# Самая яркая, самая горячая...

Леонид Александрович Ашкинази

Самая яркая, самая горячая...


... и вдобавок самая близкая к Земле планета. Это -- Венера.


"Страна багровых туч"


Самые основные сведения о ней примерно таковы: гравитация -- 0,9 от земной, но радоваться рано, потому что давление на поверхности -- 90 атм, а средняя температура на поверхности -- 470 °C. Состав атмосферы -- CO2, азот избирательный барьер не преодолел -- его 3,5%, остальных совсем немного. Какое-то время была популярна фраза "атмосфера из серной кислоты", но там ее кот наплакал, хотя облака из капелек H2SO4 действительно есть. Обычная скорость ветра на высоте, соответствующей верхней границе облаков -- более 100 м/с, на поверхности -- 1 м/с. Но при 90 атм это не земной "еле ветерок", а нечто совершенно иное. Сутки на Венере в 120 раз длиннее земных, и поэтому, казалось бы, температурные условия днем и ночью должны радикально различаться. Но из-за плотной атмосферы разницы в температурах почти нет. Разумеется, ночью там темно, однако и днем, по земным понятиям, пасмурно. Заметим, что CO2 при этих температуре и давлении -- не газ и не жидкость, а "сверхкритический флюид", который лишь в пять раз легче воды. Сверхкритические флюиды успешно применяются в разных технологических процессах, в частности -- в кулинарии; так что Венера найдет, чем торговать с Землей.


Вспомним по годам историю полетов, позволивших получить какую-нибудь информацию о Венере и о межпланетном пространстве по пути к ней. Первым космическим аппаратом для изучения Венеры был советский "Венера-1". Далее к планете направлялись советские аппараты серии "Венера" и "Вега", американские "Маринер", "Пионер-Венера-1", "Пионер-Венера-2" и "Магеллан", европейский "Венера-экспресс", японский "Акацуки". Причем, начиная с 1984 года на всех аппаратах стоят приборы, разработанные учеными разных стран. Что конкретно было изучено, какие данные получены -- об этом можно рассказывать долго, но в самых общих чертах картина примерно такова.


Первый этап -- попытки дотянуться, получение самых первых данных


1961, Венера-1

Первый аппарат, предназначенный для исследования других планет. Получены данные о солнечном ветре и космических лучах. Данные о Венере получены не были.


1962, Маринер-2

Получены данные о солнечном ветре и космической пыли. По Венере -- данные о магнитном поле, скорости вращения и температуре атмосферы (по инфракрасному излучению).


1965, Венера-2

Получены данные о космических лучах, магнитных полях и микрометеоритах, солнечном ветре и радиоизлучении. Данные о Венере получены не были.


Венера-3

Первый в истории человечества аппарат, достигший поверхности другой планеты. Данные о Венере получены не были.


Второй этап -- понимание условий на поверхности и состава атмосферы


1967, Венера-4

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек, который транслировал информацию на Землю. Получены данные о Венере -- обнаружена водородная корона, на высоте 25 км температура 271 °C, давление -- 17-20 атм, 90% -- углекислый газ. До полёта считалось, что давление на поверхности составляет 10 атмосфер, обработка данных "Венеры-4" позволила получить оценку -- около 100 атм.


Маринер-5

Получены данные о космических лучах, магнитных полях, солнечном ветре, излучении в ультрафиолете. По Венере -- данные об атмосфере, о температуре и плотности.


1969

Венера-5 и Венера-6

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Получены данные о солнечном ветре. По Венере -- данные об атмосфере: о химическом составе, температуре, плотности, освещенности, давлении.


Третий этап -- чрезвычайный и полномочный посол Земли прибыл на поверхность Венеры и сообщает...


1970, Венера-7

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Получены данные о солнечном ветре и об атмосфере Венеры -- о температуре и давлении. Первая радиосвязь с поверхности другой планеты.


