Утренняя богиня красоты с тяжёлым характером



    Доброй ночи, Гиктаймс. Сегодня мы решили вспомнить о важном событии, которое произошло ровно 47 лет назад, 18 октября 1967 года. В этот день межпланетной станции «Венера-4» впервые в истории удалось осуществить прямые измерения атмосферы другой планеты и передать их на Землю.

    Как подсказывает Капитан Очевидность, это был далеко не первый аппарат, отправленный для исследования второй планеты Солнечной системы. До этого были пролётные «Венера-1» и «Венера-2», а также посадочная «Венера-3». Но из-за потери управления ещё до подлёта к планете станция разбилась.



    С четвёртой «Венерой» повезло больше. После входа в атмосферу штатно отделился спускаемый модуль, а орбитальная часть продолжала передавать на Землю телеметрическую информацию, пока не сгорела в атмосфере.

    Спускаемый на парашюте модуль в течение 93 минут исправно слал информацию, но поверхности всё же не достиг. По крайней мере, в целом виде. Дело в том, что атмосферное давление на поверхности Венеры оценивали в 10 атмосфер, причём инженеры заложили в конструкцию спускаемого модуля двойной запас прочности. Но уже на высоте 28 км его раздавило. Впоследствии выяснилось, что расчёты оказались совершенно ошибочными, и давление на поверхности достигает аж 93 атмосфер. Тем не менее, впервые в истории человечества удалось непосредственно измерить температуру, плотность, давление и химический состав атмосферы другой планеты.



    Спускаемый модуль должен был проработать около 100 минут, именно столько питал бы аппаратуру аккумулятор, подзаряжавшийся в течение перелёта от солнечных батарей. Учёные с высокой точностью рассчитали температуру на поверхности планеты в 450 градусов Цельсия, последующие измерения дали более точные данные — 475 градусов. Один из филиалов ада, не иначе. Из-за столь высокой температуры и огромного атмосферного давления ни один из исследовательских аппаратов не смог проработать на Венере более двух часов.

    Советская программа исследования Венеры с помощью автоматических межпланетных станций до сих пор остаётся непревзойдённой по достигнутым результатам, объёму полученных данных и количеству аппаратов, достигших планеты и внёсших вклад в расширение наших знаний об этой раскалённой планете (19 штук). «Венера-1» была запущена за два месяца до полёта Юрия Гагарина, а последний наш аппарат, участвовавший в изучении «Утренней звезды», Вега-2, стартовал почти через 24 года.

    За прошедшие с тех пор почти 30 лет в нашей стране и в мире произошло много всего, и было не до Венеры. Сегодня наша космическая программа куда скромнее, и более высокий приоритет имеют исследования Луны и Марса, что объясняется соображениями исключительно практического свойства — пока что это наиболее вероятные кандидаты для отправки пилотируемых кораблей и освоения. Это не адское сумрачное углекислотное пекло, в котором, на последнем издыхании, высокозащищённые аппараты работали считанные десятки минут. Но всё же Венеру стараются не забывать, хотя и по остаточному, судя по всему, принципу, — станцию «Венера-Д», чей спускаемый модуль сможет проработать на поверхности около одного года, планируют запустить не раньше, чем через 10 лет.

    Из-за экстремального климата Венера не представляет серьёзного интереса с точки зрения возможной колонизации, в отличие от Луны и Марса. Вернер фон Браун, невероятно талантливый конструктор-ракетчик, автор ракетной программы Третьего Рейха, чей дар граничил с гениальностью, в 1954 году предсказал, что люди смогут прибыть на Марс не ранее 50-х годов нашего столетия. И судя по тенденциям, его прогноз может оказаться невероятно точным. А ведь это Марс, несравненно более простая для освоения планета, чем Венера.

    Тем не менее, ещё сравнительно недавно люди активно фантазировали на эту тему, создавали проекты освоения Венеры. Например, предлагалось бомбардировать её капсулами начинёнными водорослями, которые бы размножались и перерабатывали углекислоту, из которой состоит атмосфера планеты.



    Правда, на Венере нет ни капли воды. Даже если забросить на неё каким-то образом несколько огромных комет, состоящих изо льда, то при почти 500 градусах Цельсия вода будет присутствовать исключительно в виде пара. Многие идеи освоения Венеры оперировали летающими конструкциями, находящимися в куда более благоприятных условиях с точки зрения температуры и давления.















