В соответствии с программой исследований космического пространства и планет солнечной системы 12 ноября 1965 года в Советском Союзе осуществлен запуск космической ракеты с автоматической межпланетной станцией в сторону планеты Венера.

Последняя ступень ракеты предварительно была выведена на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли, а затем стартовала с этой орбиты и обеспечила полет автоматической станции «Венера-2» весом 963 килограмма в сторону планеты Венера.

По выбранной траектории полет автоматической станции до планеты Венера будет продолжаться около трех с половиной месяцев.

С помощью научной аппаратуры, установленной на автоматической станции «Венера-2», при движении ее к планете предусматривается проведение широких научных исследований в космическом пространстве.

Для питания бортовой аппаратуры автоматической станции «Венера-2» используются химические и солнечные источники энергии.

Включение телеметрической, измерительной и научной аппаратуры производится автоматически, в соответствии с программой полета, а также по радиокомандам с Земли. Наблюдение за полетом автоматической станции, определение параметров ее траектории, прием на Земле научной информации осуществляется специальным измерительным комплексом на территории Советского Союза.

Движение автоматической станции «Венера-2» происходит по траектории, близкой к расчетной.

В 12 часов московского времени 12 ноября 1965 года станция находилась на расстоянии 56 тысяч километров от Земли над точкой земной поверхности с координатами 104 градуса 19 минут восточной долготы и 26 градусов 37 минут северной широты.

Вся аппаратура, установленная на борту автоматической станции «Венера-2», работает нормально.

Координационно-вычислительный центр ведет обработку всей поступающей информации.

16 ноября 1965 года в Советском Союзе в сторону планеты Венера осуществлен запуск автоматической межпланетной станции «Венера-3».

Схема вывода автоматической межпланетной станции «Венера-3» на гелиоцентрическую орбиту аналогична схеме вывода автоматической межпланетной станции «Венера-2».

Основная цель запуска автоматической станции «Венера-3» – увеличение объема научной информации и получение дополнительных научных данных о планете Венера и космическом пространстве.

Автоматическая станция «Венера-3» имеет вес 960 килограммов.

Ее конструкция несколько отличается от конструкции станции «Венера-2» составом научной аппаратуры. Эта станция призвана решить ряд новых исследовательских задач. Автоматическая межпланетная станция «Венера-3» выведена на траекторию, близкую к расчетной. Наземный командно-измерительный комплекс следит за полетом обеих станций «Венера-2» и «Венера-3» и управляет работой их систем.

По данным телеметрической информации, все системы станции «Венера-3» работают нормально. На 12 часов московского времени 16 ноября 1965 года автоматическая станция «Венера-3» находилась на расстоянии 65 тысяч километров от Земли над точкой земной поверхности с координатами 23 градуса 25 минут северной широты и 99 градусов 39 минут восточной долготы.

Координационно-вычислительный центр ведет обработку всей поступающей информации.

1 марта 1966 года в 9 часов 56 минут московского времени автоматическая станция «Венера-3» после трех с половиной месяцев полета в космическом пространстве достигла планеты Венера и доставила на ее поверхность вымпел с Гербом Союза Советских Социалистических Республик.

Точная встреча автоматической станции с планетой была обеспечена успешно проведенной 26 декабря 1965 года коррекцией траектории полета станции. Во время всего полета со станцией поддерживалась регулярная радиосвязь и производился прием научной информации. При сближении станции с планетой Венера на заключительном этапе сеанс связи не состоялся.

Другая автоматическая межпланетная станция «Венера-2», запущенная 12 ноября 1965 года, продолжая свой полет по гелиоцентрической орбите, 27 февраля 1966 года в 5 часов 52 минуты московского времени прошла на расстоянии 24 тысячи километров от поверхности Венеры.

Полет станции на заданном удалении от планеты без проведения коррекции был обеспечен только за счет точного выведения ее на межпланетную траекторию.

Эксперименты, выполненные с помощью автоматических станций «Ве-нера-2» и «Венера-3», позволили решить ряд принципиально новых задач межпланетных полетов и получить новые научные данные. Материалы полета этих станций обрабатываются и изучаются.

Рис. 13. Вымпел и медаль, доставленные советской автоматической станцией на Венеру

С давних пор внимание ученых и всего человечества привлекают ближайшие к Земле планеты. Наблюдение планет с Земли позволило получить важные сведения об их природе, однако вследствие их удаленности, а также наличия земной атмосферы, мешающей наблюдениям, многие важнейшие характеристики планет не могут быть исследованы с Земли.

Особенно загадочной является планета Венера – ближайшее к нам после Луны небесное тело. Лучшие наземные телескопы способны различить на Венере детали размером не менее 500 – 1000 километров, однако многолетние наблюдения не обнаружили присутствия каких-либо видимых деталей, так как поверхность планеты постоянно закрыта сплошным непрозрачным слоем облаков. До последнего времени не удавалось определить даже скорость вращения планеты вокруг оси. Только радиолокационные наблюдения, проводившиеся в СССР и в США в 1960 – 1962 годах, позволили оценить скорость вращения Венеры. Она оказалась весьма малой по сравнению со скоростью вращения Земли: один оборот вокруг своей оси планета совершает за 200 – 300 земных суток.

Измерения температуры поверхности планеты, проводившиеся с Земли путем исследования ее инфракрасного и «радиошумового» излучения, дали результаты, которые пока не могут быть окончательно объяснены теоретически: инфракрасное излучение соответствует весьма низкой температуре, около минус 40 градусов Цельсия, а радиошумовое излучение в диапазоне миллиметровых и сантиметровых волн соответствует нагреву поверхности до температуры 300 – 400 градусов Цельсия. Эти результаты в настоящее время объясняются лишь с помощью различных гипотез. Одной из наиболее вероятных гипотез является предположение о том, что поверхность планеты действительно разогрета до 300 – 400 градусов Цельсия за счет мощного «парникового эффекта». Он создается облаками планеты, способными пропускать к поверхности Венеры солнечное тепло, но почти полностью задерживающими обратное излучение. Однако для разогрева до такой температуры требуется крайне высокая непрозрачность облаков для инфракрасных лучей. Это явление еще не может быть полностью объяснено теоретически.

В связи с тем, что гипотеза о «парниковом эффекте» не является полностью доказанной, существуют другие предположения, например, о «нетепловом» происхождении радиошумов, т. е. об их генерации за счет интенсивного движения электронов в атмосфере или ионосфере.

Исследование истинных физических условий на Венере, резко отличающихся от земных, представляет исключительный научный интерес. Эти волнующие вопросы могут быть разрешены только с помощью автоматических межпланетных станций, направляемых в непосредственную близость к планете, облетающих ее на малом расстоянии или спускающихся непосредственно в глубь ее атмосферы.

При создании таких станций приходится решать целый ряд принципиально новых задач, таких, как выведение станций на межпланетные орбиты, осуществление радиосвязи на расстояниях в десятки и сотни миллионов километров, создание новой аппаратуры для управления станцией и проведения измерений, а также разработка совершенных приборов для научных исследований.

Пуском автоматических станций «Венера-2» и «Венера-3» Советский Союз предпринял первую серьезную попытку провести прямое исследование этой планеты.

Научные задачи полета станций предусматривали: на первом этапе – исследования межпланетного пространства на траектории полета между орбитами Земли и Венеры, на втором этапе – исследование природы планеты Венера.

Для того чтобы обеспечить широкое изучение планеты, исследования предполагалось провести двумя различными методами: «Венера-2» должна была пройти на близком расстоянии от поверхности планеты, провести при этом ряд физических измерений и фотографирование планеты. «Венера-3» должна была войти в плотные слои атмосферы планеты и передать результаты непосредственных измерений температуры и давления на поверхности.

Конструкция автоматических станций «Венера-2» и «Венера-3» имеет много общего с конструкцией станций «Марс-1», «Зонд-1», «Зонд-2» и «Зонд-3».

Станции состоят из двух герметичных отсеков – орбитального и специального (рис. 14). В специальном отсеке станции «Венера-2» расположены фототелевизионное устройство, радиопередатчики сантиметрового диапазона, одна из аккумуляторных батарей и часть электронной аппаратуры, обеспечивающая функционирование отсека и некоторые научные измерения.

Рис. 14. Схема станции «Венера-2» («Венера-3») 1 – специальный отсек; 2 – баллоны системы ориентации; 3 – микродвигатели системы ориентации; 4 – орбитальный отсек; 5 – корректирующая двигательная установка; 6 – штырь магнитометра; 7 – радиаторы системы терморегулирования; 8 – панели солнечных батарей; 9 – малонаправленная антенна; 10 – остронаправленная антенна; 11 – датчик точной звездной и солнечной ориентации; 12 – датчик постоянной солнечной ориентации

Специальным отсеком станции «Венера-3» является спускаемый аппарат, выполненный в виде шара диаметром 900 миллиметров. На поверхность шара нанесено теплостойкое покрытие, обеспечивающее защиту его от высоких температур при торможении в плотных слоях атмосферы Венеры. В спускаемом аппарате размещены передатчики дециметрового диапазона волн, которые должны были передать на Землю основные параметры атмосферы планеты и поверхности, замеренные научными приборами. Посадка на поверхность осуществляется с помощью парашютной системы.

В спускаемом аппарате установлен вымпел с Гербом Советского Союза. Вымпел представляет собой полый шар диаметром 70 миллиметров, на поверхности которого выгравированы контуры материков Земли. Внутри шара находится медаль, на одной стороне которой изображен Герб Советского Союза, а на другой – отчеканены планеты солнечной системы и слова «Союз Советских Социалистических Республик. 1965». Положение Земли и Венеры на медали соответствует времени подлета станции к Венере.

Перед стартом спускаемый аппарат станции «Венера-3» был подвергнут тщательной стерилизации. Это необходимо, чтобы уничтожить все микроорганизмы земного происхождения и предотвратить возможность их переноса на Венеру.

На внешней поверхности орбитального отсека монтируются радиаторы системы терморегулирования, панели солнечных батарей, двигательная установка для коррекции траектории и газовые реактивные микродвигатели системы ориентации.

Основная аппаратура, обеспечивающая работу станции на траектории, сосредоточена в орбитальном отсеке. В нем находятся аккумуляторных батареи, передатчики и приемники дециметрового диапазона, телеметрические коммутаторы, приборы системы ориентации и коррекции движения станции, электронно-оптические датчики положения станции в пространстве и гироскопические приборы.

В орбитальном отсеке также размещено электронное программное устройство, осуществляющее управление всеми системами станции и автоматическое включение аппаратуры для проведения сеансов радиосвязи через заданные интервалы времени. Кроме того, сеансы связи могут проводиться по командам с Земли.

Для нормальной работы приборов станции необходим определенный тепловой режим, который обеспечивается системой терморегулирования. Основным источником электрической энергии для всех устройств станции служат солнечные батареи, расположенные на двух панелях. Параллельно к ним подключены буферные аккумуляторы.

Передатчики автоматических космических станций, работающие в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн, могут поочередно подключаться к остронаправленной антенне, имеющей форму параболоида. С помощью этой антенны вся излучаемая мощность передатчика направляется на Землю узким лучом, что значительно повышает надежность радиосвязи и увеличивает скорость и качество передачи информации.

Прием радиокоманд на борту станции проводится через малонаправленную антенну. К этой же антенне имеет возможность подключаться радиопередатчик дециметрового диапазона. Таким образом, радиосвязь может осуществляться и без ориентации на Землю, правда, с несколько меньшей скоростью передачи информации, чем при работе через параболическую антенну.

