«Стояли с открытыми ртами». Как советские ученые впервые сфотографировали Венеру под облаками

Зонды нового поколения

Советский Союз запускал к Венере исследовательские аппараты с 1961-го — раз в полтора года, как открывалось стартовое окно. Далеко не все миссии были удачными, но в 1967 году советским инженерам удалось доставить в атмосферу планеты небольшой шар — зонд «Венера-4», спускающийся на парашюте. Он был заполнен оборудованием для изучения атмосферы. За первым шаром последовали другие — «Венера-5, «6», «7» и «8», которые подтвердили наличие на планете крайне неблагоприятной среды. Температура воздуха у поверхности превышала 400 градусов, а давление приближалось к 100 атмосферам. Земная техника к таким условиям не приспособлена, не говоря уже о людях.

Несмотря на очевидные препятствия, ученые были полны решимости получить фотографии поверхности Венеры. От наблюдателя на Земле и на орбите она закрыта плотными облаками, так что, несмотря на относительную близость планеты к Земле и многочисленные пролеты автоматических зондов, никто понятия не имел, как же Венера выглядит. Поэтому советские инженеры решили создать аппараты нового поколения — не относительно простые шары на парашютах, а настоящий посадочный аппарат с серьезным оборудованием на борту. Ради его основательной подготовки даже пропустили стартовое окно 1973 года.

За основу аппарата нового поколения были взяты посадочные зонды частично удачной программы «Марс», но конструкцию пришлось сильно переделать. Слишком разные проблемы ждут зонды на этих планетах. Если на Марсе главное — иметь большой тормозной щит и не менее большой парашют, чтобы не разбиться в разреженной атмосфере, то в плотной среде Венеры проблем с торможением не было. Напротив — до поверхности надо было долететь как можно быстрее, чтобы жар атмосферы не успел проникнуть сквозь защитные слои и уничтожить электронику.

Выжить в адской топке

Поэтому была разработана уникальная, «перевернутая» схема посадки. На большой высоте — еще в облаках, где температура низка — раскрывался большой трехкупольный парашют, который позволят аппарату передать как можно больше данных об атмосфере. На определенной высоте парашют планировалось сбросить, и дальше аппарат падал бы быстро, тормозя лишь аэродинамическим щитом, который выглядит как «юбка» вокруг аппарата. Конструкция была достаточно прочной, чтобы пережить падение без тормозных ракет, с помощью одних лишь амортизаторов.

Главные компоненты зонда были заключены в 80-сантиметровую сферу из титана, зажатую между амортизатором внизу и «юбкой» тормоза вверху. В ней помещалась почти вся электроника и система управления, которая должна была проработать как можно дольше. Снаружи сфера была покрыта 12-сантиметровым слоем изоляции, еще один, дополнительный слой, был внутри, а незадолго до расстыковки орбитальный аппарат закачивал в спускаемый зонд холодный воздух, охлаждая его внутренности до -10°C. Чтобы выиграть у обжигающей атмосферы еще больше времени, в сферу положили теплоаккумуляторы на основе тригидрата нитрата лития. Эта соль плавится при 33°C и, подобно льду, поглощает при этом много энергии, задерживая прогрев приборов.

Эти меры в совокупности с большими аккумуляторами должны были обеспечить существование на поверхности в течение двух часов. С учетом того, что, по сути, аппарату предстояло жариться на углях, — это довольно много.

Торможение и спуск

8 июня 1975 года «Венера-9» взлетела с Байконура на ракете «Протон», а спустя 6 дней за ней вдогонку отправилась «Венера-10» — по сути, аппарат-двойник. Обе станции летели прямо в планету, но 20 октября, за несколько дней до прибытия, отстыковали от себя спускаемый зонд, а сами начали серию маневров для выхода на орбиту, чтобы играть роль ретрансляторов.

Отстыкованный фрагмент выглядел как 2,4-метровая гладкая сфера с надписями «СССР» вдоль ее условного экватора. Это была всего лишь прочная скорлупа, покрытая абляционным материалом, внутри которой находился сам зонд. Оболочка защищала от нагрева при входе в атмосферу на скорости 10,7 км/с и обеспечивала начальное торможение: перегрузки были огромными и достигали 150 g, заведомо гибельных для человека при хоть сколько-то долгом воздействии.

Однако это длилось всего 6 секунд, и при достижении высоты 65 км и скорости 250 м/с «Венера-9» сбросила нижнюю половинку защитной скорлупы и раскрыла закрепленный на верхней части парашют. Затем аппарат сам выпал из верхней половинки и раскрыл три главных парашюта. Включились научные приборы, и началась 20-минутная фаза исследования атмосферы. Затем, на высоте 50 км, когда температура начала расти, зонд сбросил парашюты и начал 50-минутный свободный полет. Из-за плотной атмосферы небольшого щитка хватило, чтобы скорость касания грунта составила 7 м/с — это примерно как падение со второго этажа на Земле.

Эксклюзивное благо

22 октября 1975 года в 5:13 UTC «Венера-9» совершила посадку на вулканическую равнину области Бета, на дневной стороне планеты. Аппарат упал на склон и встал под углом 10 градусов, но широкая опора предотвратила его опрокидывание. Каждая минута была на счету, и потому сразу же заработали основные научные приборы, ради которых аппарат и послали.

Самый банальный из них — чашечный анемометр для измерения скорости ветра, который можно увидеть на любой земной метеостанции. Чуть более редкими были гамма-денсиометр для получения информации о плотности грунта и гамма-спектрометр для определения содержания радиоактивных элементов. Все они принесли бесценные для планетологов данные. Однако самым интересными были камеры.

Их было две, по одной с каждой стороны аппарата. Их установили так, чтобы аппарат мог сфотографировать область в 1,5–2 метрах от себя, но оснастили поворотными зеркалами, позволяющими построить панораму. Для простоты можно представить их в качестве направленной вперед и вниз человеческой головы — прямо перед собой глаза будут видеть только пол, но, поворачивая шею вправо и влево, можно обозреть пространство до горизонта. По задумке, камеры должны были сканировать горизонт и передавать изображение на орбитальный аппарат, а тот — на Землю.

На Земле сигнал принимал самописец, данные с которого можно распечатать в виде хорошо экспонированной фотографии — именно в таком виде снимки «Венеры-9» увидело абсолютное большинство людей. Однако изначально венерианский пейзаж предстал совершенно в другом виде.

«Мы с моим коллегой и другом, разработчиком этих приборов Арнольдом Селивановым, стоим в специальной комнате, около самописца, и ждем появления сигнала. Самописец, очень примитивный даже по тем временам прибор, вдруг начинает жужжать, и из него выползает влажная бумага с какими-то неясными очертаниями. И только внимательно присмотревшись, мы вдруг осознаем, что это ландшафт Венеры. Мы стоим с открытыми ртами. Арнольд толкает меня и говорит: «Миш, а ты понимаешь, что кроме нас с тобой этого никто в мире пока еще не видел?» Это было настоящее счастье первооткрывателя и, наверное, одно из самых сильных впечатлений в жизни», — вспоминал об этом событии в беседе в «Газетой.Ru» Михаил Маров, научный руководитель советских венерианских миссий.

Это была привилегия, которой не могли удостоиться ни президенты, ни генсеки, которая стала наградой за десятилетия упорного труда.