После запусков станций «Венера-2» и «Венера-3» прошло полтора года. Приближался новый, наиболее благоприятный астрономический срок запуска станций к Венере.
В течение этих полутора лет ученые и конструкторы на основании материалов, полученных со станций «Венера-2» и «Венера-3», разрабатывали новый эксперимент, совершенствовали детали, узлы, приборы и системы. В многочисленных цехах заводов замыслы и расчеты инженеров и ученых воплощались в реальные конструкции.
В лабораториях и на стендах изготовленные узлы, приборы, детали и системы подвергались многократным проверкам и испытаниям. Их «пытали» и жарой и холодом, давлением и вакуумом, подвергали действию коварных солнечных лучей и таким перегрузкам на центрифугах, что они становились в несколько сот раз тяжелее.
Сколько на этом пути творческого созидания было бессонных ночей, знают только создатели новой станции.
Наступил день 12 июня 1967 года. В 5 часов 39 минут в далекий космический путь отправилась автоматическая межпланетная станция «Венера-4».
Более четырех с лишним месяцев продолжался космический полет. За это время станция 114 раз входила в связь с Землей и передала большой объем информации о процессах, происходящих в космическом пространстве, и о работе бортовых систем станции.
18 октября 1967 года в 7 часов 34 минуты по московскому времени станция «Венера-4», преодолев около 350 миллионов километров пути, вошла в верхние разреженные слои атмосферы планеты. От станции отделился спускаемый аппарат, который огненной стрелой прочертил венерианский небосклон, затормозился в атмосфере планеты и на парашюте совершил почти полуторачасовой спуск, во время которого велась передача научной информации о давлении, температуре, плотности и химическом составе газов в атмосфере Венеры.
Впервые непосредственно в атмосфере таинственной планеты были проведены исследования, которые помогли приоткрыть чадру на лице небесной красавицы.
Каковы же результаты этого уникального космического эксперимента?
Измерения, выполненные при перелете по гелиоцентрической орбите, подтвердили многие научные данные, полученные в прежних межпланетных полетах. Вместе с тем эти измерения показали, что в 1967 году интенсивность вспышек солнечных космических лучей, характеризующая солнечную активность, возросла в сотни раз по сравнению с 1964- 1965 годами.
Наблюдениями на припланетном участке траектории было установлено, что поток космических частиц высоких энергий (до расстояния в 5 тысяч километров от поверхности Венеры) оставался постоянным и был равен потоку вдали от планеты. Ниже величина потока уменьшалась в связи с его поглощением планетой. Этот результат свидетельствует о том, что у Венеры нет радиационных поясов, подобных земным.
Измерения магнитного поля показали, что Венера не обладает магнитным полем, дипольный момент которого был бы более трех десятитысячных долей дипольного магнитного момента Земли. Этот результат опроверг бытовавшее до тех пор мнение, что у всех планет Солнечной системы имеются магнитные поля, подобные земному.
Измерения потоков солнечной плазмы вблизи планеты показали, что на расстояниях от 19 до 12-13 тысяч километров от поверхности планеты происходит значительное возрастание потоков солнечной плазмы. Это объясняется прохождением станции через фронт ударной волны, образующейся при обтекании планеты как твердого тела сверхзвуковым потоком солнечного ветра с вторженным в него магнитным полем.
Концентрация заряженных частиц в области верхней атмосферы Венеры (высоты более 100 километров) не превышает 1000 частиц в кубическом сантиметре, т. е. на два порядка меньше максимальной концентрации заряженных частиц в ионосфере Земли. Эти данные внесли ясность в спорный вопрос об ионосфере Венеры и отмели толкование, что концентрация заряженных частиц в ионосфере Венеры на несколько порядков выше концентрации в ионосфере Земли.
Было установлено, что уже на расстоянии около 10 тысяч километров от поверхности планеты в ее атмосфере присутствует нейтральный водород, образующий водородную корону Венеры, которая содержит в тысячу раз меньше водорода, чем верхняя атмосфера Земли. Атомарный кислород до высоты 200 километров не был обнаружен.
И, наконец, о главном, чего с нетерпением ждали ученые всего мира. Известно, сколь противоречивы были данные о температуре, давлении, плотности и составе газов в атмосфере Венеры. Теперь ученые имели в своих руках данные физических характеристик атмосферы планеты, полученные непосредственно из ее толщи.
Было установлено, что основным компонентом атмосферы Венеры является углекислый газ — 90±10 процентов. Кислорода больше 0,4 процента, но меньше 1,5 процентов, воды — не более 1,6 процента, азота — менее 7 процентов.
При снижении спускаемого аппарата на участке с перепадом высот порядка 28 километров температура атмосферы повышалась от 25° до 270° С, при этом температурный градиент составил около 10° на один километр высоты.
Атмосферное давление при спуске возросло от 1 до 18,5 килограмма на квадратный сантиметр, плотность при этом изменялась в среднем от 1,2 10-3 до (16,5÷18,3) 10-3 граммов на кубический сантиметр, что в среднем на порядок превышает максимальное значение плотности земной атмосферы.
Интересно отметить, что при столь высоких давлениях и плотности атмосферы Венеры закипание воды должно происходить при температуре свыше 200° С.
Как видим, условия на Венере далеко не райские и для человеческого существования совсем неподходящие.
Через сутки после спуска в атмосфере Венеры станции «Венера-4» вблизи планеты пролетел американский космический аппарат «Маринер-5», который с расстояния более 4000 километров производил радиопросвечивание верхних слоев атмосферы. Полученные им данные могли быть интерпретированы только после обработки результатов исследований, выполненных станцией «Венера-4», о составе атмосферы планеты, а также благодаря использованию данных, добытых в результате радиолокационных исследований Венеры.
Научные данные, полученные «Венерой-4», помогли понять и объяснить многие явления, происходящие на этой планете.
Но многие спорные вопросы оставались еще не решенными, многие данные требовали уточнения. Одни ученые утверждали, что благодаря мощному облачному покрову и большим давлениям свет к Венере не проходит, другие придерживались обратного мнения — солнечный свет, рассеиваясь в облаках, создает ровное свечение небосвода, без теней, как бывает на Земле в облачный серый день. Третьи считали, что большая плотность атмосферы настолько сильно искривляет ход световых лучей (явление сверхрефракции), что наблюдатель, находящийся на Венере, не может видеть края ее горизонта, а видит, образно говоря, собственный затылок.
Проанализировав ставшие уже историей данные, полученные со станции «Венера-4», и наметив новые задачи, ученые и конструкторы решили подготовить к очередному астрономическому сроку (начало января 1969 года) запуск на Венеру новых космических аппаратов.
Вновь наступила горячая пора у конструкторов, рабочих и испытателей. По данным полета станции «Венера-4», в конструкцию новых станций вносятся необходимые изменения. И снова жесткие, придирчивые испытания каждого узла, каждой системы, каждой детали и холодом, и огнем, и вакуумом, и давлением, и солнечными излучениями, и на вибрации, и на перегрузки.
Но вот и это уже позади. Перед нами созданные гением советских людей межпланетные автоматические станции образца 1968 года — сестры-близнецы «Венера-5» и «Венера-6», которым предстоит отправиться в далекий межпланетный рейс.
В своем белоснежном одеянии — теплоизоляционной защите — со сложенными панелями солнечной батареи и антеннами, с черными, бликозащитными экранами каждая из них напоминает огромную куколку бабочки.
