Космические аппараты «Венера»

Первая попытка исследования Венеры с космического аппарата относится к 1961 г., когда в нашей стране был осуществлен запуск автоматической станции «Венера-1». В 1962 г. вблизи Венеры пролетел американский космический аппарат «Мари- нер-2». В 1965 г. к соседней планете отправились две новые советские автоматические станции «Венера-2» и «Венера-3». «Венера-3» в ноябре 1965 г. впервые осуществила перелет на Венеру по попадающей траектории.
Прямые измерения в атмосфере Венеры были начаты историческим полетом «Венеры-4» в 1967 г. и продолжены в 1969 г. На станциях «Венера-5 и -6». Эксперименты на американском космическом аппарате «Маринер-5» позволили существенно дополнить полученные результаты и расширить область измерений в сторону больших высот. 15 декабря 1970 г. автоматическая станция «Венера-7» впервые совершила посадку на другую планету Солнечной системы и в течение 23 мин проработала на ее поверхности в чрезвычайно тяжелых условиях окружающей среды, передавая на Землю данные измерений.
Траектории полета автоматических станций «Венера-4 — 7» были выбраны таким образом, чтобы при больших углах входа осуществить исследования атмосферы Венеры на ночной стороне вблизи экваториальной плоскости.
В целом станции «Венера» примерно аналогичны по конструкции. По результатам анализа полета «Венеры-4» в конструкцию спускаемого аппарата (СА) станций «Венера-5 и -6» были внесены некоторые изменения, которые касались прежде всего уменьшения площади купола основного парашюта (с целью более быстрого спуска в плотной атмосфере планеты) и некоторого повышения прочности корпуса СА. Наиболее существенной модификации подвергся С А станции «Венера-7». Поскольку его основной задачей было достижение поверхности планеты и обеспечение работы на поверхности, он спроектирован как посадочная капсула. С учетом результатов предыдущих измерений станций «Венера-4—6» и полученных предельных оценок параметров атмосферы посадочная капсула рассчитывалась на очень высокие температуру и давление окружающей среды (соответственно до 530°С и 180 атм). За счет упрочнения корпуса и создания специальной теплозащиты, обладающей необходимыми теплоизоляционными и одновременно амортизационными свойствами, С А «Венеры-7» стал примерно на 100 кг тяжелее, хотя общий вес станции остался по сравнению с предыдущими станциями «Венера» почти неизменным (около 1180 кг).
Отделение спускаемых аппаратов от орбитального отсека производилось на расстояниях около 20 — 40 тыс. км от Венеры, и участок аэродинамического торможения в атмосфере начинался при скорости около 11,2 км х сек^-1 под углами приблизительно 60—70° к местному горизонту. Раскрытие парашюта происходило в момент, когда скорость аппаратов уменьшалась примерно до 210 м х сек^-1,что соответствовало давлению окружающей атмосферы около 0,6 атм.
Спускаемый аппарат станции «Венера-7» имеет несколько продолговатую конфигурацию и содержит внутри герметичный контейнер сферической формы с аппаратурой, состоящей из радиотелеметрической системы, приборов для измерения параметров атмосферы, автоматики систем управления и терморегулирования и источников питания. Снаружи капсула закрыта термозащитой и теплоизоляцией, предохраняющими ее, соответственно, от аэродинамического нагрева при входе в атмосферу и при работе в атмосфере на участке парашютного спуска и на поверхности. В верхней части капсулы, под отстреливаемой крышкой, размещен парашютный контейнер. Использовалась однокаскадная парашютная система с вытяжным парашютом. Термостойкий материал основного парашюта был рассчитан на то, чтобы также, как и сам аппарат, противостоять температурам до 530°С.
Станции «Венера-4 и -6» были оборудованы сравнительно простыми газоанализаторами для определения химического состава атмосферы. Эти приборы измеряли содержание углекислого газа, азота (вместе с инертными газами), кислорода и водяного пара. Принцип работы газоанализаторов основывался главным образом на использовании довольно простого манометрического метода. Для получения пороговых оценок применялись также электролитический и термохимический методы. Измерение температуры и давления атмосферы проводилось простыми и надежными способами измерения теплофизических параметров плотного газа при помощи термометров сопротивления и манометров мембранного (анероидного) типа. Независимо измерялась также плотность атмосферы, для чего на борту станций устанавливались специаль ные плотномеры ионизационного и камертонного типов.
Сложность создания и работы бортовой аппаратуры первых станций «Венера» определялась неопределенностью в оценках параметров атмосферы и необходимостью в связи с этим рассчитывать на большой диапазон измерений, а в дальнейшем — необходимостью обеспечить работоспособность приборов в сложных условиях венерианской атмосферы вплоть до поверхности.