаточно рыхлым, с плотностью грунта немногим менее полутора граммов в кубическом сантиметре (точнее 1,4±0,1].

Но основная уникальная информация была получена с гамма-спектрометра. Его включение и осуществление измерений проводились как при парашютном спуске в атмосфере планеты, так и после посадки станции на ее поверхность.

При спуске аппарата в атмосфере Венеры было осуществлено три замера суммарной интенсивности гамма-излучений. Один замер был выполнен после посадки. Следует отметить, что заметного изменения интенсивности гамма-излучения во время спуска не наблюдалось. Это свидетельствует об отсутствии излучений от короткоживущих изотопов. Измерения показали возрастание суммарной интенсивности гамма-излучения. Очевидно, это связано с процессом распада естественных радиоактивных элементов, содержащихся в породах, слагающих поверхность Венеры. Спектр гамма-излучения пород измерялся все время, пока станция активно существовала на поверхности планеты. На Землю информация со спектрометра была передана дважды, что позволило определить содержание урана, тория и калия в венерианской породе.

По предварительным расчетам, породы, слагающие поверхность в месте посадки спускаемого аппарата станции «Венера-8», содержат 4% калия, 2·10^-4% урана и 6,5·10^-4% тория, напоминая по составу и процентному содержанию земные гранитные породы. В условиях Земли такое соотношение элементов характерно для пород, первично выплавленных из недр планеты и подвергшихся вторичным изменениям под воздействием различных факторов окружающей среды.

На Венере обнаруженные породы имеют плотность 1,4 г/см³, что соответствует рыхлой породе. Можно полагать, что разрушение кристаллических пород коры Венеры носит не только механический характер, а сочетается с процессом разложения под воздействием температуры, давления, углекислого газа и агрессивно действующей (при высоких значениях давления и температуры) воды.

Данные о химическом составе и свойствах грунта, являются ценным вкладом в изучение геологии Венеры и планет Солнечной системы. Прямые исследования Венеры только начались. Последующие эксперименты позволят определить состав и свойства пород в других районах планеты и сделать выводы о процессах, происходивших в твердой оболочке Венеры, и характере ее эволюции.

12 февраля 1961 года автоматическая станция «Венера-1» впервые отправилась в неизведанный путь к таинственной планете.

Семь раз после этого советские станции шли на штурм загадок Венеры.

Из восьми станций шесть достигли планеты, и пять из них в результате прямых измерений передали на Землю уникальные данные о свойствах и составе атмосферы, первые данные о свойствах и составе поверхности и об освещенности в атмосфере и в месте посадки спускаемого аппарата.

Три раза с пролетных траекторий провели исследования верхних слоев атмосферы Венеры американские станции «Маринер».

Значителен вклад радиоастрономов в исследование «Утренней звезды».

За последние двенадцать лет в результате радиоастрономических и непосредственных прямых исследований Венеры с помощью космической техники ученые узнали об этой планете больше, чем за все предыдущие столетия.

Существуют небесные тела в области космического пространства, которые можно исследовать и с помощью автоматических космических аппаратов и непосредственно человеку с помощью пилотируемых объектов. Например, околоземное космическое пространство, Луна и, возможно, в обозримом будущем — Марс.

Но Венера, благодаря совершенно необычным условиям, царящим в ее атмосфере и на поверхности, на длительное время останется объектом безраздельного «господства» автоматов. Но несмотря на это абсолютно верное утверждение, представим себе, что с помощью будущих космических средств, оснащенных долго действующими системами автономной криогенной защиты, мы оказались на поверхности Венеры. Чтобы мы увидели и смогли бы исследовать исходя из современных знаний об этой планете?

Вследствие обратного вращения планеты (это одна из загадок Венеры, которую еще предстоит решить) за один венерианский год день наступает на Венере дважды, причем Солнце восходит на западе и заходит — на востоке. Отсутствие наклона оси вращения планеты к плоскости эклиптики приводит к отсутствию смен времен года. И еще следует отметить одно интересное явление, связанное с особенностями орбитального движения планеты, собственного вращения вокруг своей оси и внутренними приливными явлениями, вызываемыми влиянием Земли, — в нижнем соединении Венера всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Температура внешних стенок нашего корабля оказалась бы в районе температуры красного каления железа — 500°С, давление около 100 кгс/см², как в океане на километровой глубине, плотность воздуха (если так его можно назвать) у поверхности в 60 раз больше плотности земного воздуха на уровне океана.

При этих условиях, когда температура на поверхности планеты выше температуры плавления или кипения целого ряда элементов, находящихся на Земле в жидкой или твердой фазах, они могут перейти в газообразное (вода, сера, бром, йод, ртуть и другие) или жидкое состояние (щелочные металлы, олово, свинец и другие).