Закончены заводские испытания. Теперь станциям и ракетам-носителям, любовно называемым конструкторами «лошадками», предстоит далекий путь на космодром.
Только там, в светлом эллинге сборки, после целой серии испытаний и проверок, впервые встретятся станция и ракета-носитель, чтобы соединиться, встать на стартовый стол и на ревущей огнедышащей упряжке реактивных двигателей подняться в космическую даль и там навсегда расстаться.
И хотя мы уже мало удивляемся, читая в газетах о запусках спутников серии «Космос», спутников дальней космической связи «Молния-1», метеорологических спутников системы «Метеор», многотонных научных лабораторий «Протон», автоматических станций, следующих к Луне, Венере по своим космическим делам, не следует забывать, что каждый запуск ракеты с космическим аппаратом на борту —
 В сборочном цехе |
Приближался запуск станций «Венера-5» и «Венера-6».
Запуск двух однотипных автоматических станций преследовал цель получить практически одновременно измерение параметров атмосферы Венеры в двух различных районах планеты. Это придавало космическому эксперименту по исследованию атмосферы Венеры новое качество.
Астрономические часы строго определили месяц, дни, часы, минуты и секунды, когда Земля займет наивыгоднейшее положение для старта.
Наступил день 5 января 1969 года. Космодром. 9 часов 38 минут. Истекают последние секунды перед стартом. Напряжены и полны сосредоточенного внимания люди на командном пункте, наблюдательных пунктах, в центре дальней космической связи и в координационно-вычислительном центре. Коротко, по-деловому звучат в репродукторах и наушниках последние слова команд: «Ключ на дренаж», «Первая протяжка», «Вторая протяжка», «Зажигание», «Отрыв ШР», «Старт!».
Громоподобные раскаты обрушиваются на землю. Основание ракеты скрывается в клубах дыма и в пламени. Тело ракеты вздрагивает, приподнимается со стола и вначале медленно, а затем все быстрее и быстрее устремляется ввысь, унося с собой раскаленные столбы пламени, шлейф дыма и этот потрясающий рев реактивных двигателей мощностью в сотни тысяч лошадиных сил.
Прошло всего несколько десятков секунд, еще не рассеялись облака дыма и пыли на старте, и только сверкающая точка да слабый гул, несущийся из небесной выси, говорят о свершившемся событии. А в репродукторе опять слышен спокойный голос:
«30 секунд, полет нормальный», «100 секунд, полет нормальный», «Отделилась первая ступень — полет нормальный», «Последняя ступень с автоматической станцией вышла на орбиту спутника Земли — полет нормальный», «Параметры орбиты...».
На светящейся карте в зале координационно-вычислительного центра луч прочерчивает путь ракеты над земной поверхностью в виде огромной синусоиды.
И вот, когда светящаяся точка движется над простором Атлантического океана в районе Гвинейского залива, голос оператора сообщает: «Положение ракеты нормальное», «Наступает время второго старта», «Сработали пирозапалы», «Зажигание», «Старт», «Двигатель последней ступени отработал расчетное время», «Произошло разделение», «Центр дальней космической связи ведет прием телеметрической информации с борта станции и проводит траекторные измерения», «Раскрылись антенны и панели солнечных батарей», «Давление и температура в отсеках станции, ток солнечных батарей в норме», «Связь со станцией устойчивая», «Станция вышла на траекторию полета к Венере, близкую к расчетной!!!».
Сразу стало шумно в зале. Все встали и заговорили. Возбужденные и радостные лица. Поздравления. Поздравим и мы этих больших тружеников, увлеченных людей с их нелегкой победой.
Ровно через пять дней они проводили в полет и станцию «Венера-6».
А впереди еще около четырех месяцев полета станций по тернистым дорогам космического пространства к своей цели — Венере. Еще много тревожных дней и ночей у ее создателей.
Теперь власть над станциями берут в свои руки радисты и управленцы. Они с помощью автоматических радиосредств, приборов управления, установленных на борту станций и на Земле, будут вести с ними дальний «радиоразговор». Это они будут узнавать, как работают приборы и системы станций, какой температурный режим и какое давление в их отсеках. Это они совместно с баллистиками будут проводить траекторные измерения, определять, по какой дороге в космосе совершают они свой путь.
На полную мощность заработали электронно-вычислительные машины координационно-вычислительного центра, переводящие голос радиосигналов станций в понятные специалистам колонки цифр и графиков.
На светящемся табло координационно-вычислительного центра неоновые огоньки в общепонятной форме высвечивают значения различных параметров, характеризующих работу аппаратуры и систем станций, а также время их полета с начала старта.
Пока станции будут совершать свой четырехмесячный полет к Венере, познакомимся с их устройством.
Как вы помните, станции отправились в полет закутанными в свое белоснежное одеяние — теплоизоляцию, цель которой вместе с системой терморегулирования обеспечить в герметических отсеках и на корпусе станции заданный программой полета температурный режим.
 Автоматическая станция «Венера-6» |
Освободим станцию, ну хотя бы «Венеру-5», на время от ее космической «шубы», подадим команды на механизмы, управляющие раскрытием панелей солнечных батарей и антенн. На наших глазах происходит чудо: наша «куколка» преображается в изящную синекрылую с черно-белым телом фантастическую бабочку. Поражаешься ажурности и строгой инженерной рациональности ее форм. Она похожа и непохожа на своих предшественниц — «Венеру-2», «Венеру-3» и «Венеру-4». Она взяла от них все, что прошло испытание космосом, отбросив или переделав те элементы конструкции и системы, целесообразность и надежность которых не были подтверждены в полете ее предшественниц.
Основным силовым элементом конструкции станции является цилиндрический орбитальный отсек, к которому с одной стороны монтируется корректирующая двигательная установка, а с противоположной, на специальных замках, — спускаемый аппарат — научная лаборатория, предназначенная для проведения исследований в атмосфере Венеры. К орбитальному отсеку крепятся панели солнечных батарей, которые в полете, будучи постоянно ориентированы на Солнце, преобразуют световую энергию в электрическую и подзаряжают буферные батареи — химические источники электрической энергии — орбитального отсека и спускаемого аппарата. На панелях солнечных батарей установлены две конические спиральные антенны бортового радиокомплекса.
На орбитальном отсеке смонтированы: параболическая (остронаправленная) антенна радиокомплекса, основание которой выполняет роль радиатора-теплообменника системы терморегулирования; оптические датчики системы астроориентации; исполнительные органы системы астроориентации — микродвигатели, работающие на сжатом газе; баллоны со сжатым газом; датчики научных приборов, обеспечивающие проведение научных исследований на трассе полета и в околопланетном пространстве.
 Станция «Венера-5» |
Перед стартом для уменьшения габаритных размеров панели солнечной батареи и антенны складываются, а по окончании работы последней ступени ракеты-носителя происходит сброс носового обтекателя и все указанные элементы конструкции занимают рабочее положение.
Орбитальный отсек представляет собой герметический контейнер, рассчитанный на работу в космических условиях. В контейнере размещаются аппаратура, приборы и системы станции, обслуживающие ее на трассе перелета Земля — Венера. К ним относятся: бортовой радиокомплекс; системы терморегулирования и управления; блоки системы астроориентации; научная аппаратура; система энергопитания; химические источники тока.
