К 40-летию несостоявшегося пилотируемого облета Венеры
Оригинал взят у kiri2ll в К 40-летию несостоявшегося пилотируемого облета Венеры
Марс всегда притягивал фантастов. В телескопы на нем можно было разглядеть смену времен года, полярные шапки, определенные детали поверхности, а при должной фантазии и знаменитые “каналы”, а также некие явления, которые принимались за признаки существования на его поверхности жизни.
А вот Венере, которая является ближайшей к Земле планетой, не повезло быть удостоенной такого внимания. Да и что, собственно говоря, нам было о ней известно до начала космической эры? То, что она почти размером с Землю, ближе к Солнцу и обладает атмосферой, из-за которой было невозможно разглядеть ее поверхность - и на этом собственно все. Дефицит знания о нашей соседке демонстрирует такой факт, что вплоть до конца 50-х годов многие ученые всерьез надеялись, что условия на поверхности Венеры могут быть схожими с земными времен каменноугольного периода.
В фантастике тех лет существовала негласная традиция, что чем дальше планета находится от Солнца, тем более она старая. Марс соответственно обычно описывался как умирающий мир с древними цивилизациями, Земля находилась в середине жизненного пути, а Венере отводилась незавидная роль ясель, эдакой примитивной, дикой планеты. В старой литературе частенько фигурировали венерианские джунгли, туземцы, болота, странные виды животных и т.п.
После того, как первые земные аппараты наконец передали данные о составе венерианской атмосферы и условиях на ее поверхности, по всем этим представлениям был нанесен смертельный удар. Температура до 600 градусов Цельсия на дневной стороне. Атмосфера на 96% состоящая из СО2, чье давление на поверхности в 90 раз превосходит земное. Кислотные дожди, ураганные ветры на средних высотах со скоростью до 1000 км в час. Неастрономическое слово “ад” как нельзя хорошо описывает условия на поверхности “утренней звезды”.
Закономерно, что в то время как полет на Марс был и остается мечтой многих людей, Венера практически никогда не рассматривалась как цель для каких-либо пилотируемых экспедиции. С существующими технологиями высадка людей на ее поверхность невозможна, а все проекты терраформирования предполагают уровень развития техники, который если и будет достигнут, то очень и очень нескоро.
Тем удивительнее, что в конце 60-х NASA прорабатывало план пилотируемого облета Венеры. То было золотое время для аэрокосмического агентства - получив политическую задачу во что бы то ни стало опередить СССР и высадить человека на Луну, NASA достался огромный бюджет, составлявший в лучшие годы до 4,5% от государственного бюджета США (сейчас, эта цифра примерно в 10 раз меньше) и мощь всей американской промышленности. Результатом вложенных средств стала самая мощная в мире ракета-носитель Сатурн-V, позволявшая выводить на низкую околоземную орбиту до 140 тонн груза, которая использовалась в программе Аполлон.
Построенный Вернером Фон Брауном монстр достигал 110 метров в высоту и весил 2 800 тонн
Многие ассоциируют Аполлон исключительно с полетами на Луну, а также совместным полетом Союз-Аполлон, но это не совсем так. Во-первых, после миссии Аполлона 17, планировалось осуществить еще три экспедиции на естественный спутник Земли (в районы кратеров Коперника и Тихо). Кроме того, существовала также расширенная программа Аполлон, в которую входило множество крайне “вкусных”, но так и нереализованных вещей вроде строительства постоянной лунной базы и отправку в космос нескольких орбитальных станций. Самой амбициозной среди них всех был пилотируемый облет Венеры, про который и пойдет речь.
Предполагаемая миссия использовала ракету Сатурн 5, переоборудованный корабль Аполлон и экипаж из трёх человек. После выхода на орбиту, последняя ступень ракеты под названием S-IVB использовалась для перехода на траекторию облёта Венеры, а затем, после слива остатков топлива и заполнения баков воздухом, астронавты должны были вручную переоборудовать ее в большой жилой отсек по образцу орбитальной станция Скайлэб. Общая длина получившейся связки составила бы 33 метра.
Двигатель командно-служебного модуля Аполлона использовался для коррекции курса на пути к Венере и обратно, и для торможения перед входом модуля в атмосферу Земли. Для того, чтобы освободить больше места в космическом корабле для туннеля, соединяющего командно-служебный модуль и S-IVB, двигатель SPS на командно-служебном модуле был заменён на два двигателя от лунного модуля. Они давали аналогичную тягу с более короткими соплами, а также позволяли сделать миссию более безопасной за счёт дополнительного числа двигателей.