Химические газоанализаторы, установленные на нашем корабле, зафиксировали бы наличие в основном углекислой атмосферы (93-97% СO₂). На остальные газы (азот, кислород, аммиачные, хлористые, фтористые соединения, пары воды и другие) приходится 7-3%— Можно ожидать, что с изменением высоты состав дополнительных компонентов атмосферы существенно меняется. В самом деле, с изменением высоты (как показали наши приборы) температура атмосферы падает с градиентом 8— 8,5 градусов на километр, и пары примесей, находящиеся в атмосфере, должны конденсироваться на различных уровнях, как это имеет место с водяными парами при понижении температуры, выпадать в виде осадков, образуя на различных высотах «облака», и вновь возгоняться, попадая в области с температурой, равной температуре испарения (возгонки) этих соединений или элементов. Возможно, этот процесс значительно сложнее. Можно предположить, что попутно идут реакция соединения и разложения с образованием новых веществ или их составных частей, как это происходит с аммиаком и его соединениями. При сравнительно низких температурах в верхних слоях атмосферы Венеры аммиак связывается с водой, углекислотой, хлористым водородом, образуя при этом чаще всего белые кристаллы аммонийных соединений, которые начинают выпадать в виде осадков, но достигнув высоты с более высокой температурой, возгоняются. Например, для углекислого аммония эта температура равна 60°С и, следовательно, его возгонка должна происходить в атмосфере Венеры на высоте 47-48 километров (от среднего уровня).

В более низких областях возможно наличие гидратов магния, сернистых соединений, соединений хлористого железа и других. Следовательно, облачный слой Венеры не однороден и, скорей всего, носит сложный слоистый характер. Опираясь на фотометрические данные, можно предположить, что нижняя кромка венерианских облаков находится на высоте порядка 30 километров. На Земле верхняя граница облаков находится на высоте 10— 12 километров.

Данные о составе атмосферы Венеры и Земли

Модель атмосферы Венеры по данным измерений, полученные в результате полетов автоматических станций «Венера»

Ну, а из чего на самом деле состоят облака, каково их строение, каков механизм их образования? На эти вопросы точных ответов, как видите, пока нет, есть предположения. Эти вопросы ждут своего решения.

Через облачность, толщина которой определяется величиной около 30 километров (верхняя кромка облаков находится на высоте 60-70 километров), увидеть Солнце, очевидно, нельзя, хотя до него почти на 50 миллионов километров ближе, чем от Земли. Вследствие этого днем (который длится 60 земных суток) теней на поверхности нет, и освещенность такая, как в сильно облачный, туманный день на Земле с дальностью видимости около одного километра. Вследствие большой плотности атмосферы происходит очень сильное преломление световых лучей в атмосфере, и могло бы казаться, что во всех направлениях линия горизонта поднята, а мы находимся внутри на дне огромной чаши. Несмотря на то, что венерианский день длится два месяца и столько же длится ночь, суточные колебания температуры благодаря огромной теплоемкости атмосферы планеты составляют 12°С, в то время как между полюсом и экватором температурный перепад составляет 18°С. Наиболее сильный температурный градиент наблюдается в вертикальном направлении, так на горе высотой в 5 километров температура будет на 40°С ниже, чем у ее основания.

Благодаря градиенту температур, в меридианальном, экваториальном и в вертикальном направлениях в атмосфере планеты имеют место сложные циркуляционные течения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. У поверхности величина скорости потоков невелика (по данным «Венеры-8») 0-2 метра в секунду и направлена от терминатора на дневную сторону (в сторону собственного вращения планеты). На высотах 45-55 километров скорость ветра составляет уже около 50-100 метров в секунду с тем же направлением. Возможно, это связано с четырехсуточным циклом циркуляции верхней атмосферы, установленной (по фотографиям Венеры) в ультрафиолетовых лучах. Движение «ультрафиолетовых облаков» происходит в 60 раз быстрее, чем вращение самой планеты. На Земле аналогичное явление обнаружено на высотах 150-400 километров, при этом опережающее вращение атмосферы только в 1,2-1,4 раза быстрее вращения Земли. Пока объяснение этому загадочному явлению на Земле не найдено. На Венере оно, скорей всего, объясняется особенностями теплообмена и планетной циркуляцией на уровне облачного слоя.

Очевидно, наряду с экваториальной циркуляцией существует вертикальное течение, но с меньшими скоростями, и значительные течения в меридианальном направлении.

