12 июня 1967 года стартовала ракета-носитель "Молния" с АМС "Венера-4" на борту (4 фото + 1 видео)

1967 год ознаменовался большим достижением современной космонавтики: советская автоматическая межпланетная станция «Венера 4» достигла планеты Венера.
Станция «Венера 4» была выведена 12 июня 1967 г. сначала на орбиту искусственного спутника Земли. После этого последней ступенью ракеты-носителя ей была сообщена вторая космическая скорость в направлении планеты Венера.

Проведенные траекторные измерения показали, что ее орбита проходит па расстоянии 160 тысяч километров от центра Венеры. В связи с этим через полтора месяца после запуска с помощью специального корректирующего двигателя по радиокомандам с Земли движение станции в космическом пространстве было скорректировано с таким расчетом, чтобы она достигла поверхности планеты.

При создании «Венеры-4» были учтены параметры атмосферы планеты Венера, полученные во время полёта межпланетной станции «Венеры-3». Спускаемый аппарат должен был работать при температуре 425 °C и давлении до 10 атмосфер.

АМС «Венера-4» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата.

Орбитальный отсек

Орбитальный отсек представлял собой герметичный корпус цилиндрической формы в котором размещены приборы радиокомплекса, системы астроориентации и коррекции "Чайка-В", терморегулирования, аккумуляторные батареи и научная аппаратура. Радиокомплекс дециметрового диапазона обеспечивал прием до 127 команд с Земли, проведение траекторных измерений и передачу на Землю телеметрической информации со скоростями 1, 4, 16 и 64 бита в секунду. Мощность передатчика ДМ-диапазона - 40 Ватт. На "Венере-4" использовалась 6-разрядная телеметрия со скоростями опроса 1, 4, 16 и 64 бит/с, которая могла работать и в режиме непосредственной передачи, и в режиме записи с последующим воспроизведением. Для записи ТМ-информации в состав телеметрической системы входил магнитофон емкостью 150 тыс бит.
Для радиосвязи использовались заново разработанные малонаправленные антенны. Передача информации со скоростью 64 бита в секунду осуществлялась через параболическую остронаправленную антенну (ОНА) диаметром 2,3 метра. ОНА состояла из жесткой центральной части, в которую был встроен радиатор-охладитель, и раскрываемой в полете части, сделанной из металлической сетки в виде зонтика. По баллистическим условиям использование ОНА возможно было только после 45 суток полета. В состав бортовой аппаратуры входило также программно-временное устройство, которое обеспечивало выдачу меток в бортовые системы в заданное время. Система ориентации и коррекции "Чайка В" была предназначена для обеспечения постоянной солнечной ориентации на пассивных участках полета, наведения остронаправленной антенны на Землю в сеансах связи, построения трехосной ориентации перед проведением коррекции траектории для выставки двигателя КДУ в заданном направлении и стабилизации КА в ходе коррекции. В качестве датчиков системы ориентации и коррекции использовались прибор грубой солнечной ориентации, солнечно-звездный астроблок, солнечно-земной прибор, обеспечивающий наведение ОНА на Землю с точностью ±40 угловых минут, датчик наличия Венеры и датчики угловых скоростей.
В начале сеанса коррекции с помощью астроблока строится трехосная ориентация (точность солнечно-звездной ориентации составляла +6 угловых минут), которая "перехватывается" гиростабилизированной платформой. Включение двигателя производится по метке ПВУ, а выключение - от интегратора по набору требуемой скорости коррекции. В случае невозможности работы со звездным прибором проводится так называемая солнечная коррекция. При этом сопло маршевого двигателя направлено либо к Солнцу, либо в противоположном направлении. В качестве исполнительных органов системы ориентации и коррекции использовались реактивные сопла, работающие на газообразном азоте. При работе КДУ стабилизация по тангажу и рысканию осуществлялась качанием камеры ЖРД.
Для обеспечения работы бортовой аппаратуры орбитального аппарата служила система энергопитания, которая была существенно переделана. В ее состав входили две панели солнечной батареи общей площадью 2,4 м2. В качестве буферной батареи основного отсека была применена кадмий-никелевая аккумуляторная батарея номинальной емкостью 84 ампер-часа. Система терморегулирования обеспечивала циркуляцию газа в орбитальном отсеке с помощью вентилятора, а сброс тепла осуществлялся через радиатор-охладитель, встроенный в остронаправленную антенну. Регулирование температуры в заданных пределах обеспечивалось заслонкой, открывающей и закрывающей магистраль подачи воздуха на радиатор-охладитель.
На внешней стороне орбитального отсека установлены оптические датчики и исполнительные органы системы астроориентации, две раскрывающиеся панели солнечных батарей, малонаправленные и остронаправленная антенны радиокомплекса, штанга магнитометра и датчики научных приборов. К хвостовой части гермоотсека крепился негерметичный отсек корректирующей двигательной установки с ЖРД тягой 200 кг, а также баллоны с компонентами топлива (четырехокись азота и несимметричный диметилгидразин) и системой подачи, сопла газовых двигателей ориентации. В ходе перелета предполагалось проведение двух коррекций траектории.

