40 лет назад, в 1984 году, две советские автоматические межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2» были отправлены к Венере. Это стало финальным этапом беспрецедентного космического проекта длиной в 20 лет, в котором участвовали десятки автоматических аппаратов. В ходе проекта были получены единственные до сих пор (!) снимки поверхности планеты и изучен состав венерианской атмосферы. Как показывает практика, все знают про марсоходы NASA и прожекты Илона Маска, но мало кто помнит про космическую программу «Венера» в СССР. В День космонавтики рассказываем эту удивительную историю.
Что это было
Планетолёт висел над громадным, тускло освещённым туманным куполом. Сероватые тени ползли по блестящему оранжевому полю, медленно сближались и расходились, свивались в кольца и разрывались на неверные исчезающие пятна. <…> тончайшие розовые, желтые и серые дымчатые ленты переплетались между собой, но не смешивались; то ясные и отчётливые, то затянутые однообразной рыжей дымкой…
Вот она какая, Венера, «самая страшная планета в Солнечной системе»!
Стругацкие, «Страна багровых туч» (1959)
Начнем с конца — собственно, с юбилейного повода. Формально проект «Вега» (в отличие от предыдущих двух этапов программы «Венера») был международным. В конструировании научных приборов и обслуживающих их систем участвовали учёные восьми стран: Австрии, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Франции, ФРГ и Чехословакии, а также в проекте принимали косвенное участие Европейское космическое агентство, Япония, США. Во главе всего этого предприятия, однако, стоял именно Советский Союз.
Были изготовлены две идентичных автоматические межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2». 15 и 21 декабря 1984 года их запустили с космодрома Байконур на ракете «Протон». Через 6 месяцев полета роботы преодолели 45 миллионов километров и приблизились к Венере. 9 и 13 июня 1985 года от «Веги-1» и «Веги-2» были отделены спускаемые аппараты.
В результате их работы ученые получили огромное количество данных об атмосфере Венеры и кометы Галлея (которая как раз удачно пролетала мимо, ее период возвращения составляет в 75 лет, в следующий раз возможность изучить комету будет в 2061 году).
Последний сеанс связи со станциями состоялся в 1987 году, после этого они замолчали и до сих пор где-то кружат вокруг Солнца как памятник ушедшей цивилизации.
Началась перестройка, СССР распался, и все энтузиасты космоса забыли про Венеру и переключились на Марс, на который в 1997 году США высадили первый в истории марсоход Sojourner, приславший панорамные цветные снимки с поверхности красной планеты.
Лирическое отступление: когда я, автор этих строк, в 2022 году увидел, как научно-популярные сайты пестрят заголовками вроде «НАСА делает потрясающие, первые в своем роде снимки поверхности Венеры», за державу стало немного обидно. Да, нынешние фотографии с орбиты прекрасны, высокоточны, дают панораму. Но первые в своем роде! Когда еще 50 (пятьдесят!) лет назад советские АМС сделали цветные фото с поверхности планеты, а не с орбиты. Да еще и в совершенно адских условиях при температуре более 470°С и давлении в 90 с лишним атмосфер.
Где-то в тот же период я начал опрашивать своих знакомых, а слышали ли они вообще что-то про советских роботов на Венере, про все эти фотографии, про передачу межпланетных данных в эпоху до интернета…Оказалось, никто ничего не знает, а некоторые очень удивлялись и подозревали, что я это придумал. Так я решил, что когда-нибудь напишу этот текст (который сейчас вы читаете).
История разработки
В январе 2024 года Роскосмос также вспомнил о проекте «Венера», правда, по другому поводу, опубликовав рассекреченные архивные документы о создании космических аппаратов «Венера-11» и «Венера-12».
«45 лет назад, в сентябре 1978 года, с космодрома Байконур ракетами-носителями "Протон-К" были запущены автоматические станции "Венера-11" и "Венера-12", спускаемые аппараты которых через три месяца совершили мягкие посадки на Венеру и провели ее исследование. Госкорпорация "Роскосмос" публикует рассекреченные документы о создании этих станций», — говорится в сообщении пресс-службы Роскосмоса.
