«Техника-молодежи» 1975 г №12, с.30-34, 39

Мир потрясем сенсационным сообщением — на Землю прибыли первые фотографии поверхности загадочной планеты Венера. Даже трудно представить себе мысленно тот невероятный путь, который проделали изображения драматического пейзажа раскаленной планеты, прежде чем попасть в руки людей. Телефотометры автоматической станции уловили и преобразовали пейзаж в радиоволны и передали их на искусственный спутник Венеры. Он, в свою очередь, отправил радиоизображение на Землю. Венера — планета, успехи в изучении которой стали традиционными для отечественной науки. Великий Ломоносов в 1761 году обнаружил атмосферу, окружающую Венеру, а ровно двести лет спустя — в феврале 1961 года — к Утренней звезде устремилась первая автоматическая межпланетная станция «Венера-1», прошедшая в 100 тыс. км от планеты. В ноябре 1965 года к Венере были запущены еще две советские автоматические станции, одной из которых — «Венере-3» — суждено было стать первым в мире аппаратом, совершившим перелет с одной планеты солнечной системы на другую. В 1967 году «Венера-4» передала на Землю ценную информацию о химическом составе атмосферы таинственной планеты. «Венера-5» и «Венера-6» в 1969 году уточнили эти сведения, проведя зондирование до высоты 20 км. Температура и давление оказались соответственно 325° С и 30 атм. По этим данным ученые подсчитали: на поверхности Венеры должна быть температура около 500° С и давление около 100 атм. В декабре 1970 года «Веиера-7», достигшая поверхности планеты, подтвердила эти расчеты. «Венера-8», мягко опустившаяся на поверхность планеты в 1972 году, также передала ценную информацию. Она доказала, что, несмотря на облачность, солнечные лучи достигают поверхности Венеры, что существуют заметные различия в освещенности между днем и ночью, что в атмосфере Венеры есть аммиак. «Венера-8» первой сообщила и некоторые сведения о поверхностном слое и породах нашей космической соседки. И вот новый, сенсационный космический успех советской науки — первые фотографии венерианской поверхности, переданные в октябре 1975 года советскими автоматическими межпланетными станциями «Венера-9» и «Венера-10»... Мы попросили прокомментировать первые изображения венерианской поверхности доцента Московского авиационного института Феликса ЗИГЕЛЯ.

На снимках: «Глаз Венеры» — огромное темное пятно диаметром около 1600 км (оно показано стрелками на снимках слева) — зона относительной прозрачности венерианской атмосферы. Надежды ученых увидеть сквозь это «окно» истинный лик планеты не оправдались. Лишь советские автоматические межпланетные станции «Венера-9» и «Венера-10» (аналог их спускаемого аппарата — на снимке справа) передали сенсационное изображение венерианской поверхности.

СЕНСАЦИЯ ГОДА:

Надо быть астрономом, чтобы понять то волнение, с которым рассматриваешь первые снимки поверхности Венеры. Той самой поверхности, до которой веками безуспешно пытались прорваться астрономы. В плотной, всегда облачной венерианской атмосфере тщетно искали они хотя бы какое-нибудь окно или просвет, сквозь который проглянули бы загадочные венерианские ландшафты. Мне помнится, как радостно было заметить в телескоп какие-то чуть уловимые сероватые пятна на диске Венеры. Казалось, что вот-вот погода на Венере улучшится и мы увидим твердую поверхность планеты.

И вот сейчас мы держим в руках ее изображение. Пусть это лишь крошечные участки соседнего мира, но и они говорят о многом.

Обилие разнообразных угловатых камней. Поперечники их невелики, не более полуметра. Заметна их осколочная форма, острые края, отсутствие какой-либо сглаженности.

Конечно, это не метеориты. Плотная густая атмосфера Венеры — серьезная преграда для «небесных камней». Большинство их разрушаются в атмосфере, другие, более крупные, затормаживаются ею почти полностью и затем падают на поверхность как свободно брошенное тело. В этом случае образуются ударные кратеры — небольшие углубления, сравнимые по размерам с метеоритом, а сам метеорит, как правило, остается на дне ударного кратера. Исполинские метеориты весом в тысячу и более тонн, по-видимому, способны пробить атмосферу Венеры и при ударе ее о поверхность взорваться, образовав взрывной метеоритный кратер. Сам метеорит при этом почти полностью испаряется.