Необычной особенностью облёта Венеры, в отличие от полёта к Луне было то, что командно-служебный модуль при перестыковке со ступенью S-IVB переворачивался, и перегрузки выталкивали астронавтов из кресел, а не прижимали к ним. Это было необходимо, потому что имелось только небольшое «окно» для отмены запуска и возвращения командно-служебного модуля на Землю в случае проблем с S-IVB, и все системы корабля должны были быть оперативными и проверяться перед сходом с околоземной орбиты для старта к Венере.
Схема стыковки
Перед самой миссией, планировалась совершить два испытательных полета. В процессе первого (фаза А) должна была быть отработана стыковка на орбите и переоборудование ступени в жилое помещение, во время второго (фаза B), ступень S-IVB должна была быть выведена на геостационарную на один год для имитации полета к Венере и проверки работоспособности ее систем.
В случае успеха испытаний, 31 октября 1973 года был бы дан старт фазе С, и корабль отправился бы к Венере. Во время 123-дневного полета, астронавты должны были бы заниматься астрономическими наблюдениями Меркурия (который находился бы на расстоянии 0.3 астрономические единицы от корабля) и Солнца.
Сам облет Венеры должен был состояться 3 марта 1974 года. Корабль прошел бы на расстоянии 6200 километров от поверхности планеты. Планировалось осуществить радарное сканирование Венеры, а также сбросить на планету 14 беспилотных зондов: 6 для исследования состава атмосферы в разных точках планеты, 4 аэростата для исследования ветров, 2 зонда, которые не имели парашютов и должны были попытаться сфотографировать поверхность Венеры перед тем как разбиться (по образцу аппаратов серии Рейнджер), а также два посадочных модуля для непосредственного изучения поверхности.
После облета, который был бы осуществлен за несколько часов, корабль отправлялся в обратный путь, протяженность 1.24 астрономических единицы. Это расстояние корабль преодолел бы за 273 дня. Для того, чтобы скрасить досуг, каждый астронавт мог взять с собой кинопленку весом до 2 килограмм, книги весом до 9 кило, до 1.5 килограмм аудиозаписей, и до 1 килограмма игр. Много это или мало, судите сами. Возвращение на Землю планировалось 1 декабря 1974 года.
Схема полета
Почему же миссия не состоялась? Все как всегда уперлось в деньги. Расширенную программу Аполлон постигла судьба других, политически мотивированных проектов - после победы в Лунной гонке, было решено нецелесообразным продолжать тратить большие деньги на космос, в то время как и на Земле хватало проблем, вроде гонки вооружений и пожиравшей все больше ресурсов войны во Вьетнаме.
В результате, в течении следующих 5 лет бюджет NASA был урезан практически в 5 раз. Единственный уцелевший элемент амбициозной расширенной программы - это запущенная в 1973 году орбитальная станция Скайлэб. И то, реализован он фактически был только наполовину, так как изначально предполагалось запустить две орбитальные станции.
Скайлэб
Возможно, решись СССР продолжать космическую гонку, и реализовать планировавшийся марсианский проект, то все сложилось бы иначе. Или, если бы в альтернативной истории Союз первым высадился на Луну, то это вероятно привело бы к новому витку космической гонки и бюджеты не были бы сокращены. Но в реальности Советский Союз тоже не был готов к дальнейшим большим тратам на космос, и потому, например отказался не только от полета на Марс, но даже от завершения испытаний ракеты Н-1, которая должна была доставить космонавтов на Луну. В итоге, обе стороны фактически сошлись на поддержании статуса-кво.
Конечно, с позиции нынешнего дня, предлагавшийся проект облета Венеры содержал много подводных камней. Во-первых, на то время самые длительные пилотируемые полеты в космос исчислялись неделями - было собрано слишком мало данных о том, как длительное пребывание в невесомости влияет на человека и как избежать основных возникающих при этом проблем для здоровья астронавтов. Вопросы также вызывало и то, насколько реально тогда было бы построить систему жизнеобеспечения, способную профункционировать более года.
Во-вторых, в полете астронавты получили бы большие дозы облучения - куда большие, чем участники теоретического полета к Марсу, которые как показали недавние исследования, находятся на грани допустимых норм.
