Введение

Первые тяжелые станции, запускавшиеся к Венере носителем "Протон". Начало чрезвычайно успешной линии венерианских станций, представленной десятью аппаратами. Всего на счету "Венер" с 9 по 16 и "Вег-1, 2" 8 успешных посадок на Венеру, 4 орбитальных и 6 пролетных модулей, запуск двух аэростатных зондов и исследования кометы Галлея. В мировой истории планетарных исследований прямыми средствами это, вероятно, самая успешная и самая результативная исследовательская программа.

Платформа "Венер" -- дальнейшее развитие станций серии "Марс", запускавшихся в 1971 и 1974 гг. Как известно, платформа "Марсов", весьма совершенная и во многом опередившая свое время, при первом запуске в 1971 г. была еще несвободна от "болезней роста"; запуск же 1973 г., первый, при котором аппараты были вполне доведены, хотя и показал высокий потенциал этих устройств, в общем принес лишь малую часть от ожидавшихся результатов, так как при сборке станций были использованы электронные компоненты, выпущенные с отступлением от технологии, что повлекло за собой нарушения в работе трех станций из четырех.

Поэтому именно станциям "Венера-9, 10" довелось стать первой в истории мировой космонавтики полностью успешной комплексной исследовательской экспедицией.

На счету станций -- высадка на поверхность Венеры двух спускаемых аппаратов, передавших первые изображения с иной планеты Солнечной системы, и почти годичной продолжительности цикл орбитальных исследований, включавший в себя, среди прочего, фотографическое исследование динамики венерианских облаков.

Ход полета

Станции "Венера-9, 10" запущены 8 июня и 14 июня 1975 г., соответственно. После 120-суточного перелета, за время которого были проведены две курсовые коррекции (16.6.75 и 15.10.75 для "Венеры-9", 21.6.75 и 18.10.75 для "Венеры-10"), станции вышли на орбиту Венеры 22.10.75 и 25.10.75, соответственно, став первыми ее искусственными спутниками. Орбиты станций 48-часовые, наклонение орбиты 30°, высота в перицентре 7600 км., в апоцентре 118000 км.

За двое суток до подлета от станций были отделены спускаемые аппараты, а сами станции переведены на пролетные траектории.

В результате этого сложного маневра, к моменту входа СА в атмосферу орбитальный модуль успевал совершить полуоборот вокруг Венеры, оказываясь в створе приема спускаемого аппарата. Этим обеспечивалась максимальная продолжительность сеанса связи через орбитальный модуль, который использовался в качестве ретранслятора. Подобная схема позволяла значительно повысить скорость передачи данных со спускаемого аппарата.

Напомним, что в губительных условиях венерианской атмосферы (740° и 95 атм. на поверхности, при наличии в атмосфере агрессивных веществ) длительное функционирование спускаемых аппаратов было невозможно. Вся информация должна была быть с них снята за один сеанс связи.

Спускаемые аппараты вошли в атмосферу Венеры 22.10 и 25.10, соответственно, совершив посадку в точках с координатами 31° с.ш., 290° в.д. ("Венера-9") и 16° с.ш., 290° в.д. ("Венера-10"). Интересно, что в момент входа в атмосферу перегрузка, которую испытывали СА, могла доходить до 300 g!

Информация с СА транслировалась в течение 75-минутного спуска в атмосфере, а затем с поверхности планеты. Трансляция с поверхности продолжалась 53 мин. для "Венеры-9" и 65 мин. для "Венеры-10" и прекратилась из-за ухода орбитального ретранслятора за горизонт. Одновременно поддерживались два канала связи. Скорость передачи с СА на орбитальный модуль по каждому из каналов составляла 256 бод. Связь между орбитальным модулем и Землей поддерживалась на эффективной скорости порядка 3 Кбод (при передаче использовались коды, корректирующие ошибки, т.е., фактическая скорость линии была в 1,5-2 раза выше).

После завершения работы со спускаемыми аппаратами, орбитальные модули совершили еще более ста витков вокруг Венеры, проведя обширную программу исследований.