Как уже отмечалось, при разработке всех этих приборов и систем особое внимание было обращено на обеспечение высокой надежности работы всего комплекса. Помимо суровых испытаний, которым подвергались все приборы и системы станции, в схемах приборов, аппаратуры и систем широко применено резервирование — дублирование, а в некоторых случаях, в особо ответственных местах, и тройное резервирование блоков, приборов, а зачастую и целых схем.
Каждая из перечисленных систем станции выполняет в полете строго определенные функции, предписанные ей программой полета.
Рассмотрим работу одной из основных систем станции — радиокомплекса орбитального отсека.
Радиокомплекс состоит из двух частей — приемной и передающей, которые работают в нескольких режимах, обеспечивая: управление приборами, аппаратурой и системами станции (командная радиолиния); телеметрические измерения (непосредственная передача значений параметров, характеризующих работу всех систем станции в сеансах связи); регистрацию на запоминающем электронном устройстве, воспроизведение и передачу на Землю накопленной между сеансами связи научной информации и данных о работе системы астроориентации; проведение совместно с наземным радиокомплексом траекторных измерений — определение местонахождения станции по угловым координатам, скорости и дальности.
 Компоновка автоматической межпланетной станции «Венера-5»: 1 — кольцо крепления станции к разгонному блоку; 2 — блок автоматики управления микродвигателями системы ориентации; 3 — баллоны высокого давления системы ориентации; 4 — осушители орбитального отсека; 5, 6, 10, 12 — датчики системы астроориентации; 7 — коллекторы газовой системы ориентации; 8 — корректирующая двигательная установка (КДУ); 9 — баллоны КДУ; 11 — бленда датчика ориентации; 13 — орбитальный отсек; 14 — ультрафиолетовый фотомер; 15 — остронаправленная параболическая антенна; 16, 24 — малонаправленные антенны; 17 — радиатор системы терморегулирования; 18, 19, 20 — микродвигатели системы ориентации; 21 — счетчик космических частиц; 22 — панели солнечных батарей; 23 — спускаемый аппарат; 25 — бликозащитный экран датчиков системы астроориентации |
 Орбитальный отсек |
Прием управляющих сигналов-команд, передача информации с борта станции на Землю и проведение траекторных измерений на трассе перелета Земля — Венера осуществляются через одну из трех антенн, установленных на борту станции: остронаправленную параболическую диаметром 2330 миллиметров или одну из двух всенаправленных антенн в зависимости от задач сеанса связи и степени удаления станции от Земли.
В состав радиокомплекса для решения поставленных задач входят: два комплекта приемников, два комплекта передатчиков, дешифраторы, блоки автоматики и формирования сигнала, модулирующие устройства, задающие генераторы, телеметрические коммутаторы и целый ряд других блоков и устройств. Управление работой этого сложного радиокомплекса осуществляется либо автоматически от бортового программно-временного устройства, либо по радиокомандам с Земли.
Каждый сеанс радиосвязи имеет свое определенное назначение и должен выполняться строго в соответствии с установленной программой, так как все команды логически увязаны одна с другой и невыполнение одной из них может задержать проведение сеанса или вовсе отменить его.
В зависимости от назначения проводятся следующие сеансы связи:
приземный, в котором тщательно проверяется работа всех бортовых систем и проводятся траекторные измерения;
типовой сеанс телеметрических измерений и передачи научной информации на траектории полета;
типовой сеанс траекторных измерений на траектории полета, в котором определяются дальность, скорость станции и ее положение в пространстве;
сеанс астрокоррекции траектории полета станции;
припланетный сеанс связи до входа в атмосферу Венеры.
Говоря о работе радиокомплекса станции, нужно отметить ту трудность, которую вносят в его работу космические расстояния. На Земле мы привыкли к тому, что радиоволны, посланные с радиостанции, достигают приемников мгновенно. Совсем другое дело связь на межпланетных расстояниях — от подачи команды до ее исполнения проходит несколько минут. На завершающем этапе полета от подачи команды до получения ответа с борта станции проходит время, за которое спокойно можно сделать зарядку или выпить стакан чая с пирожным. Так что команды с Земли подаются в соответствии с теми временными интервалами, которые определены программой полета.
Между сеансами связи радиоаппаратура станции находится в дежурном режиме, т. е. включен только один комплект приемника и соответствующая электронная аппаратура, обслуживающая командную радиолинию станции. По получении команды с Земли управляющие устройства подключают те или иные блоки радиокомплекса, системы и аппаратуру станции, которые по этой команде должны вступить в работу.
В соответствии с заложенной программой или по командам с Земли, происходит переключение комплектов приемо-передаточной аппаратуры и блоков радиокомплекса.
Таким образом, в случае выхода из строя какого-либо прибора или элемента схемы его всегда готов заменить резервный прибор или резервная схема.
Нужно отметить, что за все время полета станций «Венера-5» и «Венера-6» к подобным мерам прибегать не пришлось. Аппаратура работала безотказно.
Говоря о работе космического радиокомплекса, нужно помнить и о других больших трудностях, которые крайне усложняют радиосвязь. К ним относятся прежде всего радиошумы, исходящие от Солнца, других звезд, созвездий и туманностей. Ведь радиосигналы станции на больших расстояниях слабеют и становятся соизмеримы с шумами. Сигналы надо, как говорят радисты, выделить из этих шумов, отфильтровать, усилить и превратить в четкий сигнал, который фиксируется на магнитной ленте и на лентах вычислительных машин в виде столбиков цифр и графиков.
Другой причиной, усложняющей радиосвязь, является большое нарастание скорости движения станции во время подлета к планете, когда передается наиболее ценная научная информация. При этом в соответствии с так называемым эффектом Доплера происходит изменение длины радиоволны в связи со значительным изменением скорости передатчика относительно наземного приемника.
С этими трудными задачами блестяще справились инженеры и операторы в Центре дальней космической связи, обеспечившие надежную работу приемных антенн и всей аппаратуры.
Когда видишь эти восемь 16-метровых чаш антенн, собранных на одной ферме, кажется невероятным, что эта махина высотой с десятиэтажный дом может с точностью в несколько угловых минут отслеживать полет станции, двигаться на своих опорах с удивительной легкостью, выполняя волю операторов.
Для нормальной работы бортовой радиокомплекс и все остальные системы станции должны быть обеспечены электроэнергией.
В состав системы энергопитания станции, помимо солнечных батарей, полупроводниковых преобразователей, которые занимают площадь 2,5 квадратных метра, и химических батарей-аккумуляторов, входят блок контроля источников питания, счетчик ампер-часов и система регулирования.
Указанные устройства обеспечивают работу систем станции в диапазоне от десятков до нескольких сот ватт потребляемой мощности.
В связи с тем что световой поток от Солнца при приближении станции к Венере возрастает по закону квадрата расстояния, а следовательно, возрастает и количество электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями, что может привести к перезарядке химических источников тока, в программе полета предусмотрены соответствующие переключения участков панелей солнечной батареи, позволяющие поддерживать величину тока в заданных пределах.
Одной из основных жизненно важных систем станции, от нормальной работы которой зависит успешная работа остальных систем, является система терморегулирования. В начале полета она должна предохранить станцию от замерзания, а при подлете к Венере — от всеиспепеляющих лучей Солнца. Задачи диаметрально противоположные.