И в третьих, совершенно неучтенная проблема солнечных вспышек. В реальности, 5-6 июля 1974 года Земля была задета мощным корональным выбросом. Если бы миссия состоялась, то на тот момент корабль находился бы в нескольких градусах от линии соединявшей Солнце и Землю - и весьма вероятно, что он был бы задет выбросом что вероятнее всего привело бы к смерти астронавтов от лучевой болезни.
В принципе, все задачи, которые планировалось решить с помощью пилотируемого облета Венеры, в последующие годы были достигнуты многочисленными АМС. Советские аппараты серии “Венера” исследовали атмосферу планеты и даже совершили мягкую посадку на ее поверхность, "Веги" выпустили в атмосферу несколько аэростатов, а американский "Магеллан" составил детальную радарную карту поверхности.
Панорама повехности Венеры с КА "Венера-13"
Конечно, нет смысла подвергать опасности человеческие жизни, если все могут сделать автоматы, но все же оглядываясь назад, хочется заметить насколько же сильно отличались приоритеты и общий дух исследований тех лет от нынешнего.
Возможно, в таком полете не было бы большого практической пользы - но в принципе, с этой же точки зрения в покорении Эвереста, спуске в Марианскую впадину, посадке людей на Луну тоже не было особо смысла, ибо их все можно было исследовать дистанционно. Но дух первооткрывательства, стремление постигать неизведанное, готовность идти на риск даже тогда, когда выгоды неочевидны - это те черты, которые позволили человеку покорить земной шар и в конце концов, пускай и ненадолго, подняться за пределы нашего мира.
Когда в 1972 году, экипаж Аполлона-17 оставил на Луне памятную табличку, сообщавшую о том, что здесь было завершено первое исследование Луны, то наверно вряд ли, кто-то мог предположить, что пройдет 40 лет, а второго исследования так и не состоится, что многочисленные планы полета на Марс так и останутся лишь планами.
Хочется верить, что когда-нибудь повестка дня все же изменится, и дух космических исследований вернется. Возможно, то что не смогли государства, со временем смогут сделать частные компании. Коммерция и конкуренция очень сильные двигатели прогресса, и я бы не удивился, если когда-нибудь именно с их помощью человек все же достигнет других планет. Я по крайней мере лично очень надеюсь все же стать свидетелем этого.
P.S. И в завершение компьютерная анимация того, как мог выглядеть облет Венеры.
Марс всегда притягивал фантастов. В телескопы на нем можно было разглядеть смену времен года, полярные шапки, определенные детали поверхности, а при должной фантазии и знаменитые “каналы”, а также некие явления, которые принимались за признаки существования на его поверхности жизни.
А вот Венере, которая является ближайшей к Земле планетой, не повезло быть удостоенной такого внимания. Да и что, собственно говоря, нам было о ней известно до начала космической эры? То, что она почти размером с Землю, ближе к Солнцу и обладает атмосферой, из-за которой было невозможно разглядеть ее поверхность - и на этом собственно все. Дефицит знания о нашей соседке демонстрирует такой факт, что вплоть до конца 50-х годов многие ученые всерьез надеялись, что условия на поверхности Венеры могут быть схожими с земными времен каменноугольного периода.
В фантастике тех лет существовала негласная традиция, что чем дальше планета находится от Солнца, тем более она старая. Марс соответственно обычно описывался как умирающий мир с древними цивилизациями, Земля находилась в середине жизненного пути, а Венере отводилась незавидная роль ясель, эдакой примитивной, дикой планеты. В старой литературе частенько фигурировали венерианские джунгли, туземцы, болота, странные виды животных и т.п.
После того, как первые земные аппараты наконец передали данные о составе венерианской атмосферы и условиях на ее поверхности, по всем этим представлениям был нанесен смертельный удар. Температура до 600 градусов Цельсия на дневной стороне. Атмосфера на 96% состоящая из СО2, чье давление на поверхности в 90 раз превосходит земное. Кислотные дожди, ураганные ветры на средних высотах со скоростью до 1000 км в час. Неастрономическое слово “ад” как нельзя хорошо описывает условия на поверхности “утренней звезды”.
Закономерно, что в то время как полет на Марс был и остается мечтой многих людей, Венера практически никогда не рассматривалась как цель для каких-либо пилотируемых экспедиции. С существующими технологиями высадка людей на ее поверхность невозможна, а все проекты терраформирования предполагают уровень развития техники, который если и будет достигнут, то очень и очень нескоро.