В 1969-1972 годах в Институте океанологии Академии наук СССР были выполнены расчеты «погоды» Венеры. Результаты этих расчетов сводятся к следующему. Циркуляция атмосферы Венеры практически симметрична относительно экватора и развивается как следствие температурных различий между дневным и ночным полушариями. Эти различия постоянно поддерживаются тем, что дневная сторона планеты нагревается Солнцем, а ночная охлаждается из-за собственного излучения (градиент температуры около 12°С). Циркуляция не симметрична ни относительно оси вращения, ни относительно линии Солнце — Венера: область наибольшего нагрева приближается к вечернему терминатору, а наиболее холодная область находится на утреннем терминаторе.

Изменение скорости и освещенности в зависимости от высоты (по данным измерений, полученных со станции «Венера-8»

Система ветров такова: в нижних слоях газы, образующие атмосферу Венеры, стекаются к наиболее нагретой области. Там они поднимаются вверх и растекаются в верхних слоях, собираются к области «холода», где снова опускаются вниз. Эти движения охватывают всю планету: крупномасштабные вихри типа циклонов и антициклонов отсутствуют. Типичная скорость ветров несколько превышает 5-6 метров в секунду (на Земле типичная скорость близка к 10 метрам в секунду). Но учитывая, что плотность атмосферы Венеры в 60 раз больше плотности атмосферы Земли (у поверхности) ветровая нагрузка на Венере для типичных ветров соответствует ураганным земным ветрам.

Согласно расчетам, вертикальные скорости газов венерианской атмосферы достигают величины в несколько сантиметров в секунду (на Земле они измеряются немногими миллиметрами в секунду). Вся нижняя атмосфера Венеры (тропосфера) находится в состоянии конвективного перемешивания: на дневной стороне это обусловлено нагревом снизу, на ночной — охлаждением сверху вследствие собственного излучения. Эти теоретические расчеты еще предстоит проверить и уточнить, но, очевидно, они близки к реальной картине процессов, проходящих на Венере.

Снимки облачного слоя Венеры, полученные с американского космического аппарата «Маринер-10»

Изменение параметров атмосферы Венеры вплоть до поверхности (по данным станций «Венера») является адиабатическим и свидетельствует об активном перемешивании атмосферы, вызванном либо глобальной циркуляцией, как отмечалось выше, либо гравитационной ячейковой конвекцией. Таким образом, можно заключить, что теплофизические свойства атмосферы планеты определяют толщину ее адиабатического слоя и максимальную температуру поверхности.

Новые данные о динамичности верхней атмосферы Венеры принес американский космический аппарат «Маринер-10», при пролете около планеты в феврале 1974 года.

Снимки облачного слоя Венеры, полученные с этого аппарата с помощью фото-телевизионной аппаратуры через ультрафиолетовые светофильтры, указывают на наличие мощных струйных, циркуляционных потоков в верхней атмосфере планеты, направленных по спирали от экватора к полюсам. Разделом этих течений является район турбулентности, названный «глазом Венеры», образующийся в подсолнечной точке (в экваториальной зоне) и имеющий диаметр около 1600 километров.

Можно ожидать, что этими мощными течениями тепловая энергия переносится от экватора к полюсам, уравнивая тепловой баланс планеты. При этом скорость движения этих потоков, судя по движению облачного покрова, оценивается у экватора в 320 километров в час, а у полюсов — вдвое быстрее! Причем движутся эти потоки в сторону, противоположную вращению планеты.

Причиной, вызывающей эти мощные течения, могут оказаться потоки солнечной плазмы (солнечного ветра), входящей в непосредственный контакт с атмосферой планеты, благодаря отсутствию у Венеры «щита» от этих потоков в виде магнитного поля, которое имеет наша Земля.

На трех приведенных снимках, которые были сделаны с интервалом в семь часов каждый, можно проследить за эволюцией воздушных течений в атмосфере Венеры.

Данные, полученные с космического аппарата «Маринер-10», говорят в пользу теории о глобальной циркуляции атмосферы Венеры.

Мы несколько отвлеклись этими теоретическими рассуждениями от условий, окружающих корабль будущего на Венере. Мы отмечали на Венере огромное давление (около 100 кгс/см² у поверхности). Но так ли оно необычно и поразительно? Две трети земной поверхности — моря и океаны. Если мировой океан равномерно разлить по всей поверхности Земли, то его средняя глубина составит 3-3,5 километра и у основания гидросферы Земли среднее давление будет составлять 300 кгс/см² (в три раза превосходя давление у поверхности Венеры). Так что в этом вопросе ничего необычного в условиях, царящих на Венере, по сравнению с Землей, нет.

Ну, а что представляет собой поверхность в месте посадки нашего корабля?