Необходимый тепловой режим элементов конструкции и бортовых систем обеспечивается сочетанием пассивных и активных способов терморегулирования.
Пассивная система терморегулирования представляет собой теплоизоляцию и соответствующие красочные покрытия; теплоизоляция не позволяет резко меняться тепловому потоку как в минусовую, так и в плюсовую сторону, а окраска поверхности обеспечивает необходимое теплоизлучение излишков тепла конструкцией станции или, наоборот, его приобретение там, где температура на элементах конструкции не должна понижаться ниже заданного предела.
Активный способ реализуется воздушной системой терморегулирования герметических отсеков с вентиляторами обдува, теплообменником-радиатором, датчиками температуры, системой регулирования, трубопроводами и клапанами.
К работе этой системы были предъявлены самые высокие требования во время стендовых отработок на Земле.
Но не все режимы ее работы можно проверить испытаниями в земных условиях. Например, невозможно воспроизвести состояние невесомости в течение длительного времени, при котором картина распределения тепла в отсеках станции коренным образом меняется, так как в этом случае из теплового обмена целиком и полностью исключается конвекция. Поэтому в системе терморегулирования, помимо вентилятора, который обеспечивает обмен воздуха между отсеками станции и теплообменником, а местах с наибольшим тепловыделением поставлен ряд вентиляторов обдува, которые работают тогда, когда работает тепловыделяющий прибор или система.
Работает система терморегулирования по следующему циклу. В течение полета основным источником тепла в отсеках станции является работающая аппаратура станции. Происходит постепенное повышение температуры в отсеках. При достижении верхнего предела срабатывания по команде от термодатчика открывается клапан, воздух из отсека поступает в теплообменник (холодный контур), отдает его стенкам тепло, которое излучается в космос. Сам воздух охлаждается и вновь поступает в отсеки станции, где отбирает тепло от нагретых приборов и опять возвращается в теплообменник. Так продолжается до тех пор, пока температура в отсеках не понизится до нижнего предела срабатывания; тогда клапан закрывается и весь цикл с накоплением тепла повторяется вновь.
В таком режиме система терморегулирования работает примерно половину времени полета. А затем уже существенное влияние на баланс тепла станции начинает оказывать лучистая энергия Солнца. Поэтому предусмотрен режим постоянного включения холодного контура, обеспечивающий необходимый тепловой режим в отсеках станции на второй половине пути.
Кажется, все просто. Но этой простоты удалось добиться лишь благодаря опыту полетов предыдущих станций, большой серии наземных экспериментов и кропотливой работе конструкторов и инженеров-расчетчиков.
В результате система терморегулирования сработала в полете блестяще; нигде в отсеках станции температура не превышала 20—25 С. Наиболее благоприятный режим для работы всех приборов и систем станции был обеспечен.
Положение корабля на океанских просторах определяет штурман с помощью небесных светил. Произведя расчет, он определяет положение корабля и, вычислив отклонение корабля от заданного курса, подает команду рулевому на изменение курса, а в машинное отделение — команду на изменение скорости корабля с тем, чтобы обеспечить своевременное прибытие его в порт назначения.
Так и наши посланцы, станции «Венера-5» и «Венера-6», должны были прибыть точно на пункт назначения — планету Венера — в определенное время, чтобы момент их прибытия мог быть зафиксирован пунктом дальней космической связи, расположенным на территории Советского Союза.
Роль штурмана дальнего плавания и силовой установки на наших станциях выполняли система астроориентации и корректирующая двигательная установка. Как они справлялись с этой задачей?
Основных режимов работы системы астроориентации три.
Первый режим — так называемый режим постоянной солнечной ориентации. В этом режиме панели солнечной батареи всегда направлены на Солнце и обеспечивают подзарядку химических источников тока — аккумуляторов. Не будь этого режима, станция через несколько дней вышла бы из строя.
Этот режим обеспечивается с помощью оптико-электронного датчика постоянной солнечной ориентации. Если Солнце находится в центре поля зрения датчика, то сигнал рассогласования равен нулю и никакие управляющие команды на исполнительные органы (микродвигатели) системы управления не поступают.
Если Солнце уходит из поля зрения датчика, то наступает разбаланс электронных цепей, система управления включает управляющий микродвигатель, который сообщает станции необходимый импульс и возвращает ее в исходное положение.
Учитывая, что режим ориентации панелей солнечной батареи жизненно важен для работы всех систем станции, он задублирован режимом гироскопической закрутки станции вокруг оси, перпендикулярной поверхности панелей солнечной батареи.
Предварительно с помощью другого солнечного датчика панели ориентируются на Солнце.
Второй режим — режим ориентации параболической антенны на Землю. В этом режиме, когда наиболее эффективно используется вся мощность бортового передатчика, так как радиосигналы фокусируются антенной в узкий пучок и направляются на Землю, а не рассеиваются во все стороны, имеется возможность осуществить передачу наибольшего количества информации при максимальной величине сигнала. Это особенно важно, когда станция удалена от Земли на десятки миллионов километров.
Для проведения этого режима в системе астроориентации имеются две подвижные «трубы» — одна с солнечным, другая с земным датчиками.
По данным траекторных измерений, проведенных с помощью бортового и наземного радиокомплексов, вычисляются значения двух углов — угла между продольной осью станции и направлением на Солнце и угла Солнце — станция — Земля.
По радиолинии значения этих углов передаются в блок памяти системы управления. По команде с Земли солнечная и земная «трубы» выставляются (разворачиваются) на эти углы, после чего начинается сеанс ориентации на Землю.
При этом с помощью микродвигателей системы управления солнечный датчик разворачивается в направлении на Солнце, затем происходит совмещение продольной оси станции с направлением на Солнце, после чего станция разворачивается вокруг своей продольной оси до захвата Земли земным датчиком; при этом параболическая антенна оказывается направленной на Землю с точностью в несколько угловых минут и начинается сеанс радиосвязи с Землей.
По окончании этого сеанса станция с помощью тех же микродвигателей, системы управления и солнечных датчиков переводится опять в режим постоянной солнечной ориентации.
Третий режим — режим коррекции траектории.
Как уже отмечалось, во время выведения станций на траекторию полета к Венере и во время полета на них действуют: сила тяги двигательной установки, импульсы от двигателей системы стабилизации, поля тяготения Земли, Солнца, Луны и планет и целый ряд других факторов. Величины воздействующих сил не всегда известны точно и не все их можно учесть. В результате этого истинная траектория полета станций отличается от расчетной. Очевидно, требуется определить величину этого расхождения и соответствующим образом скорректировать траекторию полета станций. По данным траекторных измерений было выяснено это расхождение, были определены величина и направление корректирующих импульсов и значения углов, на которые предварительно должны быть развернуты станции в пространстве перед коррекцией.
По радиолинии значения величин углов, время работы корректирующей двигательной установки были переданы в виде уставок (цифрового кода) в электронные блоки памяти станций.
Наступил очень ответственный режим полета станций — режим коррекции.
В этом режиме необходима высокая точность ориентации и работы корректирующих двигательных установок.
Опорными светилами при проведении этого сеанса являлись Солнце и звезда Сириус. Относительно направлений на эти светила и осуществлялась ориентация станций; для этого были рассчитаны значения углов ориентации, заложенные в память станций.