Тем удивительнее, что в конце 60-х NASA прорабатывало план пилотируемого облета Венеры. То было золотое время для аэрокосмического агентства - получив политическую задачу во что бы то ни стало опередить СССР и высадить человека на Луну, NASA достался огромный бюджет, составлявший в лучшие годы до 4,5% от государственного бюджета США (сейчас, эта цифра примерно в 10 раз меньше) и мощь всей американской промышленности. Результатом вложенных средств стала самая мощная в мире ракета-носитель Сатурн-V, позволявшая выводить на низкую околоземную орбиту до 140 тонн груза, которая использовалась в программе Аполлон.
Построенный Вернером Фон Брауном монстр достигал 110 метров в высоту и весил 2 800 тонн
Многие ассоциируют Аполлон исключительно с полетами на Луну, а также совместным полетом Союз-Аполлон, но это не совсем так. Во-первых, после миссии Аполлона 17, планировалось осуществить еще три экспедиции на естественный спутник Земли (в районы кратеров Коперника и Тихо). Кроме того, существовала также расширенная программа Аполлон, в которую входило множество крайне “вкусных”, но так и нереализованных вещей вроде строительства постоянной лунной базы и отправку в космос нескольких орбитальных станций. Самой амбициозной среди них всех был пилотируемый облет Венеры, про который и пойдет речь.
Предполагаемая миссия использовала ракету Сатурн 5, переоборудованный корабль Аполлон и экипаж из трёх человек. После выхода на орбиту, последняя ступень ракеты под названием S-IVB использовалась для перехода на траекторию облёта Венеры, а затем, после слива остатков топлива и заполнения баков воздухом, астронавты должны были вручную переоборудовать ее в большой жилой отсек по образцу орбитальной станция Скайлэб. Общая длина получившейся связки составила бы 33 метра.
Двигатель командно-служебного модуля Аполлона использовался для коррекции курса на пути к Венере и обратно, и для торможения перед входом модуля в атмосферу Земли. Для того, чтобы освободить больше места в космическом корабле для туннеля, соединяющего командно-служебный модуль и S-IVB, двигатель SPS на командно-служебном модуле был заменён на два двигателя от лунного модуля. Они давали аналогичную тягу с более короткими соплами, а также позволяли сделать миссию более безопасной за счёт дополнительного числа двигателей.
Необычной особенностью облёта Венеры, в отличие от полёта к Луне было то, что командно-служебный модуль при перестыковке со ступенью S-IVB переворачивался, и перегрузки выталкивали астронавтов из кресел, а не прижимали к ним. Это было необходимо, потому что имелось только небольшое «окно» для отмены запуска и возвращения командно-служебного модуля на Землю в случае проблем с S-IVB, и все системы корабля должны были быть оперативными и проверяться перед сходом с околоземной орбиты для старта к Венере.
Схема стыковки
Перед самой миссией, планировалась совершить два испытательных полета. В процессе первого (фаза А) должна была быть отработана стыковка на орбите и переоборудование ступени в жилое помещение, во время второго (фаза B), ступень S-IVB должна была быть выведена на геостационарную на один год для имитации полета к Венере и проверки работоспособности ее систем.
В случае успеха испытаний, 31 октября 1973 года был бы дан старт фазе С, и корабль отправился бы к Венере. Во время 123-дневного полета, астронавты должны были бы заниматься астрономическими наблюдениями Меркурия (который находился бы на расстоянии 0.3 астрономические единицы от корабля) и Солнца.
Сам облет Венеры должен был состояться 3 марта 1974 года. Корабль прошел бы на расстоянии 6200 километров от поверхности планеты. Планировалось осуществить радарное сканирование Венеры, а также сбросить на планету 14 беспилотных зондов: 6 для исследования состава атмосферы в разных точках планеты, 4 аэростата для исследования ветров, 2 зонда, которые не имели парашютов и должны были попытаться сфотографировать поверхность Венеры перед тем как разбиться (по образцу аппаратов серии Рейнджер), а также два посадочных модуля для непосредственного изучения поверхности.
После облета, который был бы осуществлен за несколько часов, корабль отправлялся в обратный путь, протяженность 1.24 астрономических единицы. Это расстояние корабль преодолел бы за 273 дня. Для того, чтобы скрасить досуг, каждый астронавт мог взять с собой кинопленку весом до 2 килограмм, книги весом до 9 кило, до 1.5 килограмм аудиозаписей, и до 1 килограмма игр. Много это или мало, судите сами. Возвращение на Землю планировалось 1 декабря 1974 года.
