Космическая миссия на Русскую планету приобретает очертания

«Венера-4» в цехе

Венера — ближайшая соседка Земли по Солнечной системе. Очень похожа размером, плотностью, химическим составом. Ученые полагают, что оба небесных тела образовались в одной части протопланетного диска. Венеру наблюдал в телескоп Галилей в XVII веке. В 1761 году Ломоносов открыл у нее атмосферу, когда планета проходила по диску Солнца, и предположил, что она обитаема.

Еще в середине XX века считалось, что на поверхности Венеры условия похожи на земные, только там жарче, поскольку она ближе к Солнцу. Такой ее представили в романе "Страна багровых туч" братья Стругацкие.

Советский Союз первым в мире запустил к Венере аппарат 12 февраля 1961 года, всего за два месяца до полета Юрия Гагарина. Но инженеры просчитались, зонд пролетел мимо планеты на расстоянии сто тысяч километров. Только четвертая попытка оказалась удачной — аппарат "Венера-4" вошел в атмосферу. Далее связь с ним прервалась.

В те годы ученые неверно оценивали условия на поверхности, поэтому первые снимки оттуда были получены только в 1970 году "Венерой-7". Аппарат передавал данные всего 53 минуты, из них двадцать — с планеты.

СССР отправил к Венере 18 аппаратов, из которых десять успешно садились на поверхность. Недаром ее назвали Русской планетой. Последними там работали посадочные модули межпланетных станций "Вега-1" и "Вега-2" на пути к комете Галлея в 1985 году. С тех пор на поверхности "близнеца" Земли космических аппаратов не было.

Венерианский ад

На поверхности Венеры невыносимые для жизни условия: температура достигает почти пятисот градусов Цельсия, давление как на дне океана — 90 атмосфер. Таков парниковый эффект, царящий под очень плотной атмосферой, на 97 процентов состоящей из углекислого газа. Все это, включая химически агрессивную среду, разрушает земную технику очень быстро. Рекорд работоспособности поставлен аппаратом "Венера-13" — он передавал информацию в течение 127 минут.

Данные советских аппаратов, а также последующие орбитальные миссии позволили установить в общих чертах, что собой представляет венерианский мир. Его накрывает 100-километровая толща ядовитой атмосферы с небольшими примесями азота и мощным слоем облаков из серной кислоты.

Верхние слои атмосферы вовлечены в вихрь, вращающийся со скоростью сто метров в секунду, у поверхности ветер стихает до одного метра в секунду. Пасмурное небо пронизывают электрические разряды. Воды нет.

Поверхность Венеры покрыта мощным слоем базальтов. В рельефе преобладают плато и равнины с рифтами, бороздами, "коронами", лавовыми реками и другими формами, образованными вулканической активностью. Среди них — тессеры, самые древние области, похожие, как полагают планетологи, на кристаллический фундамент, слагающий земные континенты.

Метеоритные кратеры на Венере редки, что говорит о недавних, по геологическим меркам, излияниях лав. Зато есть вулканы, и ученые не исключают, что некоторые из них могут действовать.

Счет на сутки

Возобновить изучение Русской планеты отечественные ученые задумали в начале 2000-х.

Новую миссию назвали "Венерой-Д" — долгоживущей. В 2015 году к работе над проектом привлекли коллег из NASA — им доступны разработки электроники из арсенида галлия, выдерживающей температуру 350 градусов.

Есть наработки для создания еще более высокотемпературных элементов — на основе карбида кремния (выдерживают 700 градусов), но это направление еще недостаточно развито. По оценке ученых из ИКИ РАН, если использовать титановый корпус спускаемого модуля, термозащиту, термоизоляцию, высокотемпературную электронику, то приборы смогут работать на поверхности до пятидесяти земных суток.

Окно в прошлое и будущее Земли

Исследование Венеры в наши дни как никогда актуально. Некоторые исследователи считают ее примером того, что сильный парниковый эффект делает с планетой. Вероятно, через несколько столетий такая судьба ждет Землю, если в атмосфере будет расти концентрация углекислого газа. Разгадав секреты соседней планеты, исследователи надеются найти решение проблем с изменением земного климата.

Поверхность Венеры — ключ к тайне происхождения планет земной группы, которая и сейчас далека от раскрытия. Размер Венеры очень близок к Земле, но почему так сильно различается их геологическая история? Почему у Венеры нет собственного магнитного поля?

Ученые полагают, что на юной планете была вода, возможно, даже в виде океанов, но затем испарилась. Почему это произошло, неизвестно. И главная загадка — почему Венера превратилась в раскаленную каменистую безжизненную пустыню? Почему ее поверхность, атмосфера и климат так сильно отличаются от земных?

Планетологов интересует, действуют ли на планете вулканы, есть ли сейсмичность, какое влияние на атмосферу оказывают молнии, в чем причина суперротации атмосферы, каковы природа облаков, тепловой баланс планеты, строение и состав горных пород.

На многие вопросы невозможно ответить, изучая Венеру с Земли и даже с ее собственной орбиты. Ответы — внизу, на поверхности планеты. Ученые из ГЕОХИ имени В. И. Вернадского РАН и ИПМ имени М. В. Келдыша РАН выбрали два десятка мест на Венере, перспективных с точки зрения посадки. Это эллипсы диаметром триста километров. Меньше нельзя — аппарат снижается вслепую, его невозможно точно нацелить.

Тессеры — хотя это наиболее интересные районы — пришлось отбросить. Они разбиты многочисленными уступами, размер равнинной части не превышает нескольких километров. Слишком велик шанс того, что аппарат упадет на ответный уступ и разобьется. С технической точки зрения выгоднее садиться на гладкие вулканические равнины. Наибольший интерес представляет район вокруг кратера Ермолова.

Состав будущей миссии — орбитальный модуль, малый орбитальный спутник, посадочный модуль типа "Венера-Вега", долгоживущая станция для работы на поверхности и два аэростата с дроп-зондами для изучения облачного и подоблачного слоев. Их разрабатывают в НПО имени Лавочкина.

Источник: m.vk.com