В целях проверки данных, полученных со станции «Венера-8», мы совершим посадку там же, где опустился на поверхность планеты ее спускаемый аппарат.

Посадочные устройства нашего корабля погрузятся достаточно глубоко в рыхлый поверхностный слой, плотность которого около 1,4 грамма в кубическом сантиметре. По спектру гамма-излучения пород в месте посадки удалось установить, что по составу и процентному содержанию радиоактивных элементов эти породы напоминают земные граниты. Можно предположить, что они были выплавлены из недр планеты и затем подвергались вторичным изменениям под воздействием факторов окружающей среды (механические воздействия, температура, давление, химические воздействия углекислым газом и агрессивной при высоких значениях температуры и давления воды). Невольно, хотим мы этого или нет, привлекает внимание показание газоанализатора атмосферы — 93-97% углекислого газа. Почему? Какие процессы привели к такому составу? Земная атмосфера содержит его всего-навсего десятые доли процента. Почему также в атмосфере Венеры в 1000 раз меньше воды, чем на Земле?

Очевидно, причину в расхождении условий, существующих на этих двух планетах, часто именуемых сестрами, надо искать в их образовании и эволюции.

По общему убеждению ученых, планеты образовались в результате слипания (акреции) твердых частиц в холодном протопланетном облаке, окружавшем Солнце в эпоху его формирования. Лишь короткое время планеты земной группы сохраняли первичную атмосферу, сходную по составу с протопланетным облаком (водород, гелий, инертные газы, особенно неон).

Первичная атмосфера была почти полностью (может быть, за исключением тяжелых инертных газов) потеряна. На смену ей пришла атмосфера, состоящая из продуктов вулканической деятельности — углекислый газ, водяной пар, азот.

Дальнейшая судьба этой вторичной атмосферы зависела от условий химического взаимодействия с горными породами, образующими планету, с явлениями частичного поверхностного расплавления поверхности планеты от разложения молекул газов ультрафиолетовым излучением Солнца и от скорости улетучивания в космическое пространство более легких компонентов атмосферы и, конечно, от действия биосферы. По какому же пути пошла эволюция на Земле и на Венере?

Можно эту схему для Земли представить себе следующим образом.

Главный продукт вулканической деятельности (как показывают исследования вулканических газов) — это вода. Примерно в десять раз меньше выделилось углекислого газа. В 300 раз меньше азота. Появление молекулярного кислорода в атмосфере Земли связано с заселением Земли растениями, этими химическими комбинатами, убирающими из атмосферы углекислый газ, переводящими его в осадочные породы (такие, как известняк), и выделяющими в атмосферу молекулярный кислород, газ специфический земной.

Инертный азот, в условиях Земли, очевидно, особых изменений не претерпел. Следует отметить, что связывание углекислого газа в земных условиях идет не только биологическим путем. В присутствии жидкой воды в горных породах идут реакции превращения силикатов в карбонаты.

Учитывая, что размеры и масса Венеры и Земли довольно близки, можно предположить, что и их внутреннее строение аналогично, и поэтому вулканические процессы должны протекать примерно одинаково.

И сходство действительно есть: например, количество углекислого газа, выделившееся в атмосферу обеих планет за время их эволюции, примерно одинаково. А вот в количестве водяного пара разница огромная.

В чем здесь дело? Для объяснения этого явления существуют две основные гипотезы.

Одна из них предполагает, что венерианская литосфера выделила такое же количество воды, как и Земля. Но то, что в верхней атмосфере Венеры (в мезопаузе) в самой холодной ее области температура на 10-20 градусов выше, чем в атмосфере Земли, а достаточно жесткая ультрафиолетовая радиация Солнца может проникать глубже, чем на Земле, обусловливает, с одной стороны, большую скорость поступления пара из нижних слоев атмосферы в верхние, более интенсивное их разложение (фотодиссоциацию) под воздействием ультрафиолетовой радиации на водород и кислород и более активное «убегание» водорода (за счет теплового движения он приобретает скорость больше второй космической) из атмосферы в космическое пространство. Кислород же вследствие высокой температуры и химической активности связывается с другими газами и твердым веществом поверхности планеты.

Таким образом происходит обезвоживание атмосферы планеты.

Как показывают расчеты, если на Земле поднять среднюю температуру на несколько десятых градуса, то за сто миллионов лет Земля лишится своего Мирового океана. С точки зрения геологической истории, это очень короткий промежуток времени.

По другой гипотезе следует, что Венера образовалась сразу «безводной», в связи с тем, что в той части первичного протопланетного облака (где происходило образование Венеры) из-за ее близости к Солнцу (а следовательно, и более высокой температуры) не было ледяных частиц и, следовательно, в составе вулканических газов пары воды отсутствовали. Выбор между гипотезами — дело будущего.