Радиоприемники межпланетных станций, помимо команд, принимают также специальные радиосигналы с Земли для измерения расстояния между станцией и Землей и скорости удаления станции от нашей планеты. По времени, затраченному сигналом для прохождения пути от Земли к станции и обратно, определяется расстояние, а по изменению частоты сигнала (эффект Допплера) – скорость удаления станции. Кроме того, наземные приемные устройства измеряют угловые координаты станции, т. е. углы, под которыми межпланетная станция видна с Земли. Двусторонняя связь со станцией осуществляется Центром дальней космической связи с помощью сверхчувствительных приемников и мощных передатчиков.

Одной из наиболее ответственных систем станции является система ориентации и коррекции. Эта система обеспечивает необходимую ориентацию станции в пространстве на различных этапах полета.

В состав системы ориентации автоматических станций входят электронно-оптические датчики, газовые реактивные микродвигатели, гироскопические измерители скорости вращения станции и приборы управления. Положение станции в пространстве определяется электронно-оптическими датчиками, в поле зрения которых должны находиться Солнце, звезда или Земля. При отклонении станции от заданного положения от датчиков поступают сигналы в систему управления, которая с помощью микродвигателей возвращает станцию в исходное положение.

Ответственной задачей системы управления является поддержание постоянной ориентации солнечных батарей таким образом, чтобы они освещались прямыми лучами Солнца в течение всего времени полета. Для постоянной ориентации станций на Солнце используется специальный электронно-оптический датчик, позволяющий осуществить поиск Солнца из любого положения станции в пространстве. После того как Солнце попадает в поле зрения центральной трубки датчика, эта ориентация станции поддерживается системой управления до очередного маневра.

Перед началом сеанса радиосвязи с использованием параболической антенны станция должна занять такое положение в пространстве, чтобы ось антенны во время сеанса была направлена на Землю с точностью до долей углового градуса. Эта ориентация достигается с помощью датчика, состоящего из двух оптических трубок – «солнечной» и «земной». Ось «земной» трубки направлена по оси параболической антенны, а «солнечная» трубка может поворачиваться в соответствии с изменением угла «Солнце – станция – Земля». При полете станции по межпланетной траектории ориентация производится в такой последовательности. Станция поворачивается и захватывает Солнце «солнечной» трубкой. Затем осуществляется поворот станции вокруг оси «солнечной» трубки до попадания Земли в поле зрения «земной» трубки. После этого вращение станции прекращается, передатчик подключается к параболической антенне и начинается передача информации. В течение всего сеанса связи ориентация станции на оба светила поддерживается с помощью системы управления. По окончании сеанса станция возвращается к постоянной ориентации солнечных батарей на Солнце.

Для ориентации станции во время проведения коррекции предусмотрен специальный астродатчик. С его помощью продольная ось корректирующей двигательной установки, совпадающая с продольной осью станции, может быть ориентирована в любом направлении. Этот датчик представляет собой сложный электронно-оптический прибор, имеющий подвижные оптические трубки: «солнечную» и «звездную». Углы между продольной осью станции и оптическими осями «солнечной» и «звездной» трубок определяются расчетом по результатам траекторных измерений: значения этих углов передаются на борт но командной радиолинии. После передачи этих значений осуществляется поворот оптических трубок в заданное положение, относительно продольной оси станции. В начале сеанса астрокоррекции станция осуществляет разворот в пространстве до тех пор, пока в поле зрения оптических трубок датчика не окажутся сначала Солнце, а затем звезда Канопус. Так как трубки датчика уже повернуты на заданные углы, ось двигателя станции занимает требуемое для коррекции положение в пространстве. При этом достигается высокая точность ориентации – несколько угловых минут.

В систему коррекции входят также жидкостной реактивный двигатель и два гироскопических прибора. Один из гироскопических приборов предназначен для «запоминания» положения станции в пространстве перед включением и во время работы двигателя, другой – для выключения двигателя при достижении заданной скорости.

Станция «Венера-2» была запущена 12 ноября 1965 года с целью пролета вблизи планеты Венера. Для выполнения поставленной задачи необходимо было обеспечить пролет ее у Венеры со стороны, освещенной Солнцем, на расстоянии не более 40 тысяч километров от поверхности. 16 ноября была запущена станция «Венера-3» с целью достижения поверхности планеты.

Для удобства радиосвязи станция должна была совершить посадку в центре видимого с Земли диска планеты.

Выведение каждой станции на межпланетные траектории было осуществлено в два этапа. Сначала последняя ступень ракеты-носителя вместе со станцией была выведена на орбиту спутника Земли. Затем в заранее определенный момент с орбиты спутника Земли был осуществлен запуск последней ступени, и станция была выведена на траекторию полета к Венере. На рис. 15 представлены схемы полета станций к Венере и положение планет в различные моменты времени.

Рис. 15. Схема полета станций «Венера-2» и «Венера-3» 1 – направление полета; 2 – траектория «Венеры-2»; 3 – траектория «Венеры-3»; 4 – момент коррекции; 5 – старт 16 ноября 1965 г.; 6 – старт 12 ноября 1965 г.; 7 – орбита Венеры; 8 – орбита Земли

Выполнение поставленных перед станциями задач требует очень высокой точности выведения межпланетных аппаратов на траектории движения к Венере. При выведении на межпланетные траектории скорость обеих станций в момент выключения двигателя последней ступени составляла около 11 500 метров к секунду. При таких скоростях отклонение в величине скорости в конце участка выведения в 1 метр в секунду приводит к отклонениям у планеты на величину порядка 30 тысяч километров. Обеспечение таких точностей выведения представляет большие технические трудности, поэтому для обеих межпланетных станций предусматривалась возможность проведения в полете коррекций движения.

Коррекцию движения можно было проводить несколько раз и различными способами. Коррекция может быть «солнечно-звездной» или «солнечной». В первом случае на борту станции работает «солнечно-звездная» система ориентации, которая использует в качестве опорных светил Солнце и звезду Канопус. Эта система г. принципе позволяет ориентировать ось корректирующего двигателя в пространстве в любом направлении, что дает возможность не только обеспечивать попадание в заданную точку планеты, но и изменять время встречи ее с планетой. Последнее необходимо, чтобы обеспечить подлет станций к планете Венера в период видимости их из Центра дальней космической связи.

В случае «солнечной» коррекции ось корректирующего двигателя в зависимости от отклонения действительной траектории от расчетной направляется на Солнце или от Солнца и фиксируется. На борт станции передается значение корректирующей скорости и «знак», определяющий ее направление. Этот способ, не предполагающий использование звезды, технически проще. Однако при некоторых отклонениях действительной траектории от расчетной он вносит определенные ограничения и требует проведения нескольких коррекций в определенные моменты времени. Оба эти способа коррекции были ранее проверены при полетах аппаратов «Зонд-1» и «Зонд-3».

Измерение параметров траектории полета станций «Венера-2» и «Венера-3» и определение прогноза их движения осуществлялись специальным комплексом радиоизмерительных средств и вычислительными центрами.

В процессе траекторных измерений определялась дальность до станций, радиальная скорость и угловые координаты станций. Это дало возможность с высокой точностью определять элементы траектории станций: составляющие скорости и координаты.

Результаты траекторных измерений обрабатывались на электронно-вычислительных машинах независимо несколькими вычислительными центрами. С целью получения с высокой точностью прогноза движений станций был выполнен большой объем траекторных измерений. В частности, для станции «Венера-3» измерения произведены в 31 сеансе связи, в том числе на участке до коррекции – в 16 сеансах. Общий объем информации, полученной при этом, составил свыше 1300 измерений дальности, 5000 измерений радиальной скорости и 7000 измерений угловых координат.

В результате обработки траекторных измерений после вывода станции на межпланетную орбиту было установлено, что траектория станции «Венера-2» близка к расчетной. Минимальное расстояние пролета у планеты составляет 24 000 километров от поверхности, и пролет происходит над ее освещенной частью. Таким образом, условия пролета полностью удовлетворяли поставленным требованиям и не было необходимости проводить коррекцию траектории движения станции «Венера-2». На рис. 16 представлена схема полета станции вблизи планеты Венера.

Рис. 16. Схема полета станции «Венера-2» около планеты Венера

Станция «Венера-3», по данным измерений, после выведения на межпланетную траекторию должна была пролететь на расстоянии 60 550 километров от центра планеты в 0 часов 0 минут 37 секунд 1 марта 1966 года. В это время станция не могла наблюдаться из Центра дальней космической связи. Поэтому необходимо было провести коррекцию, которая и была выполнена 26 декабря 1965 года в 18 часов 04 минуты, когда станция находилась на расстоянии 12 900 000 километров от Земли. Коррекция была выполнена с использованием «солнечно-звездной» ориентации.

Необходимая величина корректирующего импульса вместе с двумя угловыми уставками были переданы на борт автоматической станции. В результате коррекции радиальная скорость станции должна была измениться на 19,75 метра в секунду. По заданию после коррекции станция должна была достигнуть поверхности Венеры в 10 часов утра по московскому времени 1 марта 1966 года в центре видимого с Земли диска планеты. Сразу же после проведения коррекции было замерено фактическое изменение радиальной скорости. Оно составило величину 19,68 метра в секунду, отличающуюся от заданной всего лишь на 0,07 метра в секунду. Столь малые отклонения в скорости коррекции были обеспечены высокой точностью ориентации и отработки импульса корректирующим двигателем. Обработка траекторных измерений, проведенных за период полета с момента коррекции до 15 февраля 1966 года включительно, показала, что действительная траектория станции «Венера-3» мало отличается от заданной и отклонение фактической точки посадки от расчетной не превышает 450 километров. Время встречи станции «Венера-3» с планетой приходилось на 9 часов 56 минут 26 секунд московского времени 1 марта 1966 года, что отличалось от заданного менее чем на 4 минуты. При этом угол между направлением на Землю и местной вертикалью в точке посадки составлял 1 градус 30 минут. Таким образом, отпала необходимость в проведении дополнительной коррекции траектории полета.

В процессе обработки материалов измерений и расчета параметров действительной орбиты станции было обращено серьезное внимание на оценку максимальных погрешностей определения координат точки посадки станции на планету Венера.

Известно, что точность прогноза движения станции определяется двумя группами ошибок:

– небольшими случайными и систематическими ошибками радиотехнических измерений дальности, радиальной скорости и углов;

– ошибками знания астрономической единицы (величины среднего расстояния Земли от Солнца) и других астрономических постоянных.

Подробная обработка результатов траекторных измерений показала, что за счет аппаратурных погрешностей измерений максимальное отклонение действительной точки посадки станции «Венера-3» от прогнозируемой составляет не более 600 километров. Максимальная же погрешность прогноза координат точки посадки станции за счет ошибок в астрономических постоянных не превышает 500 километров.

Таким образом, суммарная максимальная ошибка вычисления координат точки посадки станции на планету Венера, получаемая как среднее квадратическое этих величин, не превосходит 800 километров. Это значит, что истинная траектория движения станции за счет указанных ошибок может отличаться от траектории, определенной по результатам измерений (на рис. 17 она названа «действительной»), на величину плюс минус 800 километров. Следовательно, истинная траектория будет находиться в узкой трубке, обозначенной на рис. 17 как «границы возможных отклонений траектории». Ошибка во времени встречи станции с планетой, по результатам расчетов, составляет всего ±5 минут.