Во время сеансов коррекций обе станции были сориентированы таким образом, чтобы при работе корректирующей двигательной установки можно было ликвидировать рассогласование между траекториями — истинной и расчетной, обеспечить попадание станций в заданные районы Венеры и прилет их в расчетное время — около 9 часов по московскому времени 16 мая 1969 года для станции «Венера-5» и 17 мая 1969 года для станции «Венера-6», когда Венера находилась в зоне радиовидимости антенн Центра дальней космической радиосвязи.
Район входа в атмосферу Венеры выбирался с учетом следующих соображений. Так как максимум диаграммы направленности передающей антенны спускаемого аппарата совпадает с «его продольной осью, то при спуске на парашюте диаграмма направленности будет совпадать с местной вертикалью. Если во время снижения направление местной вертикали будет совпадать с направлением Венера — Земля, то, очевидно, сигнал, принимаемый на Земле, будет наиболее сильным. Поэтому наиболее благоприятный район входа станции в атмосферу Венеры лежит в центре видимого с Земли диска планеты.
 Спускаемый аппарат (общий вид) |
При этих условиях подлет к Венере осуществляется всегда с теневой стороны планеты и точка входа в атмосферу находится на неосвещенной стороне Венеры. Для станций «Венера-5» и «Венера-6» точка входа в атмосферу Венеры находилась на ночной стороне планеты на расстоянии 2700 километров от линии терминатора, т. е. границы дня и ночи.
Вход аппарата в атмосферу планеты должен быть осуществлен под определенным углом. При столь плотной атмосфере, какая наблюдается на .Венере, величина угла входа аппарата в атмосферу имеет большое значение. Слишком крутой вход приводит к резкому возрастанию перегрузок и значительному нагреву спускаемого аппарата во время аэродинамического торможения в атмосфере планеты, что может привести к его разрушению. При малых углах входа, т. е. пологом входе, возможен «незахват» космической станции атмосферой планеты. Поэтому существует некоторый допустимый диапазон углов входа в атмосферу.
Для станций «Венера-5» и «Венера-6» углы входа в атмосферу планеты составили 62—65 градусов относительно местного горизонта, а скорость входа — 11,18 километра в секунду.
Для осуществления ориентации станций требуются очень небольшие моменты сил, создаваемые микродвигателями. Величина моментов, возникающих при работе корректирующего двигателя, на несколько порядков превышает величину моментов от микродвигателей, поэтому после окончания процесса ориентации станции по Солнцу и звезде Сириус перед включением корректирующего двигателя в работу вступает гироскопическая система стабилизации, управляющая работой двигателей стабилизации и обеспечивающая стабилизацию станции до окончания работы корректирующего двигателя.
14 и 16 марта 1969 года, когда станции «Венера-5» и «Венера-6» находились от Земли на расстоянии соответственно 15,5 и 15,7 миллиона километров, в строго расчетное время, по команде от бортовых программно-временных устройств, включились корректирующие двигатели, которые, проработав заданное время, перевели станции на траектории, обеспечивающие попадание станций в заданный район планеты Венера.
Траекторные измерения, проведенные после сеанса коррекции, подтвердили правильность баллистических расчетов и высокую точность их реализации. Момент входа станций в атмосферу Венеры прогнозировался с точностью в несколько секунд, а координаты района входа — с точностью до 200 километров. Поскольку первая коррекция была выполнена с высокой точностью, второй коррекции не потребовалось, хотя программой полета она и предусматривалась.
У конструкторов, инженеров, баллистиков, операторов наступил новый этап работы. Приближались припланетные сеансы связи и проведение исследований при снижении спускаемых аппаратов в атмосфере Венеры.
 Компоновка спускаемого аппарата: 1 — тормозной парашют; 2 — основной парашют; 3 — крышка пиротолкателя; 4 — передающая антенна; 5 — датчик плотномера; 6 — пазовый зарядный клапан; 7 — осушитель; 8 — вентилятор системы терморегулирования; 9- гермовывод; 10 — блок коммутации; 11, 16 — датчики ускорений; 12 — передатчик; 13 — механический демпфер колебаний; 14 — блок питания; 15 — бортовой передатчик; 17 — программно-временное устройство; 18, 19, 20 — элементы конструкции наружной теплозащиты; 21 — внутренняя теплоизоляция; 22 — система терморегулирования; 23 — корпус спускаемого аппарата; 24 — пиротолкатель; 25 — крышка парашютного отсека; 26 — антенна радиовысотомера; 27 — газоанализатор |
Необходимо было еще и еще раз проверить аппаратуру орбитальных отсеков и спускаемых аппаратов станций и всю наземную командно-приемную часть радиокомплекса.
Что же представляет собой спускаемый аппарат?
Спускаемый аппарат по форме близок к шару, диаметром около одного метра, вес его 405 килограммов. Наружная поверхность шара, особенно его нижняя часть, снабжена мощной теплозащитой, задерживающей приток тепла с поверхности шара в герметический контейнер во время движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы. Ведь спускаемый аппарат входит в атмосферу со второй космической скоростью — около 11 километров в секунду, — и за ударной волной, возникающей перед аппаратом, в результате аэродинамического торможения температура превышает 10 000° С. От такой температуры поверхность спускаемого аппарата не горит, а просто испаряется.
Кроме того, во время торможения возникают громадные перегрузки, в результате которых каждый элемент спускаемого аппарата весит примерно в 450 раз больше, чем он весил на Земле в нормальных условиях.
Только эти два обстоятельства показывают, какие трудности стояли перед создателями спускаемого аппарата.
Спускаемый аппарат состоит из двух изолированных друг от друга отсеков: верхнего — парашютного и нижнего — приборного.
В парашютном отсеке размещается двухкаскадная парашютная система, состоящая из тормозного и основного парашютов. Ткань этих парашютов сохраняет необходимую механическую прочность при температурах выше 500° С.
В этом отсеке также находятся передающая антенна радиокомплекса, датчики научной аппаратуры и антенны радиовысотомера. Парашютный отсек снабжен сбрасываемой герметической крышкой.
В приборном отсеке спускаемого аппарата размещаются: бортовой радиопередатчик, программно-временное устройство, блоки автоматики, телеметрическая система, радиовысотомер, аккумуляторная батарея, система терморегулирования и научная аппаратура.
 Парашютный отсек спускаемого аппарата |
В спускаемых аппаратах находились космические паспорта станций — вымпелы с барельефом Владимира Ильича Ленина и изображением Герба Советского Союза.
Нужно отметить, что спускаемые аппараты станций «Венера-5» и «Венера-6» были подвергнуты конструктивным изменениям по сравнению со спускаемым аппаратом станции «Венера-4». Ведь спускаемый аппарат станции «Венера-4» создавался в то время, когда диапазон предполагаемых давлений и температур у поверхности Венеры колебался от одной до сотен атмосфер и от —30° С до +4000 С, поэтому он был создан на некоторую среднюю модель атмосферы Венеры и мог выдерживать давление около 20 атмосфер и производить измерения с высоты примерно 30 километров после раскрытия основного парашюта.
Значения параметров атмосферы, полученные в результате предварительной обработки со станции «Венера-4» при отметке радиовысотомера, равной 28 километрам, и в более глубоких слоях, хорошо совпали с величиной пройденного пути при снижении аппарата в атмосфере планеты с момента получения отметки высоты до момента прекращения связи. Полученные при этом данные хорошо согласовались со значением высоты, рассчитанным из условий гидростатического равновесия атмосферы.