Наличие водородной короны у Венеры и большого количества дейтерия в ее составе (за счет массы большей, чем у водорода, дейтерий менее подвижен, ему труднее приобрести вторую космическую скорость и покинуть атмосферу планеты, поэтому происходило его накапливание в короне) говорит в пользу первой гипотезы.

Какие же процессы ответственны за высокие значения температуры и давления в атмосфере планеты?

Теперь с большей уверенностью можно сказать, что наибольшее внимание заслуживают парниковая модель и модель глубокой циркуляции атмосферы Венеры (о которых говорилось выше). При этом нельзя, конечно, исключить и такой возможности, что определенную роль в тепловом режиме Венеры играет внутреннее тепло планеты. И и той и в другой модели нужно подчеркнуть важную роль циркуляции на Венере, которая выравнивает температуры между дневной и ночной сторонами, между экватором и полюсами.

Ну, а как ответить на вопрос о наличии форм жизни на Венере?

Вопрос о внеземной жизни имеет непреодолимое очарование для мыслящего человека. Веками многие выдающиеся ученые думали о том, что мы не одиноки в мировом пространстве, что и за пределами нашей планеты — на других небесных телах — обитают живые существа.

В начале нашего века большинство ученых считало, что появление жизни у нас на Земле — какая-то редчайшая, неповторимая «счастливая случайность». На вопрос о существовании внеземной жизни они отвечали отрицательно.

Немногочисленные попытки подойти к решению этой проблемы, хотя бы в отношении наших ближайших соседей Луны и планет Солнечной системы, обычно сводилось к тому, что, получив данные о физических и химических условиях, существующих на небесном теле, мы пытались представить себе, могли бы в этих условиях существовать наши земные организмы. И уж после этого делались выводы о возможности или невозможности жизни на этом небесном теле. Несовершенство такого метода очевидно. Конкретные формы жизни — это продукт тех внешних условий, в которых они возникают и развиваются. Внешняя среда и условия являются орудием, формирующим организмы. И как это ни печально, но вряд ли на других планетах мы сможем обнаружить жизнь, идентичную нашей земной. Вопрос очевидно нужно поставить иначе — могла ли на этом небесном теле в процессе эволюции возникать и развиваться та сложная форма движения материи, которую мы называем жизнью?

В течение своего существования все планеты эволюционируют. И, возможно, в прошлом на них могли быть условия, благоприятные для возникновения жизни, которая при своем дальнейшем развитии приспособилась к внешним условиям.

Сейчас стало совершенно очевидным, что возникновение жизни на Земле не явилось какой-то «счастливой случайностью». Это был вполне закономерный процесс, неотъемлемая часть общего процесса развития Вселенной, где каждый последующий этап непрерывно связан с предыдущим.

Насколько огромна приспосабливаемость форм жизни к внешним условиям показывает наша Земля.

На десятикилометровой глубине океана, где вечная темнота и окружающее давление исчисляется 1000 кгс/см², животный мир так же разнообразен, как в верхнем слое океана.

В горячих серных источниках, имеющих температуру 70-90°С, прекрасно живут и развиваются бактерии, а споры выдерживают температуру в 100°С! Некоторые формы бактерий выбрали для себя источники, содержащие железо, другие живут только на нефти. На северных склонах Земли королевы Мод на лишайниках и мхах обнаружены членистоногие насекомые размером 0,5 миллиметра, которые живут и развиваются в условиях отрицательных температур.

На скалах, оплавленных ядерным взрывом и зараженных радиоактивностью, растут и развиваются сине-зеленые водоросли. Их жизнеспособность удивительна, они встречаются на самых высоких пиках Памира, на склонах вулканов после извержения. Будучи помещенными вместе с другими представителями животного мира в герметичный сосуд, где были вода и воздух, и на который воздействовало Солнце (т. е. получилась замкнутая экологическая система), сине-зеленые показали,что они ни от кого не зависят. Через несколько лет круговорот веществ прекратился. В сосуде остались только сине-зеленые.

В лабораторных условиях низшие формы жизни и растения подвергали воздействию низких температур до -253°С, радиоактивным облучениям в различных дозах. Жизнь торжествовала вновь.

Довольно неожиданные открытия сделали ученые, исследуя метеориты. Они обнаружили в составе метеоритов органические соединения (вазелиновые вещества, битумы, углеводороды парафинового ряда), кристаллическую воду и так называемые организованные элементы, напоминающие по внешнему виду спороподобные образования и некоторые одноклеточные водоросли.