Рис. 17. Схема сближения станции «Венера-3» с планетой Венера

Дальнейшие измерения при подлете станции к планете показали ускорение движения станции, вызванное уже непосредственным притяжением планеты.

Необходимо отметить, что Венера, обладая значительной массой, равной примерно массе Земли, сильно притягивает приближающиеся к ней космические тела. Так, например, область захвата межпланетной станции «Венера» (область попадающих в планету траекторий, см. рис. 17) определяется кругом, имеющим радиус 15 000 километров, значительно превосходящий геометрический радиус планеты Венера (6100 километров). Следовательно, попадание в планету обеспечивалось даже в том случае, если бы погрешности прогнозирования координат точки посадки были больше указанных в 10 – 15 раз.

В результате полета станций «Венера-2» и «Венера-3» получен большой и разнообразный материал траекторных измерений, который представляет самостоятельную научную ценность для изучения проблем сверхдальних измерений и межпланетных перелетов. Сложность задачи проектирования межпланетных космических станций состоит в том, что мы недостаточно знаем физические условия полета станций в межпланетном космическом пространстве. Кроме того, на Земле при испытаниях подобных аппаратов трудно создать условия, полностью идентичные условиям в космосе. Окончательные испытания бортовых систем и станций в целом проходят фактически уже в полете, при целевых пусках.

Полет автоматических станций «Венера-2» и «Венера-3» показал, что условия работы космических аппаратов в непосредственной близости от Венеры еще мало изучены. При приближении станций к планете, так же как и на американском аппарате «Маринер-2», было отмечено заметное увеличение температуры, превысившей расчетные значения. Были также замечены некоторые нарушения в радиосвязи при подлете к планете. Последний сеанс радиосвязи со станцией «Венера-3» при ее сближении с планетой не состоялся. Причины нарушения радиосвязи пока установить не удалось. В настоящее время проводится подробный анализ работы станции по результатам телеметрической информации на предыдущих сеансах.

При подлете станции «Венера-2» к планете на борт были выданы необходимые команды, включающие автономный режим исследований в пролетном сеансе по заранее заданной программе. Подтверждение о прохождении этих команд не было получено. Результат эксперимента станет известен, если с «Венерой-2» будет восстановлена радиосвязь.

В настоящее время станция «Венера-2» продолжает полет по гелиоцентрической орбите. 4 марта ее удаление от Земли составило около 65 миллионов километров.

Всего за время полета со станцией «Венера-3» было осуществлено 63 сеанса связи, со станцией «Венера-2» – 26 сеансов. Большее количество сеансов со станцией «Венера-3» было проведено с целью более точного измерения траектории движения. В течение всего полета по траектории в сеансах связи на Землю передавались научные данные и телеметрическая информация о работе систем станции.

Межпланетное космическое пространство является объектом; многочисленных научных исследований. Из Солнца во все стороны истекает более или менее стабильно со скоростью около 500 километров в секунду поток ионизованного газа, так называемый солнечный ветер. Активные области Солнца эпизодически «выбрасывают» потоки частиц со скоростью 1000 – 3000 километров в секунду, а иногда и частицы очень больших энергий, или солнечные космические лучи. Наконец, извне в солнечную систему приходят частицы огромных энергий, движущиеся со скоростью, очень близкой к скорости света,– космические лучи. Особенно велика концентрация заряженных частиц вблизи Земли – в ее радиационном поясе, где эти частицы удерживает земное магнитное поле.

Потоки солнечных частиц несут с собою магнитное поле, хотя и слабое, но вполне измеримое аппаратурой космических ракет, удаляющихся за пределы земной магнитосферы.

Значительный интерес представляет изучение всех этих явлений в настоящее время в период минимума солнечной активности, когда протекание эпизодических, изолированных во времени выбросов вещества из Солнца и связанных с этим магнитных возмущений может быть прослежено в более отчетливом виде благодаря их относительной редкости. В частности, весьма существенно исследование переходной области от магнитного поля Земли к межпланетному магнитному полю, то есть определение границы земной магнитосферы.

Выход станции за пределы магнитосферы позволяет изучать малоэнергетичную составляющую космических лучей, которая не достигает поверхности Земли из-за ее магнитного поля. Именно эта составляющая В основном обусловливает изменение интенсивности космических лучей в течение одиннадцатилетнего цикла солнечной активности, а также внезапные возрастания опасной для космонавтов радиации во время солнечных хромосферных вспышек. Большой научный интерес имеет также изучение изменения интенсивности космического излучения с удалением от Солнца или с приближением к нему.

Для изучения физических условий в космическом пространстве на станциях «Венера-2» и «Венера-3» были установлены следующие научные приборы:

– трехкомпонентный феррозондовый магнитометр для измерения межпланетных магнитных полей;

– газоразрядные счетчики и полупроводниковый детектор для исследования космических лучей;

– специальные датчики (ловушки) для измерения потоков заряженных частиц малых энергий и определения величин потоков солнечной плазмы и их энергетических спектров;

– пьезоэлектрические датчики для исследования микрометеоров;

– радиоприемник для измерения космического радиоизлучения в диапазонах длин волн 150 и 1500 метров и 15 километров.

Перечисленный комплекс приборов охватывает основные характеристики физических условий в межпланетном пространстве.

Полученные при полете станций «Венера-2» и «Венера-3» данные физических исследований в настоящее время изучаются. Результаты будут опубликованы в научных журналах.

В соответствии с программой исследований космического пространства и планет солнечной системы 12 июня 1967 года в 5 часов 40 минут московского времени в Советском Союзе осуществлен запуск космической ракеты с автоматической межпланетной станцией в сторону планеты Венера.

Последняя ступень ракеты предварительно была выведена на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли, а затем стартовала с этой орбиты и обеспечила полет автоматической станции «Венера-4» весом 1106 килограммов.

Полет автоматической станции до планеты Венера будет продолжаться более четырех месяцев.

С помощью научной аппаратуры, установленной на автоматической станции «Венера-4», в процессе полета предусматривается проведение широких научных исследований в космическом пространстве.

Для питания бортовой аппаратуры автоматической станции «Венера-4» используются химические и солнечные источники энергии.

Включение телеметрической, измерительной и научной аппаратуры производится автоматически в соответствии с программой полета, а также по радиокомандам с Земли.

Наблюдение за полетом автоматической станции, определение параметров ее траектории, прием на Земле научной информации осуществляются специальным измерительным комплексом на территории Советского Союза.

Движение автоматической станции «Венера-4» происходит по траектории, близкой к расчетной. В 14 часов московского времени 12 июня 1967 года станция находилась на расстоянии 112 тысяч километров от Земли над точкой земной поверхности с координатами 70 градусов 18 минут восточной долготы и 6 градусов 29 минут южной широты.

Вся аппаратура, установленная на борту автоматической станции «Венера-4», работает нормально.

Координационно-вычислительный центр ведет обработку всей поступающей информации.

18 октября 1967 года советская автоматическая станция «Венера-4», пройдя расстояние около 350 миллионов километров, достигла планеты Венера. В течение четырехмесячного полета станция позволила получить новые многочисленные данные о физических свойствах космического пространства.

При подлете к планете Венера станция зафиксировала отсутствие заметного магнитного поля и радиационных поясов планеты. Обнаружена слабая водородная корона.

Сегодня, 18 октября 1967 года, в 7 час. 34 мин. московского времени автоматическая станция «Венера-4» вошла со второй космической скоростью в атмосферу Венеры и от станции отделился спускаемый аппарат – научная лаборатория. После аэродинамического торможения спускаемого аппарата в атмосфере планеты автоматически сработала специальная парашютная система и он продолжал плавное снижение в атмосфере Венеры.

Научные приборы спускаемого аппарата проводили непрерывные устойчивые измерения и передачу на Землю параметров атмосферы Венеры в течение полутора часов на протяжении 25 км. Аппарат опустился на поверхность планеты, доставив второй вымпел с изображением Герба Союза Советских Социалистических Республик.

Проводились замеры давления, плотности, температуры и химического состава атмосферы Венеры.

На протяжении участка измерений температура атмосферы изменялась от 40 до 280° Цельсия, атмосферное давление – от 1 до величины порядка 15 атмосфер. Измерения показали, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа; кислород и пары воды составляют около полутора процентов, заметных следов азота не обнаружено.

Данные научных измерений обрабатываются и будут опубликованы.

Таким образом, советская автоматическая станция «Венера-4» впервые осуществила плавный спуск и посадку на поверхность планеты и позволила получить ценнейшие данные о планете Венера.

Научные исследования, выполненные советской автоматической межпланетной станцией «Венера-4»,– новая выдающаяся победа советской науки и техники, важнейший этап в исследовании планет солнечной системы.

* Статья печатается с сокращениями (прим. ред.).

Канун славной годовщины Великой Октябрьской социалистической революции и десятилетие эры космических исследований ознаменовались новой блестящей победой советской науки и техники. Автоматическая межпланетная станция «Венера-4» провела широкий комплекс научных исследований на трассе полета, в околопланетном пространстве и в атмосфере планеты.

По размеру, расстоянию от Солнца и протяженности атмосферы Венера похожа на Землю больше, чем любая другая планета. Она вращается вокруг Солнца на расстоянии 108 миллионов километров и совершает за 225 земных суток полный оборот по орбите, очень близкой к окружности. В процессе движения Венеры и Земли вокруг Солнца расстояние между ними изменяется от 40 до 260 миллионов километров. С помощью оптических телескопов на таких расстояниях можно наблюдать детали размером в несколько сот километров. Однако для наблюдения Венеры эти испытанные методы неэффективны из-за ее плотного облачного покрова. Поэтому до сих пор наука не располагала достоверными сведениями о физических условиях на этой планете, в том числе и о ее атмосфере.

Косвенные данные о химическом составе, давлении и температуре атмосферы Венеры, основанные на результатах наземных наблюдений, настолько разноречивы, что породили множество гипотез. Так, например, оценки температуры поверхности колебались от минус 40 до плюс 400 градусов Цельсия, а величина атмосферного давления у поверхности – от одной до 50 – 100 атмосфер. Только в последнее время с помощью радиолокационных наблюдений удалось оценить скорость вращения планеты вокруг своей оси. Начиная с 1961 года советские и американские автоматические межпланетные станции совершали полеты в сторону Венеры, а в 1966 году советская станция «Венера-3» достигла планеты Венера и доставила вымпел Советского Союза на ее поверхность.

18 октября 1967 года советская автоматическая станция «Венера-4» успешно осуществила вход в атмосферу Венеры, впервые провела измерения физико-технических характеристик атмосферы. Непосредственные измерения характеристик атмосферы Венеры являются крупнейшими достижениями современной науки и техники, знаменующими собой новый этап в изучении планет Солнечной системы.

Главной научной задачей автоматической межпланетной станции «Венера-4» являлось определение основных физико-химических характеристик атмосферы Венеры. Кроме этого, осуществлялся широкий комплекс научных исследований на трассе полета.

Станция имеет вес 1106 килограммов и состоит из орбитального отсека и спускаемого аппарата (рис. 18).