Спускаемый аппарат "Венера-4"

Основной полезной нагрузкой автоматической станцией "Венера-4" являлся спускаемый аппарат, который размещался в головной части космического аппарата и крепился к основному отсеку с помощью стяжных лент. Он имел форму, близкую к шару диаметром 103 см. Конструктивно СА состоял из двух герметичных отсеков: приборного и парашютного. В самой нижней части СА установлен механический демпфер, уменьшающий колебания при его движении в атмосфере после отделения от орбитального отсека. В парашютном отсеке была установлена двухкаскадная парашютная система, состоящая из тормозного парашюта с площадью купола 2,2 м2 и основного парашюта с площадью купола 55 м2. Для определения момента ввода и раскрытия парашюта использовались датчики перегрузок и бародатчики.
В этом же отсеке были размещены антенны передатчика дециметрового диапазона и радиовысотомера, система отделения крышки, система раскрытия и отцепки парашюта. Раскрытие антенн производилось при раскрытии основного парашюта. Радиовысотомер "Высота" предназначен для выдачи отметок пяти фиксированных высот: 26; 14; 9; 4,5 и 2 км над поверхностью планеты и привязки к ним данных о температуре, плотности, давлении и химическом составе атмосферы. В приборном отсеке были размещены приборы служебных бортовых систем, включая радиокомплекс дециметрового диапазона, телеметрическую систему, блоки электроавтоматики и системы терморегулирования. Для питания служебных и научных приборов в спускаемом аппарате была установлена химическая батарея емкостью 28 ампер-часов, которая на трассе перелета подпитывалась малым током от отдельной секции солнечной батареи для предотвращения саморазряда. Ресурс батареи был рассчитан примерно на 100 минут непрерывной работы.
Спустя 128 суток после старта, 18 октября 1967 года, станция "Венера-4" сблизилась с планетой. За 2 часа до подлета к Венере, когда до нее оставалось около 45000 км, по команде с Земли была построена трехосная ориентация по Солнцу и Земле с наведением ОНА на Землю. При входе станции "Венера-4" в атмосферу со скоростью 11 км/с по сигналу "Потеря Земли" с солнечно-земного прибора был отделен спускаемый аппарат. Какое-то время орбитальный аппарат еще передавал телеметрию и научную информацию, пока не разрушился. СА при входе в атмосферу Венеры на ночной стороне планеты в районе экватора в 1500 км от утреннего терминатора, испытал перегрузки в 300 ед.
После аэродинамического торможения до скорости 210 м/с была отстрелена верхняя крышка СА и последовательно введена парашютная система. Вместе с раскрытием основного парашюта раскрылись антенны радиовысотомера и передатчика, включились научные приборы, и началась передача научной информации со скоростью 1 бит в секунду, что соответствовало одному опросу в 48 секунд. Сразу при включении радиовысотомер выдал метку соответствующую 26 километрам, что ввело всех в заблуждение. Этот факт дал повод некоторое время утверждать, что спускаемый аппарат станции "Венера-4" совершил посадку на поверхность планеты. На самом деле, по последующим оценкам, парашют раскрылся на высоте 61-65 км. Давление и плотность измерялись вплоть до зашкаливания приборов, поскольку верхний предел манометра составлял 7,3 атмосферы. Только измерение температуры проводилось в течение всего спуска аппарата на парашюте в течение 93 минут до момента пропадания связи. За это время температура изменялась от 33 до 262°С. После пересчета показаний давления, плотности и температуры, было получено значение величины давления 17-20 атмосфер, соответствующее температуре 262°С. В свою очередь, такие параметры атмосферы соответствовали высоте 28 км. Программа полета станции "Венера-4" была выполнена полностью.
Главным результатом полета станции «Венера-4» стало проведение первых прямых измерений температуры, плотности, давления и химического состава атмосферы Венеры.

Газоанализаторы показали преимущественное содержание в атмосфере Венеры углекислого газа (≈ 90 %) и совсем незначительное содержание кислорода и водяного пара.

Научные приборы орбитального аппарата станции «Венера-4» показали отсутствие у Венеры радиационных поясов, а магнитное поле планеты оказалось в 3000 раз слабее магнитного поля Земли. Кроме того, с помощью индикатора ультрафиолетового излучения Солнца была обнаружена водородная корона Венеры, содержащая примерно в 1000 раз меньше водорода, чем верхняя атмосфера Земли. Атомарный же кислород индикатором обнаружен не был.