Но этого мало. В результате экспериментов американский ученый Р. Берджер выяснил вообще фантастический факт. С помощью ускорителя частиц он бомбардировал протонами смесь метана, аммиака и воды, охлажденную до -230°. Спустя несколько минут в смеси были обнаружены мочевина, ацетамид и ацетон — органические вещества, нужные для синтеза более сложных соединений. Напрашивается вывод, что в космосе, где имеются бесчисленные атомы разных элементов, облучаемые потоками радиации, могут образоваться и более сложные соединения вплоть до аминокислот, из которых, как известно, состоит белок — основа жизни! Все эти факты заставляют задуматься и заново с иных позиций взглянуть на Венеру.

В самом деле, в атмосфере этой планеты есть в избытке углекислый газ, в небольших дозах азот, аммиак, вода, кислород и другие соединения. Почему же в процессе эволюции в верхних слоях атмосферы вблизи венерианских облаков, где условия более благоприятные (с точки зрения землян), не могла зародиться жизнь в виде воздушного планктона или в каких-то других формах? Это еще одна из неразгаданных тайн Венеры, которую предстоит раскрыть ученым.

За последнее десятилетие мы узнали много нового о Венере, то, что сотни лет оставалось для ученых тайнами за семью печатями. Но Венера продолжает задавать все новые и новые загадки.

Как удивительно был прозорлив великий французский философ Д. Дидро, и как свежи его мысли о природе вообще и в отношении к Венере в частности... — «Природа подобна женщине, которая любит наряжаться и которая, показывая из-под своих нарядов то одну часть тела, то другую, подает своим настойчивым поклонникам некоторую надежду узнать ее когда-нибудь всю».

Диалектика учит нас, что все в мире взаимосвязано и взаимообусловлено. Деятельность Солнца непосредственно влияет на процессы, протекающие в окружающем его космическом пространстве, и затрагивает всю Солнечную систему.

-Три планеты: Венера, Земля, Марс — образуют так называемую земную группу планет.

Изучая эти планеты, познавая процессы, протекающие в атмосфере, на поверхности и в глубинных слоях, мы можем лучше понять те процессы, которые происходят у нас на Земле, и уяснить пути дальнейшей эволюции.

Сопоставив, например, наши знания об атмосферах планет земной группы, поняв специфику явлений, определяющих движение и тепловой режим в условиях соседних планет, мы сможем лучше описывать и предсказывать особенности земной метеорологии, в частности составлять более точные прогнозы погоды.

Сейчас ведутся большие работы по изучению воздействия человека на климат и одна из важнейших задач геофизики заключается в том, чтобы научиться теоретически предсказывать, каким может стать на нашей планете «режим динамического равновесия» в результате сознательных или невольных воздействий, оказываемых хозяйственной деятельностью человека. Практический интерес этой задачи очевиден. Развитие техники идет настолько быстро, что уже сейчас возникает вопрос — какова дальнейшая судьба избытка углекислоты и мелкой пыли, поступающих в атмосферу от сжигания топлива на промышленных предприятиях и в миллионах работающих двигателей, и не может ли накопление углекислоты, повысив «парниковый эффект», привести к катастрофическому потеплению климата, как это имеет место на Венере, или, наоборот, к процессу похолодания, как это имеет место на Марсе во время пыльных бурь.

Или другой пример — устойчивы ли полярные ледяные шапки, не могут ли сравнительно слабые тепловые воздействия привести к их исчезновению и к всемирному наводнению или, наоборот, катастрофическому их нарастанию, т. е. к возвращению ледникового периода.

Атмосфера Венеры — это своеобразная модель предельно загрязненной атмосферы взвешенными частицами и углекислым газом. Расшифровав динамику метеорологических процессов и теплового баланса Венеры, мы можем уверенно предсказать грядущие изменения климата.

Подобных вопросов возникает достаточно много и ответить на них нам помогают космические автоматические станции, проникающие в самые удаленные и неприступные уголки космического пространства. Человек делает только первые шаги на пути покорения космоса и познания Вселенной и эти шаги должны в первую очередь служить человеку, помогать ему познать свою голубую, прекрасную планету Земля.

Но, познавая Землю, человек не должен превратиться в безжалостного расхитителя ее природных богатств — они не бесконечны.

Об этом следует помнить всегда, об этом предупреждают нас исследования ученых последних лет, проводимые как на самой Земле, так и в космосе. Об этом говорят люди, побывавшие в космосе. Советский космонавт В. Севастьянов после своего полета писал.... «И вдруг понимаешь, что сама Земля — это космический корабль, который несется в беспредельных просторах Вселенной, у которого ограничены ресурсы и относительно небольшой экипаж — человечество.