Рис. 18. Общий вид станции «Венера-4» 1 – орбитальный отсек (ОО); 2 – датчик астроориентации; 3 – датчик постоянной солнечной ориентации; 4 – баллоны с газом; 5 – датчик ориентации «Солнце – Земля»; 6 – датчик и штанга магнитометра; 7 – остронаправленная параболическая антенна; 8 – малонаправленная антенна; 9 – радиатор системы терморегулирования; 10 – панель солнечных батарей; 11 – корректирующая двигательная установка (КДУ); 12 – микродвигатели системы астроориентации; 13 – счетчик космических частиц; 14 – спускаемый аппарат (СА)

Орбитальный отсек представляет собой герметичный корпус цилиндрической формы с эллиптическими днищами. Внутри него размещаются электронные приборы радиокомплекса, системы астроориентации и научной аппаратуры. Здесь же находятся блоки автоматики системы терморегулирования, химические источники тока, подзаряжаемые от солнечных батарей, и система управления.

К корпусу орбитального отсека крепятся спускаемый аппарат, корректирующая двигательная установка, оптические датчики и исполнительные органы системы астроориентации, раскрывающиеся панели солнечных батарей, антенны и датчики научных приборов.

Станция имеет жидкостную реактивную двигательную установку для коррекции траектории ее полета с тем, чтобы обеспечить попадание в планету. Двигательная установка рассчитана на проведение двух коррекций. При полете станции «Венера-4» точность первой коррекции была достаточной, так что вторая не потребовалась.

Спускаемый аппарат, предназначенный для проведения комплекса научных исследований в атмосфере Венеры, имеет форму, близкую к шару диаметром 1000 миллиметров. Его вес – 383 килограмма.

Известно, какие трудности пришлось преодолеть для спуска аппаратов, движущихся с первой космической скоростью в атмосфере Земли, характеристики которой хорошо изучены. Можно себе представить, насколько серьезней и сложней задача создания спускаемого аппарата станции «Венера-4», который должен был войти в неизвестную нам атмосферу Венеры не с первой, а со второй космической скоростью.

Вход в атмосферу со второй космической скоростью и успешное торможение космического аппарата осуществлены в мировой технике впервые. При этой скорости температура за ударной волной, возникающей перед спускаемым аппаратом, достигает 10 – 11 тысяч градусов.

Для уменьшения притока внешнего тепла внутрь аппарата при входе в атмосферу и аэродинамическом торможении, а также от «горячей» атмосферы Венеры поверхность корпуса снабжена специальной теплозащитой. В нижней его части установлен демпфер, уменьшающий колебания аппарата при движении в атмосфере планеты.

Спускаемый аппарат имеет два герметичных отсека – приборный и парашютный. В приборном отсеке находятся передатчик, телеметрическая система, аккумуляторная батарея, программно-временное устройство, блоки автоматики, система терморегулирования, научная аппаратура и радиовысотомер.

В парашютном отсеке размещается система из двух парашютов – тормозного и основного, выполненного из термостойкой ткани, рассчитанной на работу при температуре до 450 градусов Цельсия. Кроме того, здесь же находятся датчики научной аппаратуры, передающая антенна и антенны радиовысотомера.

Парашюты открываются при помощи системы автоматики, в которую входят датчики атмосферного давления и перегрузок, а также программно-временные устройства. Когда скорость спускаемого аппарата уменьшается после аэродинамического торможения от 10 700 метров в секунду до величины порядка 300 метров в секунду, по команде датчика внешнего давления вводятся в действие тормозной и основной парашюты, уменьшающие скорость снижения до нескольких метров в секунду.

Одновременно с вводом основного парашюта раскрываются антенные системы, включаются радиовысотомер, радиопередатчик, посылающий научную информацию на Землю.

Перед стартом спускаемый аппарат станции «Венера-4» был подвергнут стерилизации.

В спускаемом аппарате установлены два вымпела с изображением Герба Союза Советских Социалистических Республик, которые были доставлены на поверхность планеты Венера.

Радиокомплекс станции обеспечивает проведение траекторных измерений параметров движения космического аппарата, запоминание и передачу служебной и научной информации, а также управление работой систем по командам с Земли.

В орбитальном отсеке, помимо двух приемников и передатчика, размещены телеметрические коммутаторы, дешифраторы, запоминающее устройство и вспомогательная электронная аппаратура. Часть радиокомплекса, размещенная в спускаемом аппарате, включает в себя два передатчика, телеметрический коммутатор и программный механизм. Кроме того, имеется устройство автоматического переключения передатчиков в случае выхода из строя одного из них.

Связь станции с Землей осуществлялась в дециметровом диапазоне радиоволн. На трассе полета использовались три бортовые антенны: одна остронаправленная с параболическим отражателем диаметром около 2,3 метра и две малонаправленные. В зависимости от программы сеанса выбиралась одна из этих антенн путем подачи соответствующих команд с бортового блока автоматики или с Земли. Передача информации со спускаемого аппарата при снижении его на парашюте производилась через специальную антенну, концентрирующую энергию в сравнительно узком конусе, в пределах которого находилась Земля. На трассе полета передатчики спускаемого аппарата могли быть подключены к любой из малонаправленных антенн орбитального отсека.

Между сеансами связи бортовой радиокомплекс работал в дежурном режиме, при котором оставались включенными дешифраторы командной радиолинии и один из приемников, подключенный к малонаправленной антенне. Кроме того, в этом режиме показания научных приборов вводились через телеметрический коммутатор в специальное запоминающее устройство. В любом из сеансов связи эта информация могла быть передана с запоминающего устройства на Землю.

В сеансах связи аппаратура радиокомплекса работала в различных режимах. Для передачи телеметрии к передатчику по командам с бортового программно-временного устройства или по команде с Земли подключался соответствующий коммутатор или запоминающее устройство. При этом скорость передачи информации устанавливалась в зависимости от применяемой антенны и дальности, на которой находилась станция.

При проектировании и изготовлении радиоэлектронной аппаратуры было уделено особое внимание надежности ее функционирования. Пуску станции предшествовали длительные испытания аналогичных приборов в условиях более жестких, чем ожидаемые при полете. Отдельные, наиболее ответственные приборы дублированы. Однако при полете дублирующими приборами пользоваться не пришлось, так как все приборы работали безотказно.

Техническая сложность приема весьма слабых радиосигналов космических аппаратов, предназначенных для исследования планет Солнечной системы, очевидна. В данном случае дополнительная трудность состояла в том, что наиболее ценная информация передавалась во время подлета станции к Венере при весьма быстром нарастании скорости. Скорость движения передатчика относительно приемника изменяет длину волны принимаемых радиосигналов. Поэтому при приеме сигналов подлетающей к Венере станции необходимо было точно и с высокой скоростью перестраивать приемники Центра дальней космической связи.

Система энергопитания станции «Венера-4» состоит из солнечных батарей, расположенных на двух панелях, химических аккумуляторов и блока управления. Она обеспечивает широкий диапазон нагрузок при минимальном весе и строится по схеме «генератор – буферная батарея». Генератором электрической энергии служит солнечная батарея на полупроводниковых преобразователях, а в качестве буферной батареи используются химические аккумуляторы. Буферная батарея обеспечивает питание аппаратуры станции в сеансах связи. Ее подзарядка производится от солнечных батарей на всей трассе полета.

В спускаемом аппарате установлен аккумулятор, который во время полета находится в нерабочем режиме и лишь подзаряжается слабым током от отдельной секции солнечных батарей. При движении в атмосфере Венеры он обеспечивает питание всех приборов спускаемого аппарата. Емкость аккумулятора была рассчитана на обеспечение работы приборов спускаемого аппарата в течение не менее 100 минут после отделения от орбитального отсека для получения и передачи информации об атмосфере Венеры.

На трассе полета, в соответствии с программой, станция ориентируется в пространстве строго определенным образом, при помощи системы ориентации и стабилизации. Эта система выполняет следующие функции:

– обеспечение наилучших условий работы солнечных батарей и системы терморегулирования;

– ориентация параболической антенны на Землю в сеансах радиосвязи;

– точная ориентация и стабилизация станции в пространстве во время проведения коррекции траектории.

В состав системы ориентации и стабилизации входят электронно-оптические датчики, гироскопические приборы и приборы управления. Разворот станции в заданное направление производится с помощью газовых реактивных микродвигателей. Положение станции в пространстве фиксируется относительно астрономических ориентиров: Земли, Солнца и звезды Канопус. Ориентация на всех этапах полета проходит следующим образом: отклонение от заданного ориентира определяется оптическими датчиками, которые выдают сигналы в систему управления, включающие микродвигатели, и станция поворачивается до тех пор, пока не займет требуемое положение в пространстве.

Основным режимом полета станции к Венере является постоянная ориентация панелей солнечных батарей перпендикулярно к солнечным лучам. Специальный оптико-электронный датчик позволяет найти направление на Солнце и сохранить это положение станции в пространстве. При этом связь со станцией поддерживается через малонаправленные антенны. Тот же режим ориентации может быть осуществлен за счет закрутки аппарата вокруг оси, перпендикулярной плоскости солнечных батарей. Предварительно эта ось ориентируется на Солнце.

Использование в сеансах радиосвязи с Землей остронаправленной параболической антенны требует ориентировать станцию в пространстве с большой точностью. Высокая точность ориентации достигается за счет того, что в этом случае положение станции в пространстве фиксируется относительно направлений на Солнце и Землю. После захвата Солнца и Земли в поле зрения датчиков антенна оказывается направленной строго на Землю.

Самые высокие требования по точности ориентации предъявляются к станции во время проведения коррекции траектории. На этом этапе полета аппарат ориентируется в пространстве относительно направлений на Солнце и на звезду Канопус. При развороте станции оба светила попадают в поле зрения оптических трубок датчика и ось двигателя занимает требуемое положение в пространстве.

Одной из важных систем межпланетных автоматических станций является система терморегулирования. На нее возложена ответственная задача поддержания во всех отсеках заданных температурных режимов. Необходимый тепловой режим элементов конструкции и бортовых систем обеспечивается сочетанием пассивных и активных способов терморегулирования.

Пассивным способом терморегулирования поддерживается тепловой режим работы корректирующего двигателя, солнечных батарей, антенн и приборов, установленных снаружи станции. Это достигается подбором теплоизоляции, оптических коэффициентов покрытий и другими средствами.

Тепловой режим орбитального отсека и спускаемого аппарата поддерживается активной системой терморегулирования. Принцип действия этой системы состоит в том, что во всех отсеках создается принудительная циркуляция газа. Обтекая тепловыделяющие элементы приборов и систем, он нагревается и отдает избыточное тепло теплообменнику, который излучает его в космическое пространство. Регулируя расход газа, поступающего в теплообменник, получают в отсеках необходимый температурный режим. Система терморегулирования полностью справилась с возложенными на нее задачами.

Станция «Венера-4» была запущена 12 июня 1967 г. Вначале аппарат вместе с последней ступенью ракеты-носителя был выведен на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли. После полета по орбите последняя ступень ракеты-носителя сообщила станции вторую космическую скорость и перевела ее на траекторию полета к Венере. В результате обработки радиоизмерений было установлено, что траектория полета близка к расчетной, проходит на расстоянии 160 тысяч километров от Венеры (рис. 19).

Рис. 19. Схема и основные этапы полета станции «Венера-4» 1 – выведение на промежуточную орбиту ИСЗ; 2 – выход на траекторию полета к Венере; 3 – коррекция; 4 – припланетный сеанс. Радиосвязь с Землей на параболической антенне; 5 – торможение спускаемого аппарата в атмосфере Венеры; 6 – спуск на парашюте, проведение научных измерений и передача информации на Землю, посадка

Для попадания станции на планету было необходимо провести коррекцию траектории. Величина и направление корректирующего импульса были рассчитаны в Центре управления полетом и переданы на борт станции. Коррекция, проведенная 29 июля 1967 г., когда станция «Венера-4» находилась на расстоянии 12 миллионов километров от Земли, обеспечило надежное попадание в планету и прямую радиовидимость станции при подлете к Венере с Центра дальней космической связи.