Уже несколько лет назад наземные радиолокаторы уверенно обнаружили на Венере кратеры, диаметр наибольшего из них 150 км при глубине около 500 м. Возможно, что некоторые кратеры метеоритного происхождения, хотя скорее всего большинство крупных кратеров Венеры (как и Луны, Меркурия и Марса) имеют вулканическую природу.

АТМОСФЕРЫ ТРЕХ ПЛАНЕТ На схеме (см. с. 32, слева) сопоставлены атмосферы трех планет, представляющих для исследователей наибольший интерес. Эти планеты — Венера, Земля, Марс. Атмосфера планеты все больше рассказывает о себе... Сегодня мы имеем представление об атмосфере трех планет. Венера. Атмосфера этой планеты на 97% состоит из углекислого газа, 2% приходится на долю азота и 1% — на долю примесей — воды, кислорода, аммиака и др. Структура атмосферы такова: до высоты 30—32 км над поверхностью находится слой прозрачного углекислого газа. На высоте 32 км расположен слой аэрозолей и облачный слой. Далее до 88 км следует так называемая атмосферная дымка, на 75% состоящая из капелек серной кислоты. За пределами 88 км — ионосфера. Температура у поверхности — плюс 470° С, на высоте 88 км — минус 25° С. Давление у поверхности — 93 атм. Интересно, что на высоте 55 км давление и температура примерно такие же, как на Земле, — 0° С и 1 атм. По мнению некоторых ученых, на этой высоте находится «подвешенный дождь» — слой, в верхней части которого влага конденсируется и падает каплями вниз. Достигая более нагретых участков, капли испаряются и снова поднимаются вверх, снова конденсируются, снова падают вниз и т. д. В результате получается как бы непрерывно идущий дождь. Земля. Атмосфера ее на 78% состоит из азота, на 21% из кислорода. Оставшийся процент приходится на долю воды, аргона, углекислого газа и др. Структура атмосферы: до 7— 16 км — тропосфера, 10 — 18 км — тропопауза, до 80 км — стратосфера, далее — ионосфера. Температура и давление у поверхности — около 0—10° С и 1 атм, на высоте 15 км — минус 45°С и 0,15 атм. Особенность земной атмосферы — множество разновидностей облаков, образующихся на разных высотах. Кучевые облака — 1—2 км над поверхностью Земли, сложные кучевые облака — 1—5 км, ливневые — 1 — 15 км, слоисто-дождевые — 0,5 — 5 км, перистые — 8—15 км, перламутровые — 28—30 км, серебристые — 82 км. Интересные детали: в стратосфере на высоте 45 — 55 км находится теплый слой, а на высоте 22 — 25 км — слой озона. Марс. Его атмосфера на 65 состоит из углекислого газа, на 30% — из аргона, остальные 5% приходятся на долю примесей — воды, кислорода и т. д. Структура атмосферы проста: до 30—35 им распространяется тропосфера, далее следует ионосфера. Температура и давление на поверхности — минус 43° С и 0,006 атм, на высоте 30—35 км — минус 120°С и 0,00025 атм.

ВЕНЕРИАНСКИЕ ПЕЙЗАЖИ Вот они перед нами — первые снимки венерианской поверхности, переданные «Венерой-9» (вверху) и «Венерой-10» (внизу). А вот и фрагмент станции — этого чуда современной космической техники (справа). Всмотритесь внимательно в верхний снимок. Так выглядел участок, находящийся в северном полушария Венеры на широте 31°42' 22 октября 1975 года в 8 ч 13 мин по московскому времени. «Венера-9» опустилась на то, что по земной терминологии можно было бы назвать глыбовой россыпью. Видна венерианская щебенка (1), чаще встречаются крупные расколотые камни с гладкой поверхностью и острыми ребрами (2). Камни отбрасывают ясно различимые короткие тени (3). Справа — линия венерианского горизонта (4), которая кажется наклонной потому, что телефотометры расположены под углом 45° к поверхности планеты. Внизу — фотография венерианской поверхности совсем из другого района планеты. Спускаемый аппарат станции «Венера-10» опустился на поверхность тоже в северном полушарии на освещенной стороне Утренней звезды, но гораздо ближе к экватору. Расстояние между точками посадки «Венеры-9» и «Венеры-10» около 2200 км. Что же за вид открылся перед телефотометрами аппарата 25 октября 1975 года в 8 ч 17 мин по московскому времени? Пейзаж здесь заметно отличается от того, который передали камеры «Венеры-9». Это место более ровное, камней здесь гораздо меньше, и они похожи на огромные плоские лепешки (5). Можно даже предположить, что это участки застывших лавовых потоков. Тени (3) здесь короче и четче: сказывается то, что солнце находится ближе к зениту. На обоих снимках ясно различаются некоторые детали спускаемого аппарата: часть тороидального титанового кольца, на которое опирается аппарат, — синие стрелки; лежащий на венерианском грунте радиационный плотномер — красные стрелки; кожух, сброшенный с иллюминаторов телефотометров, — зеленая стрелка. Обе фотографии в нескольких местах пересекаются вертикальными линиями — желтые стрелки. Первое впечатление — это помехи. Но в действительности это не помехи. Просто через равные промежутки времени телекамера на несколько секунд уступает канал связи для передачи другой научной информации.