Люди Земли должны беречь свою планету, разумно расходовать ее ресурсы, жить в мире во имя будущего нашего и следующих поколений».

Ради Земли, прогресса и благополучия человечества устремляются в космические дали советские автоматические станции.

КОЛУМБЫ КОСМОСА

Эта глава о Главных конструкторах Сергее Павловиче Королеве и Георгии Николаевиче Бабанине. Два разных характера, две разных судьбы, поставленные на службу одной цели.

Сергей Павлович Королев родился в Житомире в 1906 году. Детские годы пришлись на тяжелое и бурное время — империалистическая война, революция, гражданская война, интервенция и победа Советской власти.

В 1924 году Сергей Павлович Королев заканчивает Первую одесскую профшколу и поступает в Киевский политехнический институт на механический факультет.

В 1926 году Сергей Павлович переводится в Московское высшее техническое училище на вечернее отделение и поступает работать на авиационный завод. Производственную практику Сергей Павлович проходит в ЦАГИ, которым руководил А. Н.Туполев. Он и стал руководителем диплома Сергея Павловича.

В стенах МВТУ молодой Королев услышал лекцию о межпланетных путешествиях и межпланетных аппаратах, об идеях К. Э. Циолковского, о ракетах Ф. А. Цандера, о чертежах и расчетах Н. И. Кибальчича. И эти идеи нашли путь к сердцу Королева, но не сразу, а много позже. Но уже в 1931 году Сергей Павлович разработал проект планера с ракетным двигателем.

В 1927-1930 годы винтомоторная авиация определила свои «пределы», и стремление летать выше, быстрее и дальше все настойчивее толкало ученых и инженеров на создание новых видов двигателей.

В Москве в 1931 году возникла общественная организация при Осоавиахиме — Московская группа изучения реактивного движения (Мос.ГИРД). Ее председателем был Ф. А. Цандер. В 1932 году решением президиума Центрального совета Осоавиахима была создана научно-исследовательская и опытно-конструкторская организация ГИРД. С 1 мая 1932 года начальником ГИРДа стал С. П. Королев, бывший до этого председателем технического совета ГИРДа.

В 1933 году 17 августа и 25 ноября гирдовцы на «полигоне» Нахабино (под Москвой) осуществили первые запуски советских ракет на жидком топливе ГИРД-09 и ГИРД-Х.

Уже в эти годы проявляется у Сергея Павловича талант организатора, обладающего огромной энергией и работоспособностью, несгибаемой волей, энтузиазмом и целенаправленностью, способного увлечь коллектив на решение сложнейших задач.

Работами по созданию реактивных двигателей в эти годы в Ленинграде занималась Газодинамическая лаборатория (ГДЛ), подчиненная Военно-научно-исследовательскому комитету при Реввоенсовете СССР. Руководителем работ по жидкостным и электрическим ракетным двигателям был В. П. Глушко.

Для объединения кадров по изучению реактивного движения обе группы (ГДЛ и ГИРД) были слиты и был создан Реактивный научно-исследовательский институт, где заместителем директора по научной части назначен С. П. Королев. Несколько позже С. П. Королев возглавил отдел крылатых ракет.

Им создана крылатая ракета 212 с реактивным двигателем ОРМ-65, работавшим на азотной кислоте и керосине. Стартовала ракета с помощью пороховых ускорителей. Первый полет ракеты состоялся 29 января 1939 года.

В 1937 году на планере СК-9 конструкции С. П. Королева был установлен двигатель ОРМ-65, и машина получила наименование РП-318 (ракетопланер).

Летные испытания ракетопланера РП-318 были проведены 28 февраля 1940 года летчиком В. П. Федоровым. Это был первый в СССР полет на аппарате с ракетным двигателем.

В 1946 году С. П. Королев назначен на должность Главного конструктора ОКБ и ему поручается создание межконтинентальной баллистической ракеты. Здесь во всем блеске проявился его многогранный инженерный и организаторский талант, направленный на решение сложнейшей комплексной задачи. Поставленная задача была решена в канун 40-й годовщины Октября. 22 августа 1957 года ТАСС сообщил о запуске сверхдальней межконтинентальной многоступенчатой ракеты.

А замыслы Сергея Павловича уже устремлены дальше. 4 октября 1957 года над Землей прозвучал голос первого в мире искусственного спутника Земли.

В последующие годы С. П. Королев создает пилотируемые космические корабли «Восток» и «Восход», на которых впервые в истории были осуществлены космический полет и выход человека в космическое пространство.