За четыре с лишним месяца полета было проведено 114 сеансов радиосвязи, в течение которых был передан большой объем информации.

На рис. 20 показаны траектория движения станции и взаимное положение Земли и Венеры на различных этапах полета. Совершая полет по гелиоцентрической орбите под действием притяжения Солнца как планета Солнечной системы, станция прошла путь около 350 миллионов километров. В момент сближения станции с Венерой она находилась от Земли на расстоянии 78 миллионов километров.

Рис. 20. Схема полета станции и взаимное положение Земли и Венеры

Наибольший интерес представлял последний участок полета. Когда аппарат находился от Венеры на расстоянии около 45 тысяч километров, начался припланетный сеанс. Станция была сориентирована так, чтобы параболическая антенна была направлена на Землю. Это положение станция сохраняла до входа в атмосферу. После этого припланетный сеанс был закончен, и от космической станции был отделен спускаемый аппарат. С увеличением плотности атмосферы торможение спускаемого аппарата вначале резко возрастало. При этом перегрузки более чем в 300 раз превышали земное ускорение. Когда скорость движения снизилась примерно до 300 метров в секунду, была введена в действие парашютная система.

В момент раскрытия основного парашюта включился передатчик спускаемого аппарата. Началась передача данных об атмосфере планеты. По замеренным параметрам атмосферы был проведен расчет дальнейшего движения спускаемого аппарата. Через 94 минуты станция прекратила передачу информации. До этого момента давление и температура атмосферы все время плавно нарастали.

Обработка радиоизмерений позволила установить положение проекции на поверхность Венеры места входа станции в атмосферу с точностью до 500 километров. Оно находится на ночной стороне Венеры, вблизи ее экватора на расстоянии около 1500 километров от терминатора (границы тени). Это позволяет заключить, что весь спуск происходил на ночной стороне планеты.

Научные исследования проводились станцией «Венера-4» на всем протяжении полета Земля – Венера, в околопланетном пространстве Венеры и в плотных слоях ее атмосферы. В орбитальном отсеке была размещена следующая научная аппаратура: трехкомпонентный магнитометр с диапазоном измерения в 50 гамм (5 · 10^–4 эрстед) и чувствительностью в 2 гаммы, счетчики частиц космических лучей, индикатор ультрафиолетового излучения Солнца, рассеянного частицами водорода и кислорода для регистрации этих газов в околопланетном пространстве, ловушки заряженных частиц для изучения околопланетной плазмы (ионосферы).

Эти приборы производили измерения на всей трассе полета вплоть до момента, когда орбитальный отсек вошел в верхние слои атмосферы Венеры и прекратил функционирование. Измерения, полученные при перелете по гелиоцентрической орбите, подтвердили научные данные прежних межпланетных полетов. Вместе с тем измерения, проведенные при полете станции «Венера-4», показали, что в 1967 году интенсивность вспышек солнечных космических лучей возросла в сотни раз по сравнению с 1964 – 1965 годами. Это связано с увеличением солнечной активности. Можно ожидать, что в максимуме солнечной активности, который ожидается в 1969 году, будет еще большая интенсивность вспышек солнечных космических лучей.

Наблюдение на припланетном участке траектории показало, что поток космических частиц высоких энергий оставался постоянным вплоть до расстояния в 5 тысяч километров от поверхности Венеры и был равен потоку вдали от планеты. При дальнейшем сближении с Венерой поток уменьшался в связи с поглощением космических лучей планетой. Такой результат показывает, что у Венеры нет радиационных поясов, подобных земным.

Одной из задач станции «Венера-4» было исследование магнитного поля Венеры. При полете к Венере в 1964 году американской станции «Маринер-2» было установлено, что дипольное магнитное поле Венеры не превышает одной десятой магнитного поля Земли. Предварительный анализ результатов измерений станции «Венера-4» на траектории вплоть до нескольких сот километров от поверхности Венеры позволяет сделать вывод, что Венера не обладает магнитным полем, дипольный момент которого составил бы более трех десятитысячных дипольного магнитного поля Земли. Этот результат существенно уточнил данные, полученные «Маринером-2»; он особенно интересен в связи с тем, что до полетов космических аппаратов к небесным телам господствовали представления о том, что все планеты Солнечной системы обладают магнитными полями, подобно Земле.

Предстоящий детальный анализ экспериментальных данных позволит произвести дальнейшее уточнение этой величины и, кроме того, выявить, оказывает ли планета возмущающее действие на магнитное поле околосолнечного пространства.

Предварительное рассмотрение результатов экспериментов с ловушками заряженных частиц показало, что концентрация заряженных частиц в исследованной области верхней атмосферы Венеры (на высотах более 100 километров) не превышает 1000 частиц в кубическом сантиметре, т. е. по крайней мере на два порядка меньше максимальной концентрации заряженных частиц в ионосфере Земли. Вопрос об ионосфере Венеры неоднократно обсуждался в течение последних лет, причем ряд авторов считал, что концентрация заряженных частиц в верхней атмосфере Венеры на несколько порядков превышает концентрацию в ионосфере Земли. Проведенные на «Венере-4» измерения показали, что в действительности имеет место обратное соотношение.

Аппаратура для регистрации рассеянного ультрафиолетового излучения Солнца частицами водорода и кислорода в межпланетном пространстве и в атмосфере Венеры обнаружила присутствие нейтрального водорода, начиная с расстояния около 10 000 километров от поверхности планеты. Измерения показали, что водородная корона Венеры содержит примерно в тысячу раз меньше водорода, чем в верхней атмосфере Земли. Наличие водородной короны объясняется тем, что водород в атмосфере Венеры, как и в земной атмосфере, истекает в межпланетное пространство, образуя протяженную оболочку. Что касается атомарного кислорода, то он не был обнаружен на всем протяжении входа орбитального отсека в атмосферу, из чего следует, что количество кислорода на высоте большей 200 километров в сто миллионов раз меньше, чем в земной атмосфере на соответствующих высотах.

В спускаемом аппарате находились следующие приборы для исследования плотных слоев атмосферы Венеры: два термометра сопротивления, барометрический датчик, измеритель плотности атмосферы (плотномер), 11 патронов-газоанализаторов.

Эти приборы позволили получить впервые непосредственно замеренные данные о температуре, давлении и химическом составе атмосферы Венеры.

Наличие атмосферы у Венеры было доказано в 1761 году М. В. Ломоносовым. Позднее спектроскопическими методами было установлено, что в атмосфере Венеры содержится значительное количество углекислого газа, однако его относительное содержание не было известно. Давление атмосферы Венеры также не было известно. Радиоастрономические наблюдения указывали на высокую температуру поверхности, однако их интерпретация была не вполне однозначной. Некоторые ученые полагали, что повышенная интенсивность радиошумов, исходящих от Венеры, вызвана теми или иными электрическими процессами в атмосфере. Поэтому для уяснения действительной картины прямой эксперимент, проведенный спускаемым аппаратом, имеет важнейшее значение.

В патроны-газоанализаторы вводилась проба атмосферы на двух уровнях высоты. Непосредственно после раскрытия парашюта проба атмосферы была введена в пять патронов. В остальные шесть патронов проба была введена спустя 347 секунд после начала парашютирования. После введения проб патроны-газоанализаторы герметически закрывались. В каждом патроне находился активный поглотитель, поглощавший одну из химических компонент атмосферы, что давало возможность определить содержание этой компоненты по снижению давления в патроне.

Сработали все анализаторы. Они показали, что углекислота является основной компонентой атмосферы Венеры и составляет не менее 90 – 95 процентов всего ее состава. Анализаторы, имевшие пороговую чувствительность семь процентов, не зарегистрировали присутствие азота. Процентное содержание кислорода оказалось около 0,4 процента, а воды вместе с кислородом – не более 1,6 процента.

Датчики температуры были рассчитаны на измерение температуры окружающего газа от 0 градусов Цельсия до 400 градусов Цельсия. Давление измерялось обычным барометрическим датчиком анероидного типа. Измеритель плотности имел диапазон измерений для углекислого газа от 5 · 10^–4 до 1,7 · 10^–2 грамм в кубическом сантиметре.

Принцип действия измерителя плотности основан на ионизации атомов и молекул газа в объеме датчика быстрыми электронами, создаваемыми источником бета-излучения, и измерении величины ионного тока, являющегося функцией плотности атмосферного газа. Аппаратура работала непрерывно до момента окончания приема радиосигналов от спускаемого аппарата. Анализ результатов измерений позволяет сделать вывод о том, что атмосфера Венеры характеризуется высокими значениями давления, плотности и температуры.

Данные научных измерений, проведенных «Венерой-4», детально изучаются и уточняются. Результаты последующего анализа будут публиковаться в научных журналах.

Успешное осуществление полета автоматической станции «Венера-4» на одну из наиболее интересных планет Солнечной системы и проведение сложнейших научных экспериментов является новым выдающимся достижением советской науки и техники, которые обрели невиданный взлет в условиях социализма. Это еще одно яркое свидетельство успешного выполнения величественной программы коммунистического строительства, начертанной XXIII съездом КПСС.

Полетом советской станции «Венера-4» решена одна из сложнейших технических задач межпланетных сообщений, открывающая новую страницу в освоении околосолнечного космического пространства и планет.

Уникальные научные данные, полученные станцией «Венера-4», являются важнейшим вкладом в мировую науку.

Новая победа в космосе – замечательный подарок советских ученых, инженеров, техников и рабочих коллективов всех организаций, принимавших участие в разработке, создании, запуске и управлении полетом автоматической станции «Венера-4», к пятидесятилетию Великого Октября, их трудовой рапорт Коммунистической партии и советскому народу.

* Материалы пресс-конференции печатаются с сокращениями (прим. ред.).

Вчера в конференц-зале Президиума Академии наук СССР состоялась пресс-конференция советских и иностранных журналистов, посвященная полету советской автоматической станции «Венера-4». Весь мир был восхищен новым подвигом Советского Союза, благодаря которому перед всем человечеством стала раскрываться густая пелена, окружающая планету Венера. Вот почему пресс-конференция вызвала большой интерес у собравшихся. Ведь здесь впервые будут сообщены сведения, которые были неизвестны человечеству.

18 октября 1967 года советская автоматическая станция «Венера-4» после четырехмесячного полета достигла планеты Венера, начал свое выступление М. В. Келдыш. Спускаемый аппарат станции плавно опустился в атмосфере этой планеты. Станция «Венера-4» дала много ценных сведений о межпланетном космическом пространстве, о свойствах космического пространства вблизи Венеры и впервые позволила произвести непосредственные измерения параметров атмосферы планеты. Это новый большой этап в исследовании планет Солнечной системы.

Венера – самая близкая к Земле планета Солнечной системы. В 1761 г. М. В. Ломоносовым была открыта атмосфера у Венеры. Планета покрыта густым облачным покровом, не позволяющим видеть ее поверхность. Это затрудняло изучение Венеры, и до сих пор многое в ее природе оставалось загадочным.

Только в самое последнее время советскими и американскими исследователями радиолокационными методами был определен период вращения Венеры. Он оказался равным примерно 230 суткам. А направление вращения – обратным земному. Радиометоды принесли за последнее время ряд сведений о температуре атмосферы, однако истолкование полученных данных не было однозначным и порождало различные гипотезы.