ПЕРВЫЙ ПОРТРЕТ ВЕНЕРЫ

Местность, снятая «Венерой-9», более всего напоминает склон какого-нибудь крупного земного вулкана, а камни Венеры — вулканические бомбы. Их отличная сохранность свидетельствует, по-видимому, об их небольшом возрасте — ведь эрозия на Венере, вероятно, значительна. Кроме высокой температуры и огромного давления, равноценного давлению километровой толщи воды, на раскаленные камни Венеры действует ветровая эрозия. Правда, у поверхности Венеры ветры слабые, но зато плотность атмосферы в 60 раз больше плотности комнатного воздуха. По этой причине даже ветры в 5-6 м/с создают у поверхности Венеры скоростной напор, равноценный действию земных ураганов. Пыль, поднятая этими ветрами, должна постепенно разрушать камни, сглаживать их острые углы. Так как на снимке этого не видно, возраст камней, повторяем, невелик, а значит, вулканизм на Венере скорее всего и ныне отличается высокой активностью. Кстати сказать, некоторые детали рельефа, заснятые «Венерой-10», напоминают застывшие лавовые потоки. В пользу такого вывода свидетельствует и непосредственный анализ грунта Венеры, проведенный «Венерой-8»: по составу и механическим свойствам венерианский грунт похож на земные изверженные породы.

Камни Венеры внешне похожи на многочисленные лунные камни, представляющие собой или вулканические бомбы, или осколки поверхностных пород, образующиеся при падении метеоритов. Но на Луне нет атмосферы, и ее метеоритная «бомбежка» продолжается по меньшей мере сотни миллионов лет. Атмосферный же щит Венеры предохраняет ее от метеоритных разрушений, которые там скорее исключение, чем правило.

Радиолокационные наблюдения с Земли показали: рельеф Венеры сравнительно ровный, гладкий, перепады высот не превышают 2—3 км.

На снимках: Вымпелы, установленные на борту автоматической станции и спускаемого аппарата автоматической станции «Венера-9».

Но хотя на Венере, по-видимому, нет таких исполинских вулканов, как марсианский Никс Олимпик, достигающий в высоту 20 км, вулканизм в эволюции Венеры, судя по всему, играл (и играет!) немалую роль.

Четкость снимков показывает, что, несмотря на облачный покров, у поверхности Венеры сравнительно светло. Более того, прекрасно различимы тени, отбрасываемые камнями в одном направлении. Похоже на то, что в момент экспозиции на небе Венеры сквозь облака все же просвечивало огромное солнце (там оно кажется на 40% большим, чем на Земле). В таком выводе нет ничего абсурдного.

Кусочки соседнего мира, зафиксированные на снимках, несколько напоминают каменистые склоны земных гор. Но когда вспомнишь, что на эти камни давят 100 атм и они накалены до температуры красного каления железа, что вокруг нет ни капельки воды, ни малейших следов жизни, желание прогуляться по Венере пропадает. Надолго (если не навсегда) изучение этой планеты останется привилегией автоматов.