Оборудование станций

Полный вес станций (с топливом и спускаемыми аппаратами) после выхода на траекторию полета к Венере 4936 кг. и 5033 кг. Из них на спускаемый аппарат приходилось 1560 кг.

Станции несли широкий ассортимент научного оборудования (полтора десятка наименований приборов различного назначения, см. таблицу). Оси визирования большинства оптических приборов были совмещены, и их данные обрабатывались совместно.

Схема съемки в целом аналогична "Марсу-5" -- включение приборов производилось на 80 мин. при прохождении перицентра. Проводились также специальные сеансы измерений вдали от перицентра в режиме программного разворота и гироскопического вращения.

Радиокомплекс работал на волнах 8 см. и 32 см. Штатная радиоаппаратура использовалась в опытах по радиопросвечиванию (в октябре-ноябре 1975 г. и в марте 1976 г. выполнено 50 сеансов измерений на волне 32 см.) и бистатическому радарному зондированию поверхности Венеры (было исследовано 55 районов вблизи краев видимого диска, горизонтальное разрешение порядка 10 км.).

Спускаемые аппараты

Во время полета СА располагался внутри сферической защитной оболочки диаметром 2,4 м. Общий вес (с защитной оболочкой) 1560 кг. Расцепление происходило за двое суток до подлета. Расцеплению предшествовали финальные траекторные измерения, захолаживание СА (до -10° C), зарядка батарей, контроль работы бортовых систем.

После входа в атмосферу Венеры (угол входа порядка 22°, скорость входа 10.7 км/сек.) и аэродинамического торможения, на высотах 65-63 км. отстреливались крышки парашютных отсеков, вводились вытяжные парашюты и осуществлялся увод верхней части сферической защитной оболочки.

Через 11 сек. вводились тормозные парашюты, включался радиокомплекс и начиналась передача научной и служебной информации. Одновременно сбрасывалась нижняя полусфера защитной оболочки.

На высотах 62-60 км. вводился трехкупольный основной парашют, назначением которого было увеличение времени сбора научной информции в верхних слоях атмосферы. Через 20 мин., после прохождения верхнего облачного слоя, на высоте 50 км., парашют отстреливался, и СА продолжал спуск, тормозимый только аэродинамическим кольцом. Отстрел парашюта был необходим как для того, чтобы уменьшить нагрев аппарата на атмосферном участке, так и для того, чтобы успеть завершить работу на поверхности до окончания сеанса связи.

Второй этап спуска занимал 55 мин. Так как атмосфера Венеры чрезвычайно плотна, к концу спуска скорость составляла только 7 м/сек. Остаточная скорость гасилась демпферным устройством.

После 75-минутного спуска и часовой работы на поверхности Венеры, температура внутри СА поднималась с начальных -10° C до 60° C. Меры регулирования теплового режима внутри СА, обеспечивающие длительное его функционирование в экстремальных условиях, были весьма многостронними. Использовались сотовые композитные материалы с малой теплопроводностью, экранно-вакуумная изоляция, аккумуляторы тепла из тригидрата азотнокислого лития, обладающего высокой удельной теплоемкостью и температурой плавления ~30° C.

Внешний и внутренний корпуса СА изготовлены из титана.

Состав научного оборудования:

Проводились также допплеровские измерения взаимной скорости спускаемого аппарата и орбитальной станции для определения скорости ветра и атмосферной турбулентности в диапазоне высот 0-60 км.

Весь атмосферный комплекс на СА (см. таблицу выше) отработал штатно. Имелись замечания по функционированию масс-спектрометра, чье поведение, как было отмечено в предварительной публикации, было не вполне адекватным. Позднее выяснилось, что отклонения результатов вышли за пределы ожидаемой погрешности измерений. Вероятно, приемный тракт прибора был поврежден при прохождении облачного слоя.

Это был второй опыт использования масс-спектрометров на космических аппаратах, и первый -- в такой агрессивной среде. Первый опыт был осуществлен на СА "Марса-6", но основные результаты анализа должны были передаваться после посадки, и были утеряны.

Некоторые результаты