По существу, отметил М. В. Келдыш, не было никаких экспериментальных данных относительно давления у поверхности планеты. Назывались значения от одной до ста атмосфер. Относительно химического состава Венеры выдвигались различные предположения. Ожидалось, что концентрация углекислого газа здесь больше, чем на Земле. Однако оценки его содержания колебались в широких пределах – от нескольких до почти ста процентов. Первым шагом в исследовании планеты должно быть изучение свойств ее атмосферы. Проблема спуска в атмосфере Венеры была очень трудной и потребовала создания аппарата, приспособленного к широкому диапазону возможных условий. При определении задач эксперимента мы считали, что большой успех будет даже в том случае, если мы сможем пройти хотя бы часть атмосферы на участке спуска, так как отклонения от расчетных величин могли достигать десятков раз.

На всем участке спуска мы уверенно принимали от станции четкие радиосигналы. Надо сказать, что задача радиопередачи из атмосферы Венеры также таила в себе много нового и неизвестного. Энергопитание можно было предусматривать только за счет аккумуляторных батарей, так как неизвестна освещенность под облачным слоем планеты. К тому же, исходя из условий радиовидимости, станцию надо было спускать на ночную сторону. Учитывая, что в тяжелых атмосферных условиях она могла не дойти до поверхности, всю информацию надо было быстро передавать в непосредственном режиме, без запоминания. Это заставило создать аппаратуру с мощным излучаемым сигналом и рационально построить всю систему регистрации и передачи информации.

Размеры станции и необходимая мощность излучения определили максимальное время ее работы – 100 минут, что представлялось достаточным для измерения параметров атмосферы на разных высотах.

Спуск станции был осуществлен при помощи парашютной системы. В создании парашюта тоже были серьезные трудности. Так, его нужно было рассчитать на работу при температурах до 400 градусов Цельсия.

М. В. Келдыш рассказал далее о технике проведения коррекции и траекторных измерений на трассе Земля – Венера. На всем участке полета станции в межпланетном пространстве проводились научные измерения. Они запоминались и передавались на Землю во время сеансов радиосвязи.

Особенно интересным был припланетный сеанс, когда результаты научных измерений передавались начиная примерно от 40 тысяч километров от Венеры до входа в плотные слои ее атмосферы.

Станция вошла в атмосферу Венеры со второй космической скоростью. До сих пор ни один космический объект не осуществил входа со второй космической скоростью даже в хорошо известную нам атмосферу Земли. Спускаемый аппарат в условиях громадных перегрузок затормозился приблизительно от 11 000 до 300 метров в секунду, после чего дальнейшее торможение производилось парашютной системой. Ввод парашютной системы в действие обеспечивался барометрическим датчиком, настроенным на определенное давление, и независимо от временнóго устройства.

Мы рассматриваем этот эксперимент, сказал в заключение М. В. Келдыш, как выдающийся вклад в изучение планеты Венеры и как важнейший этап на пути к осуществлению межпланетных перелетов. Успех этого сложнейшего эксперимента свидетельствует о высоком развитии науки и техники в нашей социалистической стране.

Слово предоставляется кандидату технических наук В. Е. Ишевскому, который посвятил свой доклад конструктивным особенностям станции «Венера-4».

Станция «Венера-4» состоит из двух основных частей: орбитального отсека и спускаемого аппарата.

Орбитальный отсек является основным несущим элементом конструкции станции. На нем размещены: корректирующая двигательная установка, датчики научной аппаратуры, антенны, оптикоэлектронные датчики системы астроориентации, солнечные батареи и реактивные микродвигатели.

В герметичном контейнере орбитального отсека установлены электронная аппаратура различных систем станции, источники питания и блоки системы терморегулирования.

Активная система терморегулирования сохраняла заданный тепловой режим в пределах от плюс 15 до плюс 25 градусов Цельсия.

Создание спускаемого аппарата станции «Венера-4» было связано с решением принципиально новых технических и научных проблем.

Спускаемый аппарат выполнен в форме, близкой к шару диаметром около метра. Вес аппарата 383 килограмма. В герметичных отсеках размещены различные приборы и агрегаты. Наружная поверхность спускаемого аппарата закрыта специальной теплозащитой, которая в основном сосредоточена в лобовой части аппарата. Она предохраняет аппарат от аэродинамического нагрева.

Основные приборы и элементы систем станции были задублированы. Схемы управления обеспечивали переключение приборов на дублирующие комплекты в случае выхода из строя основного. Однако все системы станции работали нормально и дублирующими комплектами не пришлось пользоваться.

За месяц до подлета к Венере, после уточнения места и момента времени входа в атмосферу планеты, на борт станции была заложена автоматическая программа проведения припланетного сеанса.

Этот сеанс начался 18 октября за 117 минут до отделения спускаемого аппарата от орбитального отсека. Отделение произошло в 7 часов 34 минуты по московскому времени.

18 октября в 7 часов 39 минут по московскому времени Земля начала принимать первую радиопередачу своего посланца с другой планеты Солнечной системы.

В 9 часов 14 минут по московскому времени сеанс связи со спускаемым аппаратом автоматической станции «Венера-4» был окончен после полного завершения программы исследования атмосферы Венеры.

На трибуне член-корреспондент АН СССР С. Н. Вернов.

При полете «Венеры-4» проводились измерения заряженных частиц высоких и малых энергий, магнитных полей и ультрафиолетового излучения, рассеянного атомами водорода и кислорода, сообщил он.

При подлете станции к Венере продолжались измерения частиц различных энергий. Это позволило выяснить, что около Венеры нет радиационных поясов.

Что касается магнитных полей, то, по данным «Венеры-4», они составляли около семи гамм. По измерениям «Венеры-4» встречаются и более сильные магнитные поля. Момент их появления согласуется с изменением индекса магнитной активности на Земле.

Сейчас изучаются эффекты, которые связаны с возмущением Венерой межпланетной плазмы и магнитного ноля. Анализ полученных данных дает возможность сделать вывод, что дипольный магнитный момент Венеры не может быть более трех десятитысячных дипольного магнитного момента Земли. Результаты исследования ионосферы Венеры противоречат сделанным ранее предсказаниям.

На межпланетной автоматической станции «Венера-4» была установлена аппаратура для регистрации ультрафиолетового излучения Солнца, рассеянного атомами водорода и кислорода. Плотность нейтрального водорода в межпланетном пространстве составляет 0,01 атома на кубический сантиметр. Прибор, регистрировавший излучение, рассеянное атомарным кислородом, не показал никакого возрастания интенсивности, что свидетельствует об отсутствии в верхней атмосфере Венеры атомарного кислорода. Что касается нейтрального водорода, то его плотность вблизи Земли в 100 раз больше, нежели на Венере. Все это, сказал ученый, позволяет сделать вывод о наличии у Венеры плотной молекулярной атмосферы, довольно резко переходящей в межпланетное пространство. Это, по-видимому, связано с крайне медленным вращением планеты вокруг своей оси. Все это, естественно, относится к ночной половине планеты, которая становится своего рода «кладбищем» заряженных и атомарных частиц.

Выступает академик А. П. Виноградов. Он подчеркнул, что впервые непосредственно измерена температура атмосферы Венеры. Она изменялась от 40 градусов до 270 градусов Цельсия. Давление в среднем изменялось от 0,7 до 20 атмосфер. Это важные характеристики атмосферы Венеры.

На спускаемом аппарате станции «Венера-4» находились 11 газоанализаторов на углекислоту, воду, кислород и азот. Определение состава атмосферы Венеры было сделано на двух уровнях: первое определение – при давлении внешней атмосферы Венеры 520 миллиметров и температуре около +40 градусов (±10 градусов) Цельсия и второе определение – при давлении 1500 миллиметров и температуре +80 градусов (±10 градусов) Цельсия.

Содержание углекислоты оказалось 90 процентов. Содержание воды пли влаги – более 0,1 процента и меньше, чем 0,7 процента. Анализ всех данных по воде показал, что нижняя атмосфера Венеры не насыщена парами воды. Вода конденсируется в облачном слое Венеры.

Содержание кислорода около 0,4–0,8 процента. Наконец, азота содержится меньше 7 процентов. Вероятно, в атмосфере Венеры присутствуют небольшие количества аргона и других инертных газов.

Только на Земле, сказал ученый, вода и углекислота находятся в земной коре, иными словами, атмосфера «похоронена», находясь у наших ног, а на Венере она поднята над корой. В этом случае за счет приближения планеты к Солнцу происходит как бы «самоопрокидывание» атмосферы. В результате этого на Венере образовалась агрессивная окислительная атмосфера. Кислород окислил породы. Из-за потери водорода идет «усыхание» Венеры, поверхность которой можно представить в виде жаркой каменной пустыни, окрашенной окислами железа. Идут глубокие процессы выветривания пород, сглаживается каменный рельеф Венеры.

С данными о физическом состоянии атмосферы Венеры познакомил журналистов профессор В. К. Прокофьев.

Атмосфера Венеры почти целиком (90–95 процентов) состоит из углекислого газа, а количество азота не превышает 7 процентов. Это, сказал ученый, существенно исправляет наши представления: главная составляющая атмосферы – углекислый газ, а не азот. Установлено наличие небольшого количества (0,4 – 0,8 процента) молекулярного кислорода и около 1 процента водяных паров.

Член-корреспондент АН СССР А. М. Обухов посвятил свое выступление сравнению физических условий на двух соседних планетах Солнечной системы – на Венере и на Земле. Общие законы физики атмосфер планет по существу одни и те же, но каждая планета имеет свою специфику (пока что мы можем сравнивать условия на Марсе, Земле и Венере).

Представляет огромное значение тот факт, что получены ключевые характеристики атмосферы Венеры: химический состав, термические условия и общая масса атмосферы.

Погода на Венере «облачная, но без осадков». Но из чего состоят облака, насколько велика их вертикальная мощность – к разрешению этой загадки мы приближаемся только теперь.

Теперь, после получения первых непосредственных данных об атмосфере Венеры, завершает А. М. Обухов свое выступление, предстоит большая и исключительно интересная работа по построению согласованной картины физических процессов в атмосфере Венеры с использованием всех наличных данных.

Зачем мы штурмуем космос? Оправданны ли усилия лучших ученых и инженеров планеты, затраты материальных средств? Что человечество получит взамен? Эти вопросы все чаще ставятся в печати многих стран и, наверное, еще чаще в разговорах между людьми.

Проникновение человека в космос – естественный и логический шаг. Вслед за покорением водных просторов и воздуха человечество неизбежно должно было начать штурм космического пространства, сквозь которое несется наша Земля. Космическая стихия играет не менее важную роль в жизни планеты, чем водная и воздушная, а завоевание ее будет иметь, бесспорно, большое значение. И мы вправе гордиться тем, что именно наша страна открыла космическую эру.

Прежде всего космическая техника открывает возможность по-новому поставить изучение нашей планеты. Уже первые спутники позволили определить с большой точностью форму Земли, что наземными средствами потребовало бы многолетней работы. Огромное значение имеют развернутые с помощью космических аппаратов работы по изучению верхних слоев атмосферы Земли, и особенно ее взаимосвязи с деятельностью Солнца.