В декабре 2024-го, меж тем, глобальный юбилей у всей программы — 65 лет с того момента, как «Венере» дали старт. До исторического полета Гагарина оставалось еще два года, но запускать роботов в космос в Союзе уже опробовали: в январе 1959-го вблизи Луны успешно пролетела первая в истории автоматическая межпланетная станция «Луна-1».
Как это было
До момента физического исследования Венеры с помощью роботов мы практически ничего о ней не знали. Проект делался на огромном энтузиазме — нередки были рассуждения о том, что на Венере действительно можно будет найти жизнь.
Всего в ходе продлившейся четверть века программы «Венера» ко второй планете от Солнца советские ученые отправили 26 автоматических межпланетных станций.
При описании советского исследования Венеры, его обычно делят на несколько этапов:
Первые три тестовых поколения аппаратов (1961-1965), которые в большей степени были пробными — из одиннадцати станций до Венеры долетели только две, но и это уже считалось ощутимым успехом, ведь подобного в истории никогда раньше не было.
Следующее, уже в основном удачное поколение, собственно, АМС типа «Венера» (с 4-й по 16-ю, 1967-1983). Все 12 запусков прошли успешно, все аппараты достигли Венеры и заложили колоссальную научную базу в нашем понимании этой планеты.
Станции-близнецы «Вега-1» и «Вега-2», которые формально были уже отдельным проектом, хотя делались теми же людьми в рамках тех же производственных мощностей.
«Википедию» пересказывать не буду, но опишу кратко, что именно у советских ученых получилось в плане результатов:
1967 год — «Венера-4» стала первым аппаратом, проникшим в атмосферу другой планеты и передавшим оттуда научные данные. Впервые были проведены прямые измерения температуры, плотности, давления и химического состава атмосферы Венеры. В атмосфере планеты обнаружилось преобладание углекислого газа (≈ 90 %), радиационные пояса у планеты отсутствовали, а магнитное поле оказалось в 3000 раз слабее магнитного поля Земли.
1970 год — спускаемый аппарат «Венера-7» впервые совершил мягкую посадку на поверхность Венеры. В этот раз информация передавалась 53 минуты, в том числе 20 минут — с поверхности (также впервые в истории).
1975 год — «Венера-9, 10» сделали первые черно-белые панорамные изображения с поверхности другой планеты.
1982 год — «Венера-13, 14» впервые получили цветные изображения поверхности и провели прямой анализ грунта планеты, проработав около часа, прежде чем стихия вывела их из строя.
Спустя четыре десятилетия снимки с «Венеры-14» все еще остаются последним и единственным цветным изображением с поверхности второй планеты от Солнца.
Фотографии другого мира
5 марта 1982 года спускаемый аппарат миссии «Венера-14» совершил успешную посадку на поверхность второй планеты Солнечной системы. В общей сложности он проработал 57 минут, успев передать цветную панораму окружающей местности. Помимо камер на «Венере-14» (и ее близнеце, «Венере-13») были установлены приборы для определения химического состава планеты: масс-спектрометр, газовый хроматограф, оптический спектрофотометр, нефелометр, рентгеновский флуоресцентный спектрометр, а также акселерометр, барометр, гидрометр и радиосейсмограф.
Любопытный факт: цветные фотоснимки могли бы быть получены еще за несколько лет до этого, когда в 1978 году станции «Венера-11» и «Венера-12». Оба аппарата успешно сели и проработали свыше часа на поверхности планеты. Но…у обоих АМС просто не открылись крышки на объективах!
О том, как происходил процесс фотосъемки на Венере, есть большая техническая статья 11-летней давности здесь, на Хабре. Отмечу некоторые любопытные моменты:
Ученые заранее знали, что жизни они не найдут. Еще «Венера-7», запущенная в 1970 году, показала, что температура в районе посадки превышала 450°C, а величина атмосферного давления составляла 90 атмосфер. Никакая на тот момент известная науке форма жизни не могла бы обитать в таких условиях.
Занимательно, что это не остановило конспирологов, которые и десятилетия спустя указывали на некоторые странные объекты, сфотографированные советской АМС, которые на одном снимке присутствовали, а на другом уже нет (предполагая, что это нечто, чем бы оно ни было, «успело переместиться»).