Такое совпадение результатов, полученных разными методами, давало основание сделать вывод, что измерение параметров атмосферы производилось спускаемым аппаратом станции «Венера-4» до самой поверхности планеты.
В результате дальнейшей тщательной обработки данных, полученных зондированием атмосферы Венеры станцией «Венера-4», вместе с данными последних радиоастрономических, радиолокационных исследований, а также с данными, полученными с аппарата «Маринер-5», ученые высказали предположение, что значения давления и температуры у поверхности планеты более высокие, чем показывала станция «Венера-4». При этом учитывалась одна особенность в работе радиовысотомера станции «Венера-4»: показаниям радиовысотомера могли соответствовать два значения высоты, различающиеся друг от друга в 30—40 километров. Это явление неоднозначности свойственно всем радиовысотомерам с периодической модуляцией частоты, а незнание свойств атмосферы Венеры могло привести к тому, что раскрытие парашюта и начало измерений начались значительно раньше расчетных значений высоты за верхним порогом неоднозначности. Поэтому были высказаны соображения, что измерения, производимые со спускаемого аппарата станции «Венера-4», могли прекратиться на некоторой высоте над поверхностью планеты, когда внешнее давление атмосферы, достигнув величины, большей предельной для прочности корпуса спускаемого аппарата, вдавило верхнюю крышку приборного отсека и привело к нарушению работы аппаратуры радиокомплекса. В связи с этим при дальнейшем снижении спускаемого аппарата станции «Венера-4» измерения не производились.
При подготовке нового эксперимента заманчиво было так усилить корпуса спускаемых аппаратов станций «Венера-5» и «Венера-6», чтобы они провели зондирование атмосферы вплоть до поверхности планеты, но поскольку упрочнение корпусов спускаемых аппаратов в 5—8 раз, как требовало того атмосферное давление у поверхности Венеры, приводит к сильному утяжелению их веса и, как следствие, к уменьшению состава научной аппаратуры, то было признано нерациональным вносить столь серьезные изменения в конструкцию и состав научной аппаратуры спускаемого аппарата.
Основная цель, которую наметили ученые запуском станций «Венера-5» и «Венера-6», заключалась в повышении точности измерений химического состава, параметров атмосферы и соответствующих им высот и увеличении глубины проникновения в атмосферу Венеры.
В связи с этим корпуса спускаемых аппаратов станций были упрочнены так, чтобы выдерживать наружное давление до 25—27 атмосфер и более высокие по сравнению с «Венерой-4» температуры и перегрузки.
Для увеличения скорости снижения спускаемого аппарата в атмосфере Венеры в четыре раза была уменьшена площадь основного парашюта, так как парашют станции «Венера-4» был рассчитан на меньшие значения плотности атмосферы планеты.
Состав научной аппаратуры спускаемых аппаратов был также частично изменен. Был установлен новый, более совершенный радиовысотомер, в котором полностью исключалась возможность неоднозначности измерений.
Раннее утро. 16 мая 1969 года. Розовый горизонт подернут туманом. Солнце еще не взошло, и Венера сияет над горизонтом в своем удивительном блеске.
Утреннюю тишину Центра дальней космической связи прорезал звук сирены, и автоматические устройства медленно привели в движение две приемные антенны.
Восемь шестнадцатиметровых параболических чаш каждой антенны нацелены на далекую Венеру и, кажется, прислушиваются к ее голосу.
Но нет, не Венеру слушают они сейчас, они улавливают сигналы, которые посылает станция «Венера-5» с расстояния в 67 миллионов километров на Землю. Величина сигналов, ослабленных космической далью, настолько мала, что они становятся соизмеримыми с радиошумом самого космоса, и только эти антенны, оснащенные чувствительными приемными устройствами с параметрическими усилителями, охлаждаемыми жидким азотом, могут уловить их.
Насколько это трудная задача, может показать сравнение, сделанное одним из создателей этих антенн. Представьте себе, — говорит он, — в Черное море вылили стакан кипятка и вы должны особым термометром измерить, насколько повысилась температура моря.
 Схема снижения станции «Венера-5»: 1 — отделение спускаемого аппарата (СА) от орбитального отсека; 2 — торможение СА в атмосфере; 3 — раскрытие тормозного парашюта; 4 — раскрытие основного парашюта, начало передачи информации с борта СА; 5 — начало работы радиовысотомера, научные измерения; 6 — посадка |
Аналогичную задачу и решали в Центре дальней космической связи во время проведения припланетного сеанса, а затем и во время снижения спускаемого аппарата на парашюте в атмосфере Венеры. В начале сеанса на борт станции был выдан ряд служебных команд, подготовивших системы станции к проведению завершающего этапа полета. Сигналы, подтверждающие исполнение каждой команды станцией, приходили на Землю через 8 минут.
Последний припланетный сеанс радиосвязи со станцией «Венера-5» был осуществлен при подлете к планете Венера за два часа до входа в ее атмосферу. Начинался он по команде программно-временного устройства во время, заданное с Земли в предыдущем сеансе связи. В течение 8 минут были произведены контрольные траекторные измерения для уточнения влияния гравитационного поля Венеры и внесения необходимых поправок в баллистические расчеты. Затем была передана телеметрическая информация о состоянии бортовых систем.
Спускаемый аппарат станции «Венера-5» был отделен от орбитального отсека перед входом в атмосферу планеты на расстоянии 37 тысяч километров, а станции «Венера-6» — на расстоянии 25 тысяч километров от Венеры.
Радиосвязь с орбитальными отсеками станций «Венера-5» и «Венера-6» поддерживалась вплоть до входа их в плотные слои атмосферы.
После входа в плотные слои атмосферы (в 9 часов 01 минуту по московскому времени 16 мая 1969 года) для спускаемого аппарата станции «Венера-5» начался наиболее сложный этап полета — аэродинамическое торможение. При скорости входа в атмосферу планеты порядка 11 километров в секунду перегрузки аппарата достигли 450 единиц, а температура газа у его поверхности доходила до 11 000° С.
В результате аэродинамического торможения вертикальная скорость спускаемого аппарата за короткое время уменьшилась примерно до 210 метров в секунду. После этого в строго рассчитанное время специальные датчики произвели включение автоматики спускаемого аппарата, управляющей вводом в действие парашютной системы и включением научной аппаратуры. Автоматы ввели в действие тормозной, а затем основной парашюты, антенны радиопередатчика, радиовысотомера, научную аппаратуру. Начался плавный спуск аппарата в атмосфере Венеры и передача научных данных на Землю.
Естественно, что в те минуты, когда окутанный плазменным пламенем спускаемый аппарат вступил в единоборство с венерианской атмосферой, связи с ним не было и в помещениях оперативных групп и руководства Центра дальней космической связи царила напряженная тишина. И велика же была радость людей, когда на трубке осциллографа забился зеленый зайчик сигнала со спускаемого аппарата и из динамика прозвучал торжествующий голос информатора: «Есть сигнал!».