1972, Венера-8

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Получены данные о солнечном ветре и об атмосфере -- о температуре освещенности давлении. Впервые осуществлена мягкая посадка на дневной стороне. Определена гамма-радиоактивность и плотность грунта в месте посадки.


1973, Маринер-10

Пролёт по пути к Меркурию. Данные о магнитном поле Венеры и о движении облаков по фотосъемке в видимом диапазоне и ультрафиолете.


1975, Венера-9 и Венера-10

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Получены данные о динамике облаков, магнитном поле, околопланетной плазме, водородной короне, об атмосфере -- о химсоставе, температуре, освещенности для нескольких длин волн, давлении, плотности, скорости ветра. Определена гамма-радиоактивность и плотность грунта в месте посадки. Впервые снята панорама в месте съёмки.


1978, Пионер-Венера-1

Картографирование поверхности (радар), получены данные о магнитном поле, солнечном ветре, составе ионосферы, излучении облаков, электромагнитных и электрических характеристиках атмосферы и гамма-всплесках.


Пионер-Венера-2

Состав -- четыре спускаемых аппарата и орбитальный отсек, спускаемые аппараты передавали данные сразу на Землю. Получены данные о составе верхних слоев атмосферы. Получены данные об атмосфере -- химсостав, температура, освещенность для нескольких длин волн, давление, размере и форме облачных частиц.


Венера-11 и Венера-12

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Мягкая посадка, регистрация электрических разрядов.


Четвертый этап -- прямой анализ того, что под ногами и радиолокация с орбиты


1981

Венера-13 и Венера-14

Состав -- спускаемый аппарат и орбитальный отсек. Получены данные об атмосфере -- температура, давление, регистрация электрических разрядов. Мягкая посадка. Впервые -- передача звука с поверхности, передача цветного панорамного изображения, прямой анализ грунта в месте посадки.


1983

Венера-15 и Венера-16

Радиолокационное картографирование поверхности.


Пятый этап -- получение самых разнообразных данных; на всех аппаратах стоят приборы, созданные учеными разных стран


1984

Вега-1 и Вега-2.

Состав -- спускаемый аппарат, аэростатный зонд, пролетный аппарат. Данные со спускаемого аппарата транслировались через пролетный аппарат, с аэростатных зондов передавались непосредственно на Землю. Получены данные о химсоставе атмосферы и характеристиках облачного слоя, о составе грунта в месте посадки, скорости ветра и освещенности в атмосфере.


1989

Магеллан

Радиолокационное картографирование 98% поверхности с разрешением 100-300 метров (на порядок лучше предшествующих аппаратов) и измерение высот с точностью 30-50 метров.


Галилео

Пролёт на пути к Юпитеру, съемка в инфракрасной области, получение информации о нижней атмосфере и облачном слое на ночной стороне Венеры, и  впервые было передано изображение нижнего облачного слоя, показавшее, что он неоднороден.


1997

Кассини-Гюйгенс

Пролёт на пути к Сатурну, наблюдение прохождения Венеры по солнечному диску, исследование атмосферы.


2004

Мессенджер

Пролёт на пути к Меркурию, фотографирование. Важно получение данных одновременно с аппаратом Венера-экспресс, имеющим другую аппаратуру.


2005

Венера-экспресс

Радиолокация южного полюса, фотографирование, исследование в инфракрасной и ультрафиолетовой области спектра (состав атмосферы), анализ околопланетной плазмы, измерение магнитного поля.


2010

Акацуки

Исследования в инфракрасной области спектра (состав атмосферы), исследование температуры и электрических разрядов в атмосфере, вулканической активности.