    Современные идеи конструкций жилых поселений на Венере куда скромнее. Например, вот такая летающая станция, находящаяся на высоте 50 км, между слоями сернокислотных облаков и сернокислотного тумана, где давление равно примерно одной атмосфере.





    А вот небольшое видео, демонстрирующее опыт по погружению воздушного шарика в углекислоту, что призвано проиллюстрировать идею возможности создания летающих поселений на Венере:



    Зачем?

    Учитывая трудности обеспечения жизни на Венере, возникает вполне резонный вопрос: «А зачем это вообще нужно, ради чего корячиться?». Есть несколько причин.

    Первая и очевидная — изучение планеты. Для атмосферы Венеры характерны ряд особенностей, которые ставят учёных в тупик. При этом речь идёт не об абстрактном научном любопытстве. Поскольку Венера очень близка по размерам к Земле, то изучение причин возникновения и механизмов существования тех или иных явлений может помочь в решении некоторых проблем у нас «дома». Вот некоторые из загадок венерианского климата:

    • До возникновения парникового эффекта, поддерживаемого плотнейшей углекислотной атмосферой, была ли Венера такой горячей?
    • Существовал ли на Венере когда-либо океан? Если да, то была ли в нём жизнь? (Содержание водяного пара в атмосфере оценивается на уровне всего лишь 0,02%)
    • В чём причина геологической нестабильности поверхности планеты? По оценкам, возраст поверхности составляет всего 500 млн лет.
    • В чём причина атмосферной суперротации? Практически весь объём атмосферы Венеры вовлечён в один гигантский ураган, то есть вся газовая оболочка планеты движется в одном направлении.
    • Каков состав аэрозольных частиц, имеющихся в атмосфере Венеры?
    • Каков состав «снега» на вершинах венерианских гор?
    • Какова причина химического дисбаланса атмосферы? В верхних слоях обнаружены сероводород и сернистый газ, которые без постоянного источника «подпитки» должны были в результате химической реакции образовать другие соединения. Кроме того, обнаружен сульфид карбонила, синтез которого неорганическим способом весьма непрост. Всё это подпитывает надежды учёных на существование микроорганизмов в верхних слоях плотной венерианской атмосферы, которые и являются источников производства трёх вышеуказанных газов.

    Вторая причина колонизации Венеры заключается в добыче полезных ископаемых в поясе астероидов, до которого от Венеры лететь быстрее, чем от Земли (0,95 года против 1,05). Это обеспечивается более высокой орбитальной скоростью Венеры из-за её близости к Солнцу.

    Третья причина колонизации Венеры — получение опыта в создании поселений в крайне неблагоприятных условиях. Для тех времён, когда человечество сможет выйти за пределы Солнечной системы. Но это уже задел на совсем далёкое будущее.
    Mail.ru Group
    Building the Internet

    Comments 12

      0
      Спасибо за статью, очень интересно.

      Каждый раз, когда я слышу про трудности в изучении Венеры, я не понимаю, неужели так трудно сделать спускаемый аппарат для её условий? Хочется немного пофантазировать.

      Высокое давление? ОК, делаем сравнительно небольшой спускаемый аппарат в виде шара из толстенного кварцевого стекла. Внутри камера, радиопередатчик, РИТЭГ и всё, что нам надо, но если нужно вывести что-то наружу,… — ну вот все же видели радиолампы, люди давно умеют герметично выводить из стеклянной колбы наружу металлические выводы.

      Кислотная среда? ОК, делаем всё, что выходит из стекла, из инертного металла, скажем, из платины.

      Высокая температура? ОК, делаем самый обычный холодильник: снаружи нашей сферы торчит радиатор (из платины), внутри испаритель (с обдувающим его вентилятором) и компрессор, качающий по контуру хладогент. Вместо привычного в холодильниках фреона, понятно, нужно подобрать что-то высокотемпературное. Не хватит одного контура охлаждения — делаем двух-, трёхконтурный. Оттестировать всё это реально на Земле в какой-нибудь доработанной автоклаве.

      По-моему, этого уже достаточно, чтобы сделать стационарную платформу, работающую пока ещё есть плутоний в РИТЭГе или пока не сгорит компрессор в системе охлаждения. Сделать венероход, наверное, посложнее, но тоже не вижу особых трудностей… Можно продумать шагающую конструкцию на «ногах», которые будут сгибаться/разгибаться тягами, управляемыми актуаторами из центрального шара, только надо продумать герметизацию «коленей» этих ног.