Сеанс радиосвязи со спускаемым аппаратом станции «Венера-5» начался в 9 часов 02 минуты по московскому времени. За все время спуска аппарата связь с ним была устойчивой. Сеанс радиосвязи продолжался 53 минуты. К моменту прекращения связи со спускаемым аппаратом станции «Венера-5» внешнее атмосферное давление достигло значения примерно 27 атмосфер, что было предельным для прочности внешней оболочки аппарата. Во время снижения температура внутри спускаемого аппарата изменялась незначительно: с 13° С в начале участка снижения до 28° С в конце его. Это свидетельствовало о надежности как внешнего теплозащитного покрытия, предохраняющего аппарат от кратковременных, но чрезвычайно высоких тепловых потоков, возникающих при аэродинамическом торможении, так и внутреннего слоя теплоизоляции, который предохранял аппарат от нагревания в атмосфере Венеры за длительный период спуска на парашюте, когда температура атмосферы поднялась примерно до 300° С.
Сеансы связи при подлете к планете и при снижении станции «Венера-6» в атмосфере Венеры происходили аналогично: вход в плотные слои венерианской атмосферы спускаемого аппарата станции «Венера-6» произошел 17 мая в 9 часов 05 минут, сеанс радиосвязи во время спуска на парашюте в атмосфере планеты продолжался в течение 51 минуты.
Во время полета по трассе Земля — Венера автоматические станции «Венера-5» и «Венера-6» проводили измерения солнечных и галактических космических лучей, исследования межпланетной плазмы и рассеянного ультрафиолетового солнечного излучения.
Аппаратура, установленная на орбитальных отсеках станций для измерения космических лучей, позволяла регистрировать протоны с энергией от 1 до 12 миллиардов электронвольт, а также протоны с энергией, большей 30 миллионов электронвольт, и электроны с энергией, большей 0,1 миллиона электронвольт. Как показали измерения, выполненные станциями «Венера-5» и «Венера-6», общий уровень потока галактических космических лучей стал ниже, чем в июне-октябре 1967 года во время полета автоматической станции «Венера-4», примерно на 15 процентов и примерно на 40 процентов по сравнению с данными, полученными станциями «Зонд-3» и «Венера-2» в декабре 1965 года. Это связано с циклической деятельностью Солнца и свидетельствует о возросшем потоке неоднородных магнитных полей, идущем от Солнца.
Во время полета станций «Венера-5» и «Венера-6» было зарегистрировано большое увеличение интенсивности потоков солнечных протонов с энергией 1—4 миллиона электронвольт, из них 12 значительных. Четыре увеличения интенсивности отличались сложной структурой и большой продолжительностью: каждое из них длилось не менее семи суток. Интенсивность потоков во много раз превосходила уровень галактического фона. Это можно объяснить возросшей активностью Солнца, выразившейся в появлении группы хромосферных вспышек большой силы, происходивших в этот период.
Вблизи Венеры были получены новые данные о структуре потоков околопланетной плазмы. Ранее, при полетах космических аппаратов, было установлено, что межпланетное космическое пространство заполнено потоками плазмы, имеющими скорости, равные нескольким сотням километров в секунду. В связи с тем что потоки плазмы двигаются от Солнца, они получили название солнечного ветра. Эта плазма «намагничена» — она несет с собой магнитное поле.
Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой Земли было хорошо изучено при запусках искусственных спутников Земли и космических аппаратов, но, как ведет себя плазма вблизи планет, не обладающих собственным магнитным полем, до полета к Венере советских и американских межпланетных станций не было известно.
Впервые резкие изменения концентрации плазмы, связанные с одновременным изменением напряженности магнитного поля в окрестности Венеры, наблюдались 18 октября 1967 года при помощи ловушки заряженных частиц и магнитомера, установленных на советской станции «Венера-4». Потоки межпланетной плазмы регистрировались также на «Венере-5» и «Венере-6». Наибольший объем информации был получен с помощью ловушек, установленных на станции «Венера-6». При приближении станции к планете были зарегистрированы изменения величин потоков и плазмы, характерные для области обтекания Венеры солнечным ветром. При этом фронт, где происходили изменения потоков плазмы, наблюдался на расстоянии примерно
 Снижение спускаемого аппарата |
Фотоэлектрические фотометры для измерения рассеянного ультрафиолетового излучения в окрестности планеты и в межпланетной среде, установленные на обеих станциях, показали, что, как это наблюдалось и при полете станции «Венера-4», интенсивность излучения в линии атомарного водорода возрастает при приближении к планете. По результатам измерений была вычислена плотность атомарного водорода в удаленных областях околопланетного пространства. Оказалось, что первые признаки наличия водородной короны появились уже на расстоянии в 25 000 километров от центра планеты и на расстоянии около 10000 километров плотность водородной короны оказалась равной примерно 100 атомам в кубическом сантиметре.
Основной задачей автоматических межпланетных станций «Венера-5» и «Венера-6» было продолжение исследований химического состава и параметров атмосферы Венеры, впервые начатых автоматической станцией «Венера-4» в октябре 1967 года. Для этого на спускаемых аппаратах автоматических станций были установлены: системы датчиков давления и температуры, рассчитанные на различные диапазоны измерений; газоанализаторы для исследования газового состава атмосферы; плотномер для измерения плотности атмосферы и впервые — фотоэлементы для измерения освещенности в атмосфере Венеры.
Газоанализаторы провели измерения содержания углекислого газа, кислорода, воды и азота вместе с инертными газами на двух разных уровнях над поверхностью планеты, следовательно, при разных давлениях и температурах. Проведение анализа состава атмосферы производилось по командам, подаваемым от бортового программно-временного устройства. Из многочисленных возможных методов определения состава атмосферы были использованы наиболее простые и надежные физико-химические методы, основанные на хорошо изученных реакциях, обладающих высокой избирательностью.
Система датчиков для измерения температуры и давления состояла из термометров сопротивления и манометров анероидного типа.
Взаимное перекрытие диапазонов измерений приборов обеспечивало возможность контроля правильности измерений и их высокую надежность. Для измерения плотности атмосферы использовался прибор камертонного типа, принцип работы которого был основан на изменении амплитуды колебаний определенной частоты в зависимости от плотности окружающей среды.
Для измерения величины освещенности в атмосфере планеты были использованы фотоэлектрические датчики, рассчитанные на регистрацию излучений в видимой и ближней инфракрасной области спектра с пороговой чувствительностью 0,5 ватта на квадратный метр. Это значение освещенности примерно соответствует освещенности на Земле в глубоких сумерках.
Достоинством всех указанных приборов является простота их устройства, малый вес и способность надежно работать при высоких значениях давления и температуры.
На спускаемых аппаратах были установлены радиовысотомеры дециметрового диапазона. Принцип их работы аналогичен работе авиационных высотомеров. При помощи радиовысотомеров были определены некоторые фиксированные значения расстояний до поверхности планеты в процессе снижения. Диапазон шкал фиксированных значений высоты, которые могли регистрироваться радиовысотомерами, заключался в пределах от 50 до 10 километров. Такой выбор рабочего диапазона приборов был обоснован данными, полученными со станции «Венера-4», и предварительными рассчетами ожидаемых моментов и высот раскрытия парашютов. Все научные измерения были проведены на участке парашютного спуска станций.
Первый забор пробы атмосферы для проведения ее анализа на станции «Венера-5» был осуществлен вскоре после раскрытия основного парашюта, когда давление составляло около 0,6 атмосферы, а температура — около 25° С. Второй раз проба была взята на меньшей высоте, когда давление было около 5 атмосфер и температура около 150° С.