На самом деле речь скорее всего идет про артефакт передачи данных.
Надо понимать, что венерианские снимки передавались отнюдь не в том виде, в котором мы их видим. Из-за экстремальной среды любая камера, размещенная за пределами аппарата, была бы просто уничтожена за считанные минуты. Советские инженеры нашли выход: они поместили телефотометр внутрь спускаемого аппарата. Через специальный иллюминатор свет с поверхности попадал к перископическому устройству, которое затем направляло его к камере.
Исходный снимок был полон шумов и выглядел так (пример фото с «Венеры-9»):
Получившийся результат очищали от артефактов вручную (пример фото с «Венеры-10»).
Таким образом, загадочный скорпиончик (?) с несомненно кислотной кровью, к сожалению, скорее всего не существует.
Как передавались данные с поверхности другой планеты? Аппарат на земле отсылал данные на орбитальную часть, а уже с нее они отправлялись на землю. Скорость передачи конечно была немыслимая для человека сегодня: например, во время экспедиции «Венера-4» (1967) она составляла один бит (!) в секунду. Учитывая скорость разрушения приборов в хищной атмосфере Венеры и тем более на ее поверхности, удивительно, что советские ученые вообще в итоге получили такой исчерпывающий набор данных.
Дальняя космическая связь, кстати, тоже была создана буквально за пару лет той же самой командой Келдыша-Королева: в декабре 1959 года принято решение о строительства вблизи Евпатории первой в истории человечества станции дальней космической связи (комплекс АДУ-1000). А в феврале 1961-го центр уже полностью готов и начинает работать с АМС программы «Венера».
Просто представьте, сколько бы это заняло времени сегодня, даже при гораздо менее амбициозной задаче.
Лирика и физика
Венера была известна с древних времен, как звезда Утренняя и Вечерняя. Ее ассоциировали с богиней любви, красоты и плодородия — хотя теперь ясно, что это хищная, опустошающая и токсичная для всего живого планета (впрочем, любовь бывает и такой).
Атмосфера Венеры на 96,5% состоит из углекислого газа, на 3,47% — из азота, дышать и жить там невозможно. Фактически «воздух» над Венерой это вообще не воздух, а полужидкий-полугазообразный океан.
Мечты романтиков о межпланетной колонизации жестоко разбились о реальность Венеры, каменистой пустыни с кислотным небом.
«Высокая температура и отсутствие жидкостей на поверхности Венеры исключают возможность существования там любой жизни, хотя бы отдаленно похожей на земную. В атмосфере, на уровне верхнего слоя облаков, температура уже подходит для земных микробов-экстремофилов (50–100 °С), но из жидкости там только микрокапли серной кислоты и нет источников микроэлементов, которые необходимы даже наиболее самостоятельным микробам», — говорит Михаил Никитин, научный сотрудник НИИ ФХБ им. А.Н. Белозерского МГУ, автор книги «Происхождение жизни: от туманности до клетки».
Есть ли у исследований Венеры будущее?
После того как были получены цветные снимки Венеры, исследован ее состав, и стало окончательно ясно, что перспектив колонизации у планеты нет — интерес к исследованиям второй планеты от Солнца закономерно угас. Тем более, что проект, кратко описанный на нескольких страницах выше, в реальности занял четверть века, и заканчивали его уже совсем не те люди, которые начинали.
Возможно какая-то жизнь есть в небе Венеры, над кислотными облаками, где чуть более щадящие условия — но в лучшем случае это микробактерии-экстремофилы. Практической пользы такое открытие не принесет.
За последующие 40 лет больше ни одна космическая миссия не пыталась повторить достижение советских «Венер». В 2029 году NASA планирует в рамках миссии DAVINCI+ запустить в атмосферу Венеры зонд с инфракрасной камерой — но на поверхность он спускаться не будет.
Примерно на то же время (после 2030 года) нацелена российская миссия «Венера-Д», которая неоднократно откладывалась в течение последних десятилетий. Этот план уже более амбициозен и предусматривает высадку на поверхность долгоживущих автономных станций.
Но пока все это остается только проектами.