Измерения, проведенные при полетах спутников, космических зондов, аппаратов, направленных к Луне, Венере и Марсу, как бы раздвинули границы влияния Земли в мировом пространстве и нарисовали величественную картину обтекания магнитосферы нашей планеты порывистым солнечным ветром, состоящим в основном из протонов, электронов и имеющим скорость, больше скорости звука в этом газе. Взаимодействие этого ветра с магнитным полем Земли создает картину, подобную обтеканию тупого тела, несущегося со сверхзвуковой скоростью в газе, когда образуется ударная волна – узкая область повышения концентрации частиц и их температуры. Гигантская ударная волна на линии, соединяющей центр Солнца и Земли, отстоит от нашей планеты на расстоянии 8 – 9 ее радиусов. Область, охваченная этой волной, вытягивается по направлению от Солнца, образуя как бы след Земли. Протяженность его еще неизвестна, но Луна при своем обращении вокруг Земли пересекает его, как было установлено при полете нашего лунного спутника.

Между ударной волной и Землей обнаружены области повышенной концентрации частиц, так называемые пояса радиации. Под воздействием порывов солнечного ветра или изменения корпускулярного излучения Солнца меняются границы магнитосферы, населенность частицами поясов радиации, состав и плотность верхней атмосферы Земли, возникают магнитные бури, полярные сияния и связанные с ними нарушения в радиосвязи. Изучение многочисленных механизмов взаимодействия корпускулярных потоков, электромагнитного излучения Солнца с земной магнитосферой и атмосферой пока далеко от завершения. Еще менее понятен механизм явлений, разыгрывающихся на самом Солнце, которые приводят к изменению интенсивности корпускулярных потоков, магнитного поля и электромагнитного излучения. Но новые средства исследований сулят такой прогресс в этой области науки, что в недалеком будущем, очевидно, можно будет заблаговременно прогнозировать вариации магнитного поля и изменения климатических условий.

Средства космической техники, способные поставлять информацию о коротковолновом излучении Солнца, которое не доходит до наземных станций, вместе с совершенствованием математических методов, видимо, позволят построить полную теорию эволюции климата Земли и дадут возможность на годы вперед предсказывать метеорологическую обстановку, прогнозировать засушливые годы или годы избыточной влажности. Не исключено, что появится возможность в отдельных местах активно воздействовать на климатические условия.

Только заблаговременное предсказание наступления засушливого года даст экономию, значительно перекрывающую затраты на развитие космической техники. Наряду с глубоким изучением солнечно-земных связей и дальних окрестностей Земли, с помощью метеоспутников можно построить эффективную систему краткосрочного прогнозирования погоды. По подсчетам американских экономистов, надежный прогноз погоды на пять дней дает экономию в миллиарды долларов в год. Это к вопросу о рентабельности космических исследований, о том, что может дать лучшее понимание влияния космической стихии на нашу планету.

Главным результатом выхода человека в космическое пространство нужно считать появление в руках человека новых средств и возможностей научного исследования и познания мира. Как бы ни было велико значение чисто практического применения космической техники, например, для создания метеоспутников, спутников связи или навигационных спутников, но главное – новые средства научного исследования. Ускорение познания мира человеком с помощью космической техники может существенно изменить весь ход истории человечества.

Астрономия, наверное, самая древняя из наук. В истории человеческой цивилизации она всегда оказывала большое влияние на развитие мировоззрения, одновременно удовлетворяя ряд практических нужд человека – навигация, служба времени и т. д. Спутники и ракеты сегодня преображают облик этой древнейшей науки.

Еще в начале нашего века казалось невозможным увидеть обратную сторону самого близкого к нам небесного тела – Луны. Это приводилось как пример неразрешимой задачи. Но всего через два года после запуска первого спутника советская станция «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны. Теперь мы имеем возможность получить карты Луны, почти столь же подробные, как земные карты. На фотографиях, переданных с борта лунных станций, совершивших мягкую посадку, можно различать детали размером около миллиметра. Спутники Луны, аппараты, посланные к Венере и Марсу, позволили сделать ряд фундаментальных открытий.

Ракеты, выносящие приборы за пределы атмосферы планеты и магнитосферы, позволяют преодолеть и основную слабость земной астрономии – невозможность наблюдений с Земли области спектра электромагнитных волн короче 3000 ангстрем, которые полностью поглощаются в толще воздушной оболочки. На наших глазах рождаются новые направления древней науки – рентгеновская астрономия, гамма-астрономия, ведутся наблюдения во всем спектре излучений, посылаемых Вселенной. Мы видим только начало этой революции, но даже первые скромные результаты говорят о том, что этот переворот в технике исследований даст открытия первостепенной важности.

Новые возможности открывает космическая техника для современной физики. Ускорители, построенные на Земле, пока позволяют получить частицы с энергиями в десятки миллиардов электрон-вольт. Они представляют собой исключительно сложные и дорогие сооружения. В космическом пространстве есть частицы с энергиями в сотни тысяч, миллионы раз большими. Современные ракеты-носители позволяют вынести в космос мишени и приборы для регистрации этих частиц и изучения их взаимодействия с ядрами любых атомов. Как показали первые опыты на советских спутниках «Протон» весом в двенадцать тонн, такая задача вполне осуществима. Использование космической техники может оказаться более рациональным путем развития исследований по физике высоких энергий, чем создание грандиозных ускорителей на Земле.

Исключительно большое влияние на развитие многих отраслей земной науки и техники космическая техника оказывает тем, что выдвинутые ее развитием новые задачи заставляют находить новые подходы к их решению. Это в свою очередь стимулирует развитие этих отраслей, и в результате ускоряется прогресс всей науки, а технические решения, найденные при этом, переносятся и на другие области земной техники.

Прекрасная особенность человека – способность мечтать. И не только мечтать, а непременно пытаться осуществить свои мечты. Наше время характерно тем, что мечтам предаются не отдельные люди, а целые научные коллективы. Обоснование мечты, оценка ее реальности – их работа. Результат этой работы – либо гибель мечты, либо претворение ее в проект, либо рождение новой идеи. Космонавтика – одна из областей, в которых, казалось бы, несбыточная мечта о путешествии к планетам сыграла немалую роль в развитии сложнейшей техники, которая совершенствуется небывало быстрыми темпами. И надо думать, что многое из того, о чем сегодня мы говорим как о мечте, завтра станет реальностью.

12 апреля 1961 года советский гражданин Юрий Алексеевич Гагарин первым в истории человечества совершил полет вокруг Земли и опробовал первый космический корабль «Восток». Имя его, так же как и имена последовавших за ним советских и американских космонавтов, навсегда останется в истории человечества как символ мужества и отваги. Но путешествие на ракетах со временем станет обычным делом. Вспомните, ведь огромное мужество требовалось и людям, летавшим на первых аэропланах.

Скорость космического корабля на околоземной орбите существенно выше скорости даже сверхзвуковых самолетов. Полет в космосе снимает вопрос о защите обшивки, приборов, экипажа и пассажиров корабля от больших тепловых потоков, неизбежных при движении с большими скоростями в атмосфере. Проблемой на пути космических лайнеров являются участки старта и спуска.

Первые космонавты летали на кораблях, у которых большая часть громадной скорости гасилась благодаря торможению в плотных слоях атмосферы. Им пришлось испытать значительные перегрузки. Вокруг корабля возникал слой газа, температура которого существенно превышала температуру видимой поверхности Солнца. Такая система приземления, конечно, не может быть применена для регулярного пассажирского сообщения. Но есть возможность создания аппаратов, где торможение будет осуществляться двигателями по заданной программе, не допускающей больших перегрузок и в столь разреженных слоях атмосферы, что нагрев корабля будет незначительным. Корабль, снизивший скорость до околозвуковой, может перейти на режим планирования или полета, подобного вертолетному, и сесть на малую площадку вблизи большого населенного пункта или даже в самом городе.

В качестве одного из вариантов старта можно представить себе большую вертикально взлетающую платформу с воздушными двигателями, задача которой поднять корабль на достаточную высоту, чтобы можно было включить ракетные двигатели без всяких опасений.

Ракетная система может обеспечить доставку пассажиров на другую сторону земного шара (15 000 – 18 000 километров) примерно за час и может оказаться более безопасной и экономически выгодной, чем линия, обслуживаемая сверхзвуковыми самолетами. Правда, авиация еще не сказала своего последнего слова.

Более уверенно можно утверждать, что по мере совершенствования технических средств проникновения в космос будет происходить постепенное заселение окрестностей нашей планеты «долго живущими» космическими станциями, как автоматическими, так и с экипажами на борту. Они будут иметь сообщение с Землей с помощью более легких аппаратов, доставляющих в космос все необходимое и смену персонала. Основным назначением этих станций вначале будет, конечно, продолжение исследований как Земли, так и мирового пространства. Они могут вести службу наблюдения за воздушной стихией, океанами, посевами и лесами континентов, выполняя функции глобальной инспекции. Через сеть таких станций может быть обеспечена система связи и навигации. Не исключена возможность, что рационально будет воспользоваться этими станциями и для некоторых индустриальных целей, например использовать глубокий вакуум, как трудно достижимый на поверхности Земли.

Возможна организация долго действующих обсерваторий на Луне с наблюдателями, имеющими средства сообщения с Землей.

Проникновение человека дальше, в первую очередь к ближайшим планетам – Марсу и Венере, а затем и к более дальним будет иметь целью прежде всего познание. Можно уже представить себе развитие технических средств этого наступления. Сначала, конечно, автоматические станции, а затем экспедиции на обитаемых кораблях. Трудности, стоящие перед техникой на этом пути, велики, но вполне преодолимы.

Недалек тот день, когда будет решена самая волнующая загадка и мы получим ответ на вопрос, есть ли жизнь вне Земли и каковы ее формы. Решение этого вопроса будет иметь огромное значение для человечества и в значительной мере определит темпы и пути последующего освоения человеком нашей Солнечной системы. Каковы эти пути? Что понимать под освоением? Вначале, конечно, исследования, но затем? Еще в начале нашего века великий русский мыслитель К. Э. Циолковский писал о кораблях-планетах, получающих энергию от Солнца и не нуждающихся ни в каком дополнительном энергоснабжении. Такие корабли могут стать реальностью и со временем «обжить» космос.

Развитие космической науки и техники может пойти и по пути освоения других планет. Можно представить себе средства, с помощью которых появится возможность изменять условия на Марсе и на Венере в желательную сторону.

Уже сейчас можно указать способ существенного изменения климата Земли или Марса за счет увеличения количества солнечной энергии, получаемой планетами. С помощью ракет можно создать пылевое кольцо вокруг планеты так, чтобы приходящие и уходящие в мировое пространство лучи Солнца частично рассеивались на пылинках и в какой-то доле отражались к Земле или Марсу, увеличивая таким образом долю получаемой ими солнечной энергии.

Прошло всего десять лет от первого эксперимента, открывшего человеку дорогу в космос, и менее семи лет со дня первого полета человека в космическое пространство. Но за этот промежуток времени, ничтожно малый по сравнению с историей развития цивилизации, человечество обрело руки, способные протянуться на миллионы километров от его колыбели, и быстро научилось работать этими руками; обрело новые глаза, способные видеть то, что много веков было скрыто от человека, и обрело новую идею, способную объединить мысли людей всей Земли.

Человечество вступило в новую блестящую эру своего развития. Разумный человек Земли выходит из своей колыбели и вступает во владение Солнечной системой.