Более подробно о Венере и истории ее исследований рассказано, например, в книге Михаила Марова и Уэсли Хантресса "Советские роботы в Солнечной системе", в книге "Фундаментальные космические исследования (том 2)", на сайтах space-horizon.ru, astrogalaxy.ru, astrolab.ru. Особо отметим книгу Павла Шубина "Венера. Неукротимая планета". В ней приведены сведения об удачных и неудачных запусках советских и американских аппаратов и о полученной информации, а также интересная для любого инженера информация о поломках и сбоях. Рассмотрены бытовавшие в то время модели Венеры -- температуры и состава атмосферы и характеристик вращения. Показано -- что весьма поучительно -- как получаемые данные позволяли выбирать модель из имеющихся и уточнять ее (в интернет автор выложил фрагмент книги, примерно 25%).


Новый проект


О совместном российско-американском проекте "Венера-Д" нам рассказал директор Института космических исследований (ИКИ РАН), академик Л.М.Зеленый. Вот что он нам поведал.


"Сейчас не самое простое время для российско-американского сотрудничества, но, тем не менее, обсуждается российско-американский, совместный проект ИКИ и NASA -- "Венера-Д". Мы хотим сделать аппарат, который сядет на Венеру, но будет более долгоживущим, нежели его предшественники; отсюда и буква "д" в названии. Американские коллеги предлагают сделать нечто вроде самолета, который будет летать в плотной венерианской атмосфере. Возможно, будут использованы баллоны, возможно, это будет планер, пока это общие планы. Когда дойдет дело до реализации -- придется, конечно, выбирать, потому что все элементы туда не включишь. Но там обязательно будет наша долгоживущая станция. Те станции, которые садились на Венеру раньше, жили не более двух часов, хотя и цветные фотографии сделали, и панораму сняли, и давление измерили. Мы хотим, чтобы новая станция прожила подольше, например, сутки. Сейчас приборы более совершенные, и за это время мы получим намного больше информации, нежели раньше, причем с высокой надежностью, с максимальным количеством деталей. Например, определим газы, которые присутствуют в малых концентрациях, а также изотопный состав.


Полет предварительно намечен на 2027 год, но чтобы всерьез этим заниматься, нужна политическая воля, потому что это очень дорогой проект. Но космос всегда был тропинкой к миру. Например, в 1975 году были сложные отношения, а у нас институт был заполнен американцами, готовился полет Союз-Апполон. Да и сейчас американские астронавты летают на МКС и это замечательно. У нас с американцами вообще большое сотрудничество, с университетами, с лабораториями, на уровне приборов для разных космических аппаратов. Но когда идет речь о сотрудничестве с NASA -- это речь идет на уровне проектов".


Что еще пишут о проекте "Венера-Д"? В разных источниках информация разная, поскольку проект находится на очень предварительной стадии. По некоторым данным, планируется работа аппарата на поверхности в течение не суток, а месяца. Возможно, NASA разработает и предоставит несколько зондов небольшого размера на "высокотемпературной электронике" которые смогут проработать на поверхности и несколько месяцев. Возможен вариант со сбросом в разные районы планеты зондов, для наблюдения за параметрами атмосферы. Еще один вариант -- дрейфующие в атмосфере аэростаты, даже два -- один на высоте 55-60 км от поверхности планеты, а второй -- под облаками, на высоте 45-50 км. Расчетный срок эксплуатации аэростатов составляет более восьми суток, за это время аэростаты два раза облетят вокруг планеты.


Некоторые фантазеры предлагают создать колонию, летающую в атмосфере Венеры внутри большого воздушного шара. И те, кому жизнь на Луне и Марсе покажется пресной, могут отправиться. Плотность и давление в атмосфере Венеры таковы, что шар, наполненный обычной земной атмосферой, будет лететь со скоростью более 100 м/с на высоте около 50 км -- именно такой там дует ветер. Правда, в шаре будет немного жарко -- около 60°С. Свое магнитное поле у Венеры слабенькое, но на этой высоте атмосферный слой достаточно толст и будет защищать от космических лучей не хуже, чем магнитное поле Земли.


Впрочем, можно расположиться немного выше -- там будет прохладнее. Да и ветерок, глядишь, там послабее.