Ошибки мировой космонавтики - Яровитчук Александр Геннадьевич
Спускаемый аппарат следующей АМС «Венера-10», которая была точной копией «Венеры-9», сел на планету через пару дней в совсем другом месте. Это была ровная поверхность с небольшим количеством сглаженных валунов – именно то, что и надеялись увидеть планетологи. Во всем остальном «Венера-10» повторила судьбу «Венеры-9». Даже крышки отстрелились только у одной камеры.
В этот период на орбите Венеры творилась наука. Орбитальные части аппаратов проводили исследования издалека. Также у них была задача стать ретрансляторами сигналов с Венеры на Землю. Посадочные аппараты сначала посылали данные на борт орбитальной части, а потом уже с орбиты Венеры они отправлялись на Землю.
Но так как Венера к Солнцу ближе, чем Земля, то аппарат на освещенной поверхности планеты был повернут к Солнцу, а Земля оказывалась под большим углом к антенне. Чтобы улучшить качество связи, передача данных осуществлялась через посредника на орбите. Вот только такому спутнику необходимо вращаться с очень большой скоростью вокруг Венеры, чтобы не упасть, и остановиться он не может. По расчетам инженеров спускаемый аппарат должен был проработать полчаса, ведь примерно столько выдерживали предыдущие миссии. Орбитальный аппарат-ретранслятор будет находиться над освещенной стороной дольше – 65 минут, а значит, времени хватит за глаза. Однако инженеры поработали над конструкцией очень хорошо, и спускаемый аппарат не только проработал 65 минут, но явно мог бы и дольше. Тем временем связь с ним пропала, так как орбитальный ретранслятор скрылся за горизонтом.
Для «Венеры-11» и «Венеры-12» эту ошибку исправили. Их орбитальные аппараты 95 минут следили за зондами. Но, к сожалению, этого не понадобилось. Камеры посадочных аппаратов сняли только темноту. Если предыдущая пара станций что-то снять смогла, то у «Венеры-11» и «Венеры-12» ни одна крышка фотоаппарата не отстрелилась. Возможных причин было две. Инженеры после ошибки на «Венере-9» и «Венере-10» изменили конструкцию и подогнали крышку точно по форме камеры, чтобы ничего не могло зацепиться. В этом случае площадь соприкосновения крышки и камеры стала больше, а значит, увеличилось и трение. С учетом высокого давления на Венере сила трения оказалась еще больше. Вторая причина – некачественный пиропатрон. Поскольку не отделилась ни одна крышка, то некачественной должна была быть вся партия. Хотя проверить эту версию уже было нельзя, для исключения этой ошибки был разработан новый поход к отбору образцов и их проверке.
Помимо отсутствующих фотографий поверхности, неотстрелившиеся крышки помешали провести эксперимент по исследованию свойств грунта. Специальный механизм – пенетратор – должен был с усилием врезаться в грунт и провернуться. В зависимости от глубины погружения, угла поворота и силы тока, необходимого для проворачивания, можно было судить о плотности и твердости грунта. Вот только данные должно было снять телевизионное устройство, которое оказалось слепым.
Зато аппарат с помощью небольшого бура взял образец грунта и провел его анализ. Использовался метод исследования под названием рентгеновская флуоресцентная спектрография. Образец при этом подвергается высокоэнергетическому рентгеновскому излучению, которое возбуждает атомы грунта. После этого начинается свечение атомов. По тому, какое наблюдается свечение, можно было определить состав грунта. Внутри такого прибора должен быть вакуум, чтобы не мешали посторонние атомы, не имеющие отношения к исследуемому образцу.
Однако анализ почвы оказался безуспешным. В прибор при заборе грунта попал воздух атмосферы Венеры, который поглотил рентгеновское излучение. В итоге удалось узнать только состав воздуха. Была своя ирония в том, что для станции создавали корпус, выдерживающий давление Венеры, а внутри аппарата нужно было поддерживать вакуум.
