Советская программа исследований и освоения Венеры
С самого начала космической эры человечества интерес многих ученых, исследователей и конструкторов был прикован к Венере. Планета с красивым женским именем, которое в римской мифологии принадлежало богине любви и красоты, привлекала ученых тем, что была ближайшей к Земле планетой Солнечной системы. По многим своим характеристикам (размерам и массе) Венера близка Земле, за что ее даже называют «сестрой» нашей планеты. Также Венеру, как и Марс, относят к планетам земной группы. Наибольших успехов в исследовании Венеры в свое время добился Советский Союз: первые космические аппараты к Венере были отправлены уже в 1961 году, а масштабная программа исследований продолжалась до середины 1980-х годов.
Сравнение размеров Венеры и Земли
Очень часто в Интернете можно найти материалы, которые касаются советской программы освоения или даже колонизации Венеры. Стоит отметить, что подобные программы никогда всерьез не рассматривались, не принимались и не реализовывались на практике. Одновременно с этим околонаучные статьи и материалы, которые касались освоения Венеры и возможности ее использования человеком, действительно появлялись. Сегодня на официальном сайте телестудии «Роскосмоса» можно найти интервью с инженером-конструктором Сергеем Красносельским, в котором рассказывается о проектах освоения Венеры. Данный вопрос всегда интересовал ученых, инженеров, конструкторов и просто людей, увлекающихся космосом, но с теоретической точки зрения. Практическая сторона советской космонавтики была направлена на исследование Венеры. И в этом вопросе СССР добился выдающихся успехов. Количество и масштабы проведенных исследований и отправленных к Венере спутников и космических станций привели к тому, что в мире космонавтики Венеру начали называть «Русской планетой».
Что мы знаем о Венере
Венера – это третий по яркости объект на земном небе после Солнца и Луны, наблюдать за планетой в хорошую погоду можно и без телескопа. По своему блеску ближайшая к Земле планета Солнечной системы существенно превосходит даже самые яркие звёзды, также Венеру можно легко отличить от звезд по ровному белому цвету. Из-за своего расположения относительно Солнца наблюдать Венеру с Земли можно либо через некоторое время после захода Солнца, либо перед восходом Солнца, поэтому в культуре за планетой закрепилось два ярких определения: «вечерняя звезда» и «утренняя звезда».
Наблюдение за Венерой доступно среднестатистическому обывателю, но ученых, естественно, привлекает не это. Являясь самой ближайшей к Земле планетой (расстояние до Венеры в разное время колеблется от 38 до 261 миллиона километров, для сравнения расстояние до Марса – от 55,76 до 401 миллиона километров), Венера относится еще и к планетам земной группы, наряду с Меркурием и Марсом. Венеру не случайно прозвали «сестрой Земли», по своим размерам и массе: масса – 0,815 земных, объем – 0,857 земных она очень близка к нашей родной планете.
В обозримом будущем как возможные объекты колонизации рассматриваться могут лишь две планеты Солнечной системы: Венера и Марс. А учитывая накопленный объем знаний по Венере, который был получен, в том числе благодаря отечественной космонавтике, очевидный вариант остался всего лишь один – Марс. Венера, несмотря на свое сходство с Землей по массе и габаритам, близость к нашей планете и большую площадь поверхности, так как на Венере нет океанов, планета очень недружелюбная. Венера получает в два раза больше энергии от Солнца, чем Земля. С одной стороны, это могло бы быть преимуществом, позволяющим решить многие проблемы за счет энергии естественного происхождения, но, с другой стороны, это и главная проблема. Плюсы Венеры заканчиваются достаточно быстро, а вот недостатков у «утренней звезды» гораздо больше, жить и существовать на поверхности Венеры человеку просто невозможно. Единственный вариант – освоение атмосферы Венеры, но реализовать такой проект на практике очень сложно.