Проходит немногим более двух лет после запуска первого в мире искусственного спутника Земли, и 2 января 1959 года в сторону Луны уходит первая космическая ракета. Вторая космическая ракета, стартовавшая 12 сентября 1959 года, доставила на Луну вымпел страны Советов, а станция «Луна-3», отправившаяся к Луне 4 октября 1959 года, впервые сфотографировала обратную сторону Селены.

Создаются новые системы и новые космические роботы.

12 февраля 1961 года к Венере отправляется станция «Венера-1». 1 ноября 1962 года к Марсу устремляется станция «Марс-1». Для отработки новых систем и устройств космических аппаратов создаются специальные станции серии «Зонд», которые проникают в глубины космоса и приносят новые сведения.

12 и 16 ноября 1965 года ушли в полет станции «Венера-2» и «Венера-3», которые доказали возможность исследования планет Солнечной системы. Но волнующего момента, когда станция «Венера-3» доставила на Венеру вымпел с Гербом Союза Советских Социалистических республик, Сергей Павлович не застал. Скоропостижная смерть 14 января 1966 года унесла выдающегося ученого и конструктора в расцвете его творческих сил и дерзаний.

Партия и правительство высоко оценили заслуги Сергея Павловича Королева перед Родиной: он был дважды удостоен звания Героя Социалистического труда, являлся Лауреатом Ленинской премии, был награжден многими орденами и медалями. Академия наук СССР в 1958 году избирает его академиком.

Незадолго до смерти С. П. Королева из-за огромного объема работ, который предстояло решить его конструкторскому бюро, работы по космическим автоматам были переданы в конструкторское бюро Георгия Николаевича Бабакина.

Георгий Николаевич Бабакин родился в 1914 году. Рано лишившись отца, он вынужден был помогать семье. Поэтому, окончив в 1929 году неполную среднюю школу, он поступил на радиокурсы Наркомата связи, которые окончил в 1930 году, и в 16 лет начал трудовую деятельность.

Через 8 лет после окончания неполной средней школы, в 1937 году он экстерном сдает экзамен за десятилетку и поступает на заочное отделение Института связи. С 1937 до 1943 года Георгий Николаевич работал в Академии коммунального хозяйства, где занимался конструированием автоматических фотоэлектронных анализаторов для непрерывного контроля качества питьевой воды, руководил работами по ультразвуку.

В годы Великой Отечественной войны Георгий Николаевич переходит на конструкторскую работу, связанную с созданием образцов военной техники.

Дальнейшую жизнь Георгий Николаевич до самой смерти посвятил вопросам развития отечественной авиационной и ракетной космической техники.

С середины 60-х годов он возглавил конструкторское бюро, где под его руководством проводились работы по созданию космических аппаратов для изучения Луны и планет Солнечной системы.

Первая мягкая посадка на Луну, первый искусственный спутник Луны, первая доставка на Землю лунного грунта автоматом, первый луноход, первые прямые измерения в атмосфере и на поверхности утренней звезды — Венеры, исследования красной планеты — Марса, вот этапы «космической жизни» Георгия Николаевича Бабакина.

Георгий Николаевич ушел из жизни 3 августа 1971 года в расцвете творческих сил, когда «Луноход-1» готовился встретить свою десятую лунную утреннюю зорю, когда две автоматические станции «Марс» держали путь к красной планете, когда остались на конструкторском столе незавершенные проекты новых космических роботов.

За выдающиеся заслуги в развитии отечественной космической науки и техники, за работы по исследованию Луны и Венеры с помощью космических автоматов Георгию Николаевичу в 1966 году была присуждена Ленинская премия, в 1968 году он был удостоен звания Героя Социалистического труда, ему было присвоено звание доктора технических наук. В 1970 году он избирается членом-корреспондентом Академии наук СССР.

Трудовая деятельность Георгия Николаевича была отмечена орденом Трудового Красного Знамени и медалями Советского Союза.

Заслуги Георгия Николаевича в деле исследования космического пространства были высоко оценены учеными Франции, ему были вручены диплом и медаль Национального Центра Космических исследований Франции.

Первые старты....................... 24
Венера раскрывает тайны..................... 27

«Венера-4» — впервые в атмосфере планеты........... 27

«Венера-5» — «Венера-6» — 20 километров до поверхности!..... 30

Вход и снижение в атмосфере Венеры............. 48

Исследования на трассе полета и в околопланетном пространстве . . 50

Исследования' в атмосфере Венеры............... 52

«Венера-7» — первые сведения с поверхности таинственной планеты . . 57

Полет на Венеру...................... 60

Результаты научных исследований................ 62

«Венера-8» — впервые на дневной стороне планеты 64

Результаты научных исследований................ 74
Что мы знаем об удивительном мире Венеры............. 79
На Венеру ради Земли...................... 91

Колумбы космоса...................... 92