На самом деле систему забора образцов сделали очень сложной. Грунт поднимался буром с глубины 2–3 см, а затем помещался в лоток. Двигаясь по нему, вещество Венеры проходило через шлюзовую камеру, из которой откачивался воздух. В клапанах шлюза, позволяющих газам атмосферы выходить, но не входить в камеру, возникли зазоры, вероятно, из-за свойства металлов расширяться при воздействии высокой температуры. Из-за высокого давления даже небольшая трещинка приводила к попаданию частиц атмосферы в прибор. Для следующей станции в этом приборе было сделано три шлюзовых камеры, в которые грунт должен был попадать последовательно. Этот способ позволял уменьшить перепады давления для каждого из шлюзов и уменьшить риск температурного расширения. Еще на «Венерах» нового поколения дублером пенетрометра был бур, который позволял с меньшей точностью, но без использования камер изучать физические свойства грунта.
На «Венере-12» все было по-другому. Пока совершалась посадка, от набегающих потоков воздуха возникла вибрация. Из-за тряски система доставки грунта просто разрушилась. К тому же касание поверхности планеты оказалось достаточно жестким. От удара почти все приборы, располагающиеся на внешнем ободе, вышли из строя. Причиной такого удара, вероятно, стало уменьшение размера парашюта. На самом деле последние 20 км зонд спускается вообще без него. Но на больших высотах, где давление не такое сильное, нужно дополнительное торможение. Успех предыдущей миссии окрылил конструкторов, которые решили за счет уменьшения парашютов ускорить процесс посадки на целых 15 минут, но, вероятно, переборщили. Скорость была слишком высокой, чтобы успеть затормозить полностью. Из-за такой скорости и вибрация была выше ожидаемой. Аппарат так трясся, что встроенный микрофон был оглушен. Этот прибор был добавлен, чтобы регистрировать возможные венеротрясения и раскаты грома от молний, а также по звуку определять скорость ветра. В частности, система «Гроза» зарегистрировала колебание электромагнитного поля, свойственное разряду молнии, но никаких звуков при этом не было слышно.
«Венера-11» после старта начала перегреваться. Оказалось, не работает один из вентиляторов. Решение нашлось. Дело в том, что для увеличения срока службы после посадки спускаемый аппарат еще на подлете к Венере охлаждают, закрывая его от прямых солнечных лучей. Специальные шторки выдвинули раньше запланированного и всю станцию отвернули от Солнца. При этом возникли проблемы с ориентацией. Для осуществления связи приходилось каждый раз включать двигатели и разворачивать станцию. Для полета к Венере топлива хватило и даже осталось на проведение экспериментов по исследованию гамма-всплеска. Но оказалось, что траектория аппарата проходит в относительной близости от кометы Брэдфилда, которую можно было изучить дополнительно. Однако после выполнения задач на Венере станции нужно было проработать еще полгода, пока комета не подлетит ближе, и ресурса для изучения новой цели у станции уже не было.
Локальный вентилятор межпланетных станций «Венера»
А вот «Венера-12» смогла это сделать. На ее борту имелось два магнитофона для записи информации. Один из них отключился. Теперь требовалось чаще передавать информацию и очищать магнитофон для перезаписи.
Орбитальный аппарат имел фотокамеру. Ее установили в надежде заглянуть в «глаз» циклона на Венере. Мы знаем, что в самом центре циклонов – атмосферных явлений на Земле – есть ясная область, «глаз бури». На Венере тоже бывают циклоны, но в их «глазах» ничего не видно. Атмосфера Венеры непрозрачна не из-за количества облаков, а из-за сильного рассеивания в плотной среде углекислого газа.
После провальных миссий предыдущих аппаратов за «Венеру-13» и «Венеру-14» взялись основательно. Было пропущено окно запуска, чтобы лучше подготовиться к следующей возможности отправить к Венере космические аппараты. Уровень подхода можно описать тем, что место посадки выбиралось на основании данных в том числе от аппарата «Пионер-Венера», созданного американцами – по сути, на тот момент противниками по космической гонке.