      Выглядит осуществимо, но тем не менее реальные аппараты делались иначе. Скажем, вместо холодильника использовалось предварительное охлаждение и затем поглощение тепла веществом при фазовом переходе, понятно, что этого хватит ненадолго. Может, я чего-то не учитываю?
        +1
        Возможно, в конечном итоге все упирается в забрасываемый вес (особенно учитывая элементную базу на тот момент, пока ещё исследования Марса и Венеры проходили параллельно)?

        Можно продумать шагающую конструкцию на «ногах», которые будут сгибаться/разгибаться тягами, управляемыми актуаторами из центрального шара, только надо продумать герметизацию «коленей» этих ног.


        А вот по этому поводу у меня была другая мысль — зачем наружу вообще что-то выставлять? Почему бы не использовать принцип шарика для хомячка (у него, конечно, будут проблемы с преодолением «ступенек» и подъемов в целом, но зато конструктивно это куда проще)?
          0
          > Почему бы не использовать принцип шарика для хомячка (у него, конечно, будут проблемы с преодолением «ступенек» и подъемов в целом
          Судя по журналам тех лет (на память помню), подобных идей был десяток (может и больше). В том числе и с преодолением горок, благодаря ребрам на эдаком кольце опоясывающем сферу вертикально.
          +5
          Это очень экстримальные условя. Энергии, чтобы что-то охлаждать в атмосфере температурой 500 градусов, нужно приложить столько, что это просто невыгодно.
          Холодильник работает настолько эффективно, насколько окружающая среда холодная. Иными словами, температуру нужно куда-то рассеивать. И холодильник основывается на том, что в сжатом виде житкость имеет большую температуру, чем температура окружающей среды, этим её рассеивает в ней, затем расширяется (с потерей температуры), забирая температуру из охлаждающегося тела. Теперь представьте, как нужно сжимать жидкость, чтобы получить разность температур в 500, а то и более градусов (т.е. электроника нормально функционирует при температуре до 100 градусов, а чтобы отдавать тепло окружающей среде, нужно, чтобы температура жидкости в радиаторе была больше, чем 500 градусов, причем, чем больше, тем лучше). Т.е. придется проделать работу, равную разнице температур (второе начало термодинамике), т.е. нагреть жидкость на 500 градусов. Хм, не очень то мало.

          Камера в шаре… Потемнеет ваш шарик и камера перестанет что-либо видеть (соберет какую-нибудь пыль во время полета, которая обгорит на шаре, оставив темный налет во время посадки)

          Платина — очень плотный металл (соответственно, тяжелый). А лишний вес не всегда хорошо.

          И главное — что ваш запотевший, покрытый темным налетом шарик будет исследовать? Максимум — делать красивые панорамы. Большинство датчиков, необходимые для исследования, не получится сделать из платины, и поместить внутрь сферы.

          • UFO just landed and posted this here
              –1
              Э-э, я на личности не переходил!
              Дилетантские рассуждения? — ну так опровергните, думаю, всем будет интересно прочесть, где я ошибаюсь.
              И я не умалял заслуг советских конструкторов. Сам читал Чертока и не только и знаю, сколько подводных камней вылазит при проектировании космических аппаратов. Собственно, поэтому и предложил сделать просто и сердито, с минимумом движущихся частей. Вот выше ответили достаточно конструктивно: что всё равно потребуются сложные приборы снаружи сферы для изучения, что без них мы сможем только фотографировать.
              Но разве не имеет права на жизнь простой аппарат, который только и сможет что просто фотографировать и, скажем, следить за погодой, зато будет работать месяцами и годами? Такой аппарат тоже принесёт пользу.
              • UFO just landed and posted this here
            +6
            А я вот в издательстве работал с человеком (бабушка уже глубокая), которая была как раз в команде ученых, расчитывающих параметры атмосферы Венеры. И по ее словам, её команда настаивала на том, что на Венере давление высокое. К ней не прислушались. Потом-то уже, конечно, на её расчеты смотрели другими глазами.
              0
              Но из-за потери управления ещё до подлёта к планете станция разбилась.
              Какое двусмысленное предложение… долго втыкал, как станция умудрилась разбиться до подлета к планете.
                0
                В статье не хватает фотографий с Венеры с Венера-13!
                  0
                  Кажется забыли еще один летательный аппарат:
                  image
                    0
                    Где почитать об истории открытия продолжительности венерианских суток?

                    Когда-то ччитал, очень увлекательно, прямо детектив. Но пытался нагуглить — тщетно.

                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.