Для человека условия нахождения на Венере не просто некомфортны, они непереносимы. Так температура на поверхности планеты может достигать 475 градусов Цельсия, это выше чем температура на поверхности Меркурия, расположенного в два раза ближе к Солнцу, чем Венера. Именно по этой причине «утренняя звезда» является самой горячей планетой в нашей солнечной системе. При этом перепады температуры в течение суток незначительны. Столь высокая температура на поверхности планеты объясняется парниковым эффектом, который создается атмосферой Венеры на 96,5 процентов состоящей из углекислого газа. Не обрадует человека и давление на поверхности планеты, которое в 93 раза превышает давление на Земле. Это соответствует давлению, которое наблюдается в океанах на Земле при погружении на глубину примерно одного километра.
Советская программа исследований Венеры
СССР начал изучение Венеры еще до первого полета Юрия Гагарина в космос. 12 февраля 1961 года с космодрома Байконур ко второй планете Солнечной системы отправился космический аппарат «Венера-1». Советская автоматическая межпланетная станция пролетела в 100 тысячах километров от Венеры, сумев выйти на ее гелиоцентрическую орбиту. Правда, радиосвязь со станцией «Венера-1» была потеряна раньше, когда она удалилась от Земли примерно на три миллиона километров, причиной стал сбой аппаратуры на борту станции. Из этого случая были извлечены уроки, полученные сведения пригодились при проектировании следующих космических аппаратов. А сама станция «Венера-1» стала первым космическим аппаратом, пролетевшим на близком расстоянии от Венеры.
Спускаемый аппарат автоматической межпланетной станции «Венера-7». Макет 1:1
За последующие 20 с лишним лет Советский Союз отправил к Венере несколько десятков космических аппаратов различного назначения, часть из них успешно выполнили научные миссии в окрестностях и на самой поверхности планеты. При этом процесс изучения Венеры советскими учеными осложнялся тем, что исследователи просто не имели тогда данных о давлении и температуре на второй от Солнца планете.
За запуском «Венеры-1» последовала череда неудачных пусков, которые прервались запуском автоматической межпланетной станции «Венера-3» в ноябре 1965 года, которая наконец-то смогла долететь до поверхности второй планеты Солнечной системы, став первым в мировой истории космическим аппаратом, который добрался до другой планеты. Станция не смогла передать данные о самой Венере, еще до посадки на АМС вышла из строя система управления, но благодаря этому запуску были получены ценные для науки сведения о космическом и околопланетном пространстве, а также накоплен большой массив траекторных данных. Полученная информация была полезна для улучшения качества сверхдальней связи и будущих перелетов между планетами Солнечной системы.
Следующая советская космическая станция, получившая название «Венера-4», позволила ученым получить первые данные о плотности, давлении и температуре Венеры, тогда же весь мир узнал о том, что атмосфера «утренней звезды» более чем на 90 процентов состоит из углекислого газа. Еще одним важным событием в истории исследования Венеры стал запуск советского аппарата «Венера-7». 15 декабря 1970 года состоялась первая в истории мягкая посадка космического аппарата на поверхность Венеры. Станция «Венера-7» навсегда вошла в историю космонавтики, как первый полностью рабочий космический аппарат, успешно севший на другой планете Солнечной системы. В 1975 году советские аппараты «Венера-9» и «Венера-10» позволили ученым получить первые панорамные изображения с поверхности исследуемой планеты, а в 1982 году посадочный аппарат станции «Венера-13», собранный конструкторами НПО имени С. А. Лавочкина, отправил на Землю первые в истории цветные фотоснимки Венеры с места своей посадки.
Снимки поверхности Венеры
По информации Роскосмоса, всего с 1961 по 1983 год Советский Союз отправил к Венере 16 автоматических межпланетных станций, также в 1964 году уже после запуска АМС «Венера-1» был осуществлен неуправляемый пролет Венеры «Зондом-1», а в 1984 году к «утренней звезде» отправились два новых советских аппарата, получивших название «Вега-1» и «Вега-2».