ВЕНЕРА: ЦИФРЫ И ФАКТЫ Зачарованные внешней привлекательностью Венеры (кто не любовался ею в вечерние или утренние часы!), многие астрономы еще каких-нибудь десять лет назад считали соседнюю планету наряду с Марсом наиболее вероятной обителью жизни в солнечной системе. Конечно, речь шла не о венерианском человечестве, а об иных, скорее всего низших нормах жизни. Согласно, например, астроботаническим исследованиям Г. Тихова поверхность Венеры считалась обильно покрытой красноватыми полями и оранжевыми лесами. Но никто и не подозревал, что действительность окажется столь неожиданно суровой. Советские межпланетные автоматические станции сообщили на Землю удивительные сведения, окончательно подорвавшие надежды оптимистов. Причем с каждым новым полетом к Венере воображению рисовались все более и более мрачные картины. Сегодня облик соседней планеты мы представляем себе так. Планета Венера, ближайшая к нам планета (минимальное расстояние до нее составляет 42 млн. км), обращается вокруг Солнца за 225 суток. Но если год Венеры значительно короче земного, то сутки на Венере, наоборот, в 243 раза продолжительнее земных, причем Венера вращается в обратном направлении (по отношению к вращению Земли и других планет). Из этого следует, что в течение венерианского года наблюдатель на Венере увидит лишь два восхода и два захода Солнца. Венера почти на 17% легче Земли и на 5% меньше ее по диаметру. Относительная близость к Солнцу (108 млн. км) во многом сказалась на температурном режиме планеты и физической обстановке, господствующей на ее поверхности. Ось вращения Венеры почти перпендикулярна плоскости ее орбиты, и потому на Венере нет смены времен года. Климатические условия зависят там (и то в очень слабой степени) лишь от положения местности по отношению к полюсам или экватору Венеры. Поверхность планеты долгое время считалась недоступной для непосредственного наблюдения. Плотная облачная атмосфера, сильно рассеивающая солнечные лучи (отсюда и красивый, яркий блеск Венеры), не позволила астрономам составить карту поверхности планеты. Таких карт нет и сегодня, но благодаря автоматическим межпланетным станциям ученые увидели «просветы» в ее облаках и обнаружили сложные движения облачных масс. Что же касается мощного облачного покрова, то он оказался лишь внешне похожим на земные облака. Судя по всему, облака Венеры состоят из капелек концентрированной серной кислоты с примесью плавиковой и соляной кислот! В этой ядовитой атмосфере на больших высотах постоянно дуют сильнейшие ветры, по сравнению с которыми самые мощные земные ураганы кажутся легким ветерком. Облачный покров Венеры играет роль теплого одеяла, создающего так называемый парниковый эффект. Хотя до поверхности Венеры доходит лишь 1% падающего на нее солнечного излучения, этого оказывается достаточным для сильного нагрева твердых пород. Трудно представить себе обстановку более суровую и ужасающую, чем мир Венеры. И все-таки на высоте 50 — 55 км над поверхностью Венеры условия в ее атмосфере (давление, температура) напоминают земные. Кто знает, может быть, здесь существует какой-нибудь атмосферный планктон или иные примитивные формы жизни? Не спешите с ответом — лишь будущие исследования решат этот вопрос.

ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА МАРСЕ? Эта машинка стоит 230 млн. долларов, а вся программа, связанная с доставкой двух таких машинок на поверхность Марса, обойдется в миллиард. Первая из них уже находится в пути к «Красной планете». 20 августа этого года космический аппарат «Викинг» отправился в путь. Пролетев 700 млн. км, он выйдет на околомарсианскую орбиту и начнет фотографировать долину Хриса, пока не найдет подходящего места для посадки. На поверхность сядет только посадочный модуль весом в 1 т. Он будет передавать информацию на трехтонный орбитальный модуль, выполняющий роль радиорелейной станции. Посадка произойдет автоматически, без команды с Земли, под руководством бортовой ЭВМ, которая возьмет на себя управление от маневров на орбите до легкой посадки в долине Хриса. С 1280 км до 6 км посадочный модуль будет падать свободно, на высоте 6 км раскроется парашют, на протяжении последних 1,5 км станут работать тормозные ракетные двигатели. После посадки «Викииг» передаст на Землю сводку марсианской погоды, черно-белый снимок ландшафта и сейсмическую информацию. Через 18 часов на Землю начнет передаваться цветной снимок, который покажет красные и розовые тона марсианской пустыни, а может, н восход или заход Солнца. Через неделю начнется передача данных о составе марсианского грунта в трех метрах от модуля. Эти анализы должны дать ответ на давно уже всех волнующий вопрос: есть ли на Марсе жизнь? (США)