Схема полета
Почему же миссия не состоялась? Все как всегда уперлось в деньги. Расширенную программу Аполлон постигла судьба других, политически мотивированных проектов - после победы в Лунной гонке, было решено нецелесообразным продолжать тратить большие деньги на космос, в то время как и на Земле хватало проблем, вроде гонки вооружений и пожиравшей все больше ресурсов войны во Вьетнаме.
В результате, в течении следующих 5 лет бюджет NASA был урезан практически в 5 раз. Единственный уцелевший элемент амбициозной расширенной программы - это запущенная в 1973 году орбитальная станция Скайлэб. И то, реализован он фактически был только наполовину, так как изначально предполагалось запустить две орбитальные станции.
Скайлэб
Возможно, решись СССР продолжать космическую гонку, и реализовать планировавшийся марсианский проект, то все сложилось бы иначе. Или, если бы в альтернативной истории Союз первым высадился на Луну, то это вероятно привело бы к новому витку космической гонки и бюджеты не были бы сокращены. Но в реальности Советский Союз тоже не был готов к дальнейшим большим тратам на космос, и потому, например отказался не только от полета на Марс, но даже от завершения испытаний ракеты Н-1, которая должна была доставить космонавтов на Луну. В итоге, обе стороны фактически сошлись на поддержании статуса-кво.
Конечно, с позиции нынешнего дня, предлагавшийся проект облета Венеры содержал много подводных камней. Во-первых, на то время самые длительные пилотируемые полеты в космос исчислялись неделями - было собрано слишком мало данных о том, как длительное пребывание в невесомости влияет на человека и как избежать основных возникающих при этом проблем для здоровья астронавтов. Вопросы также вызывало и то, насколько реально тогда было бы построить систему жизнеобеспечения, способную профункционировать более года.
Во-вторых, в полете астронавты получили бы большие дозы облучения - куда большие, чем участники теоретического полета к Марсу, которые как показали недавние исследования, находятся на грани допустимых норм.
И в третьих, совершенно неучтенная проблема солнечных вспышек. В реальности, 5-6 июля 1974 года Земля была задета мощным корональным выбросом. Если бы миссия состоялась, то на тот момент корабль находился бы в нескольких градусах от линии соединявшей Солнце и Землю - и весьма вероятно, что он был бы задет выбросом что вероятнее всего привело бы к смерти астронавтов от лучевой болезни.
В принципе, все задачи, которые планировалось решить с помощью пилотируемого облета Венеры, в последующие годы были достигнуты многочисленными АМС. Советские аппараты серии “Венера” исследовали атмосферу планеты и даже совершили мягкую посадку на ее поверхность, "Веги" выпустили в атмосферу несколько аэростатов, а американский "Магеллан" составил детальную радарную карту поверхности.
Панорама повехности Венеры с КА "Венера-13"
Конечно, нет смысла подвергать опасности человеческие жизни, если все могут сделать автоматы, но все же оглядываясь назад, хочется заметить насколько же сильно отличались приоритеты и общий дух исследований тех лет от нынешнего.
Возможно, в таком полете не было бы большого практической пользы - но в принципе, с этой же точки зрения в покорении Эвереста, спуске в Марианскую впадину, посадке людей на Луну тоже не было особо смысла, ибо их все можно было исследовать дистанционно. Но дух первооткрывательства, стремление постигать неизведанное, готовность идти на риск даже тогда, когда выгоды неочевидны - это те черты, которые позволили человеку покорить земной шар и в конце концов, пускай и ненадолго, подняться за пределы нашего мира.
Когда в 1972 году, экипаж Аполлона-17 оставил на Луне памятную табличку, сообщавшую о том, что здесь было завершено первое исследование Луны, то наверно вряд ли, кто-то мог предположить, что пройдет 40 лет, а второго исследования так и не состоится, что многочисленные планы полета на Марс так и останутся лишь планами.
Хочется верить, что когда-нибудь повестка дня все же изменится, и дух космических исследований вернется. Возможно, то что не смогли государства, со временем смогут сделать частные компании. Коммерция и конкуренция очень сильные двигатели прогресса, и я бы не удивился, если когда-нибудь именно с их помощью человек все же достигнет других планет. Я по крайней мере лично очень надеюсь все же стать свидетелем этого.
P.S. И в завершение компьютерная анимация того, как мог выглядеть облет Венеры.
Click to view