«Летающие острова Венеры»
Как отмечают специалисты, единственным вариантом освоения Венеры человеком является жизнь в ее атмосфере, а не на поверхности. Еще в начале 1970-х годов советский инженер Сергей Викторович Житомирский опубликовал статью с названием «Летающие острова Венеры». Статья появлялась в 9 номере журнала «Техника — молодежи» за 1971 год. Жить на Венере человек может, но лишь в атмосфере на высоте примерно 50-60 километров, используя для этого аэростаты или дирижабли. Реализовать этот проект крайне сложно, но сам механизм освоения понятен. Если бы человеку удалось закрепиться в атмосфере Венеры, следующим шагом могло бы стать ее изменение. Собственно Венера лучше Марса еще и тем, что атмосфера на планете действительно есть, то, что она не годна для жизни и колонизации, – это уже другой вопрос. Теоретически человечество могло бы направить усилия на то, чтобы видоизменить атмосферу Венеры, используя накопленные знания и технологии.
Одним из первых, кто предложил идею освоения и заселения облаков и атмосферы Венеры, был ученый американского космического агентства и писатель-фантаст Джеффри Лэндис. Он также подмечал, что поверхность планеты слишком недружелюбна для колонистов, а давление на поверхности просто чудовищно и далеко от давления в одну земную атмосферу, одновременно с этим Венера все равно остается планетой земной группы, во многом похожей на Землю и практически с тем же ускорением свободного падения. Но для человека Венера становится дружелюбной лишь на высоте более 50 километров над поверхностью. На этой высоте человек сталкивается с давлением воздуха, которое сопоставимо с земным и приближается к одной атмосфере. При этом сама атмосфера по-прежнему достаточно плотная, чтобы защитить возможных колонистов от вредного излучения, выполняя такую же роль защитного экрана, как и атмосфера Земли. При этом температура тоже становится более комфортной, падая до 60 градусов Цельсия, это по-прежнему жарко, но человечество и имеющиеся технологии позволяют справиться с такой температурой. При этом если подняться повыше на несколько километров температура станет еще более комфортной, достигнув 25-30 градусов, а сама атмосфера по-прежнему будет защищать людей от радиации. К плюсам Венеры относят также тот факт, что гравитация планеты сопоставима с земной, поэтому колонисты могли бы жить в облаках Венеры годами без особых последствий для своего организма: их мышцы не ослабевали бы, а кости не становились хрупкими.
Примерно такой же точки зрения придерживался и советский инженер Сергей Житомирский, который вряд ли был знаком с точкой зрения своего американского коллеги. Он также говорил о возможности развертывания постоянной научной базы именно в атмосфере Венеры на высоте более 50 километров. По его замыслам, это мог быть или большого размера аэростат или, что еще лучше, дирижабль. Оболочку дирижабля Житомирский предлагал выполнить из тонкого гофрированного металла. По его замыслам, это делало бы оболочку достаточно жесткой, но оставляло способность изменять объем. В атмосфере «утренней звезды» база должна была крейсировать на заданной высоте по заранее определенным траекториям, перемещаясь над поверхностью планеты и при необходимости зависая в небе над определенными пунктами, представляющими интерес для исследователей.
Подумал советский инженер и чем заполнить оболочки летательных аппаратов для неба Венеры. По его задумке везти с Земли традиционный для этих целей гелий не было никакого смысла. Хотя собственный вес гелия составил бы примерно 9 процентов от массы аэростатов, баллоны, в которых необходимо было бы транспортировать на планету газ под давлением 300-350 атмосфер, потянули бы на столько же, сколько весил бы весь летательный аппарат полностью. Поэтому Сергей Житомирский предлагал взять с Земли аммиак в баллонах низкого давления или обыкновенную воду, что помогло бы существенно снизить массу доставляемых грузов. Уже на Венере под давлением высоких температур планеты, указанные жидкости сами бы превратились в пар (без всяких энергозатрат), который послужил бы рабочим телом для аэростата.
В любом случае ни в 1970-е годы, ни сейчас программа освоения Венеры не является приоритетной для развития мировой космонавтики. Колонизация других планет — очень дорогое удовольствие, особенно, когда речь идет о такой неблагоприятной для жизни человека среде, которая сегодня наблюдается на поверхности «утренней звезды». Пока что все взгляды человечества прикованы к Марсу, который хоть и находится дальше и не имеет своей атмосферы, все-таки представляется гораздо более дружелюбной планетой. Особенно если рассматривать вариант с постройкой научной базы на марсианской поверхности.