4 октября 1957 года с территории Советского Союза поднялась ракета, которая вывела на орбиту первый искусственный спутник Земли. Наша Родина распахнула для человечества двери Вселенной. В этот день благодаря гению советских ученых, творческому труду наших инженеров, техников и рабочих для людей Земли наступила космическая эра.

Вчера в Кремлевский Дворец съездов пришли тысячи москвичей. Здесь состоялось собрание, посвященное десятой годовщине запуска в Советском Союзе первого в мире искусственного спутника Земли.

Тепло встречают собравшиеся появление в президиуме товарищей A. Я. Пельше, М. А. Суслова, А. Н. Шелепина, В. В. Гришина, Д. Ф. Устинова, И. В. Капитонова.

Вместе с ними в президиуме занимают места паши прославленные космонавты. Собрание открывает председатель исполкома Моссовета B. Ф. Промыслов. Слово для доклада предоставляется президенту Академии наук СССР академику М. В. Келдышу.

– Первое десятилетие космической эры,– сказал он,– мы отмечаем в канун великого праздника нашего народа и всего прогрессивного человечества – 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции. Открытие эры космических полетов принадлежит к величайшим достижениям человечества.

Начало разработке научной теории космических полетов положил Циолковский. Им были открыты основные направления развития техники межпланетных полетов. В 20 – 30-х годах в Советском Союзе образовался коллектив выдающихся конструкторов и ученых, которые горячо верили в осуществимость идей космических полетов и упорно работали над их развитием и претворением в жизнь. Их инициатива получила поддержку Коммунистической партии и Советского правительства. Развитие ракетной техники сыграло большую роль также в обороне Родины. Тактические ракеты, широко известные под названием «Катюша», явились грозным оружием в период Великой Отечественной войны. Теперь баллистические межконтинентальные ракеты, созданные впервые в Советском Союзе, надежно обеспечивают мирное строительство в нашей стране. В послевоенные годы: у нас был накоплен такой опыт в области ракетной техники, что для смелой научно-технической мысли открылась реальная возможность космических полетов.

Первый искусственный спутник, знаменовавший вступление человечества в космическую эру, доказал возможность осуществления космических полетов, укрепил уверенность в правильности выбора путей решения связанных с ними разнообразных и сложных научно-технических проблем. За прошедшие годы на орбиту вокруг Земли были выведены сотни космических аппаратов.

Исследования на спутниках, а также на космических ракетах существенно изменили наши представления об околоземном космическом пространстве, выявили глубочайшие связи между процессами, происходящими на Солнце и вблизи Земли. Это имеет громадное значение для понимания и развития прогнозов метеорологических явлений, изучения законов распространения радиоволн, управления полетами космических аппаратов вблизи Земли. Только благодаря исследованиям на спутниках мы имеем теперь довольно полную картину строения верхних слоев земной атмосферы, в том числе ее ионизированных областей – ионосферы, определяющей условия коротковолновой радиосвязи.

Одним из наиболее ярких результатов исследований на спутниках явилось открытие радиационного пояса Земли. В изучении физических процессов по всей протяженности радиационного пояса в 1964 – 1965 годах с помощью спутников «Электрон» получено много нового. В частности, получены спектры электронов и протонов, исследована асимметрия радиационного пояса на дневной и ночной сторонах.

Значительно уточнились наши представления о структуре магнитного поля Земли, в том числе на сравнительно больших удалениях от земной поверхности, вплоть до границы магнитосферы. Выявлено существование новых геомагнитных аномалий. Выполнена большая программа по мировой магнитной съемке.

В последние годы выяснилось, что Земля постоянно «обдувается» солнечными корпускулярными потоками – «солнечным ветром». Этот непрерывный поток плазмы деформирует магнитное иоле Земли на больших расстояниях, а силовые линии, выходящие из полярных районов, сносит на ночную сторону. Эти силовые линии и связанная с ними плазма образуют так называемый магнитный шлейф Земли.

Академик М. В. Келдыш останавливается на исследованиях, выполненных с помощью тяжелых спутников «Протон» с рекордным общим весом – 12,2 тонны. Это позволило вынести за пределы атмосферы многотонную аппаратуру и тем самым открыло большие возможности для физики элементарных частиц высоких и сверхвысоких энергий – вплоть до энергий в десятки тысяч миллиардов электрон-вольт, недоступных даже самым мощным современным ускорителям. На трех спутниках «Протон» были получены новые экспериментальные данные, необходимые для решения принципиальных проблем физики элементарных частиц высоких энергий и для изучения природы космического излучения.

Докладчик говорит далее, что важнейшим шагом исследования космоса стало осуществление полетов человека в космическое пространство. Героический подвиг Ю. А. Гагарина навсегда вошел в историю. Человечество никогда не забудет о громадных заслугах замечательной плеяды ученых и конструкторов – последователей К. Э. Циолковского, в первую очередь академика Сергея Павловича Королева, в создании первого искусственного спутника Земли и в последующем развитии ракетно-космической техники, обеспечивших нашей стране приоритет в основных этапах исследования и освоения космического пространства.

Полеты на кораблях-спутниках открывают грандиозные перспективы. Создается новая возможность быстрых земных сообщений. Как известно, в последние десятилетия авиация развивалась в направлении неуклонного возрастания скорости и высоты полета. Это имело громадное значение для улучшения воздушных сообщений. Сейчас наступает новый этап – создаются сверхзвуковые пассажирские самолеты, которые будут покрывать расстояние между континентами гораздо быстрее, чем современные воздушные лайнеры. Однако ракетный транспорт открывает еще большие возможности увеличения скорости перелетов. Он позволит менее чем за час покрывать расстояния между самыми отдаленными районами земного шара.

Широчайшие возможности для науки и практики откроет создание постоянных орбитальных обитаемых станций для исследований в области астрономии, геофизики и метеорологии, для радиовещания, телевидения, навигации. Будет обеспечена возможность длительного пребывания человека на таких станциях. Он сможет прилетать на станцию и возвращаться с нее на Землю.

Наконец, величественная перспектива межпланетных перелетов, посещения человеком других планет, овладение новыми еще неизведанными природными богатствами. Чтобы осуществить полеты человека к другим космическим телам – межпланетные перелеты, предстоит решить еще много сложных научных и технических проблем.

За десять лет пройден уже громадный путь в направлении осуществления дальних перелетов автоматических космических аппаратов. Далее М. В. Келдыш говорит о первых советских космических ракетах, запущенных для исследования Луны, в том числе о той, которая впервые достигла поверхности Луны, и об автоматической станции, впервые совершившей облет и фотографирование обратной стороны Луны. В нашей стране достижение второй космической скорости открыло новый крупный этап полетов автоматических станций за сферу притяжения Земли, в межпланетное пространство Солнечной системы.

С 1960 года осуществлялись полеты межпланетных космических аппаратов к Венере и Марсу. Полеты дальних космических ракет, в том числе нескольких специальных зондов, дали много новых сведений о межпланетном пространстве. Выяснилось, что межпланетное пространство не является пустым, хотя материя в нем крайне разрежена. В нем происходят интенсивные физические процессы, многие из которых связаны с плазмой солнечного ветра. Отдельные облака плазмы, возникающие во время солнечных вспышек, при которых существенно возрастает корпускулярное излучение Солнца, вызывают магнитные бури на Земле. Эти облака несут с собой магнитные поля. Разреженный водород заполняет все космическое пространство. Из далеких областей Вселенной приходят космические лучи. Солнечную систему пронизывают многочисленные потоки метеоров. Космические ракеты впервые позволили непосредственно зарегистрировать все эти процессы и открыть новые явления, играющие важную роль в развитии наших представлений о Вселенной.

Межпланетные автоматические станции вместе с новыми средствами наземных наблюдений позволили также получить новые сведения о планетах Венера я Марс. Мы теперь знаем, что магнитные поля у этих планет на несколько порядков ниже магнитного поля Земли. Американская станция «Маринер-4» сделала фотографии участков поверхности Марса, показавшие, что поверхность этой планеты покрыта многочисленными кратерами, похожими на лунные. Получены новые сведения об атмосферах этих планет. Однако еще много надо сделать, чтобы раскрыть загадки планет Венера и Марс.

Мы, например, еще не знаем глубины атмосферы под поверхностью облачного слоя Венеры и, следовательно, радиуса этой планеты. О Марсе мы имеем несколько больше сведений. Однако и здесь многие основные вопросы остаются нерешенными. Мы ничего не знаем о составе вещества планет и их внутреннем строении. Одной из самых волнующих проблем является вопрос о том, есть ли какие-нибудь формы жизни вне Земли, и прежде всего на планетах Марс и Венера. Далекие планеты солнечной системы таят в себе еще больше загадок.

Одним из важнейших этапов в исследовании солнечной системы будет осуществление посадки автоматических аппаратов на другие планеты, в первую очередь на Марс и Венеру. Это потребует решения многих новых научных и конструкторских задач.

Выдающимся достижением советской науки и техники в развитии космических исследований явилось осуществление «мягкой» посадки автоматической станции «Луна-9» на поверхность Луны. С помощью станции «Луна-9» человек впервые увидел лунный ландшафт в его непосредственной близости. На переданных станцией телевизионных изображениях можно различить детали размером в несколько миллиметров. На лунной поверхности не обнаружено заметных следов пыли. Поверхность ее оказалась достаточно твердой. Автоматическая станция «Луна-13», совершившая «мягкую» посадку в декабре 1966 г., еще больше расширила наши знания. Аппаратура, установленная на борту станции, позволила получить ряд ценных сведений о плотности лунного грунта и его механических свойствах, сделать вывод о том, что Луна обладает малой радиоактивностью.

Эти исследования показали реальную возможность создания на Луне автоматических лабораторий для проведения регулярных астрономических и физических исследований.

3 апреля 1966 года на орбиту вокруг Луны был выведен первый искусственный спутник – советская автоматическая станция «Луна-10». На советских спутниках Луны проведен большой объем научных исследований, осуществлена прямая регистрация различных видов излучений, характеризующих физические и химические свойства лунной поверхности, изучалось поле тяготения Луны. Исследования естественного радиоактивного излучения позволили прийти к выводу, что лунные породы близки по своим свойствам к базальтам, и исключить наличие больших массивов гранитов. Это факт большого научного значения.

Космические исследования открыли огромные перспективы в изучении Земли, планет, межпланетного пространства, в развитии науки о Вселенной. Вместе с тем мы стали свидетелями практического использования результатов космических исследований, которые становятся достоянием всего человечества. Открылись широкие перспективы развития связи, прогнозов погоды, улучшения навигации, ионосферной службы и службы Солнца. Использование спутников для радио- и телевизионной связи быстро входит в мировую практику. Для этих целей в Советском Союзе созданы спутники связи «Молния-1».

С помощью спутников связи «Молния» программы Центрального телевидения принимаются в ряде городов Сибири и Дальнего Востока. В дальнейшем будут созданы такие спутники, которые обеспечат прием телевизионных передач непосредственно на домашние телевизоры. Это позволит принимать телепередачи прямо со спутников в любом районе пашей страны. Спутники сыграют большую роль и в создании всемирной космической связи.

– Все, чего достигла наша страна за истекшее десятилетие в области исследования и освоения космического пространства,– сказал в заключение М. В. Келдыш, – обеспечили социалистический строй, самоотверженный труд рабочих, инженеров, ученых, внимание Коммунистической; партии и Советского правительства к этим работам. Подвиг нашего народа, проложившего пути в космос, принадлежит к самым выдающимся событиям не только XX века, но и всей истории человечества.