Газовый анализатор станции «Венера-6» также дважды взял пробу состава атмосферы Венеры на разных высотах. Первая проба была взята при давлении около 1 атмосферы, когда температура составляла приблизительно 60° С, вторая — когда давление достигало 10 атмосфер, а температура 225° С.
Результаты исследований состава атмосферы Венеры, выполненные на автоматических станциях «Венера-5» и «Венера-6», подтвердили и уточнили данные, полученные ранее на станции «Венера-4». Теперь можно утверждать, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа и содержит небольшие количества азота, воды и кислорода. Концентрация углекислого газа достигает 93— 97 процентов (на «Венере-4» было получено значение 90±10 процентов). Содержание азота вместе с инертными газами составляет 2—5 процентов, а количество кислорода не превышает 0,4 процента. Эти результаты хорошо совпадают с измерениями «Венеры-4», которые показали, что азота в атмосфере Венеры меньше — 7 процентов, а кислорода — около полпроцента. Содержание паров воды на уровне высот, соответствующих давлению 0,6 атмосферы, составляет от 4 до 11 миллиграммов в литре. Измерения, выполненные в 1967 году станцией «Венера-4», зафиксировали, что при давлении около 0,6 атмосферы содержится от 1 до 8 миллиграммов паров воды в одном литре атмосферы. Это указывает на отсутствие насыщенности атмосферы Венеры водяным паром на высотах, где проводились измерения.
Опрос датчиков давления и температуры телеметрический коммутатор бортового радиокомплекса производил в среднем через 40—50 секунд. За время снижения каждого аппарата на парашюте было произведено свыше 70 измерений давления и свыше 50 измерений температуры. Температура и давление атмосферы Венеры во всем интервале зондирования были измерены с точностью до нескольких процентов.
Станция «Венера-5» и «Венера-6» провели зондирование атмосферы на участках, где температура изменялась приблизительно от 25 до 320° С, а давление от 0,5 до 27 атмосфер. Ход изменения температуры по высоте в интервале измерений мало отличается от адиабатического. «Венера-4» в 1967 году провела измерения на участке, где температура изменялась от 25 до 27СГС. Этому участку соответствовало изменение давления от 0,5 до 18 атмосфер.
На основе результатов измерений температуры, давления и химического состава были рассчитаны участки снижения аппаратов в атмосфере Венеры, на которых проводились измерения атмосферных параметров от моментов раскрытия основных парашютов. Для «Венеры-5» этот участок составил 36 километров, а для «Венеры-6» — 38 километров.
Разности значений высот, зарегистрированных радиовысотомерами в начале и конце спуска, удовлетворительно совпали с отрезками пути, пройденными аппаратами при спуске на парашюте. Расчеты участков снижения спускаемых аппаратов проводили исходя из условия гидростатического равновесия атмосферы по измеренным значениям температуры и давления в моменты времени, соответствующие полученным отметкам высот, а также с использованием аэродинамических характеристик аппаратов при спуске на парашюте.
Результаты расчетов, сделанных двумя независимыми методами, хорошо совпали друг с другом.
По предварительным данным зарегистрированные высоты на «Венере-5» и на «Венере-6» при одинаковых значениях температуры и давления приводят к значениям, различающимся друг от друга на 12—16 километров. По данным радиовысотомера станции «Венера-5», давление 27 атмосфер соответствовало высоте 24—26 километров, а по данным радиовысотомера станции «Венера-6», то же давление соответствовало высоте 10—12 километров. Эти крайне интересные данные будут подвергнуты дальнейшему тщательному изучению; возможно, это связано со значительными неровностями рельефа, так как спуск происходил над различными участками поверхности планеты, отстоящими друг от друга на несколько сот километров.
Станции «Венера-5» и «Венера-6» полностью выполнили свои задания и передали на Землю данные из более глубоких слоев атмосферы, чем «Венера-4». Они позволили путем непосредственных измерений существенно уточнить химический состав атмосферы планеты и получить надежные значения температуры, давления и плотности ее атмосферы в интервале высот около 40 километров.
Результаты проведенных экспериментов еще раз подтвердили что Венера обладает мощной, плотной атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа, и имеет очень высокие значения давления и температуры у поверхности. Если и дальше, до самой поверхности планеты, температура будет изменяться по адиабатическому закону, то на уровне поверхности, определенном радиовысотомером станции «Венера-6», температура и давление составят 400° С и около 60 атмосфер, а на уровне поверхности, определенном радиовысотомером станции «Венера-5», эти величины возрастут еще более — до 530 С и 140 атмосфер.
Фотоэлектрические датчики, установленные на станциях, не зарегистрировали освещенности атмосферы Венеры на ночной стороне выше порогового значения — 0,5 ватта на квадратном метре. Исключение составляет отмеченное на «Венере-5» одно показание, соответствующее уровню около 25 ватт на квадратном метре, возникшее приблизительно за 4 минуты до прекращения радиосвязи. Этот факт требует тщательного изучения и объяснения.
Результаты новых непосредственных измерений в атмосфере Венеры, осуществленных на советских автоматических станциях «Венера-5» и «Венера-6», трудно переоценить. Впервые был проведен совместный эксперимент двумя автоматическими станциями, осуществившими практически одновременно глубокое зондирование атмосферы Венеры в двух соседних районах планеты.
Полученные уникальные научные данные позволят многое узнать о планете загадок, понять структуру ее атмосферы и процессы, происходящие в ней.
Штурм Венеры продолжается!
Планомерно и последовательно выполняется в Советском Союзе программа исследования космического пространства и планет Солнечной системы с-помощью автоматических космических аппаратов. Автоматические межпланетные станции «Венера-5» и «Венера-6», преодолев около 350 миллионов километров космического пространства, проникли в атмосферу Венеры и передали новую ценную научную информацию об этой планете.
«Выполнение сложного эксперимента свидетельствует о высоком уровне науки и техники в Советском Союзе», — пишет варшавская газета «Трибуна люду». «Русские провели чрезвычайно важные научные эксперименты. Невозможно переоценить научную ценность переданной информации. Эти данные помогут разгадать некоторые из загадок Венеры», — заявил известный английский ученый Бернард Ловелл.
Естественно, что это только начало, это только первые полеты к Венере. Дальнейшие исследования позволят получить много новых интересных данных об этой самой близкой к нам и столь непохожей на Землю планете. Совместный полет станций «Венера-5» и «Венера-6» — это новая выдающаяся победа советской науки и техники, это убедительное доказательство высокого совершенства советской ракетной техники и автоматики, приборостроения и радиотехники, обеспечивших на всех участках полета безупречное действие как всех бортовых систем станций, так и наземных устройств.
«Новая победа отечественной науки и техники в исследовании космического пространства одержана благодаря героическому вдохновенному труду всего советского народа,— отмечается в приветствии Центрального Комитета Коммунистической партии Советского Союза, Президиума Верховного Совета СССР и Совета Министров СССР. — Этот научный подвиг совершен в то время, когда вся наша страна готовится новыми трудовыми достижениями в строительстве коммунизма отметить 100-летие со дня рождения В. И. Ленина — создателя Коммунистической партии Советского Союза и основателя первого в мире государства рабочих и крестьян». Этому юбилею и посвятили свое выдающееся достижение рабочие, техники, инженеры и ученые нашей страны.