Космический странник: чем завершилась первая советская миссия к Венере

65 лет назад СССР отправил первую автоматическую станцию к другой планете

65 лет назад, 12 февраля 1961 года, Советский Союз с помощью ракеты-носителя «Молния»  отправил первый в истории человечества космический аппарат к другой планете. Это была автоматическая межпланетная станция (АМС) «Венера-1». СССР опередил здесь США, однако уникальная миссия, к сожалению, не увенчалась успехом. 

тестовый баннер под заглавное изображение

«Молния» — это название четырехступенчатых ракете-носителей, разработанных на базе ракеты Р-7 Сергея Королёва. Разрабатывалась она для выполнения нескольких задач. В том числе, для запуска межпланетных аппаратов к Венере и Марсу. Также, ракеты этого типа использовались для выведения радиотрансляционных спутников «Молния», работавших на высокоэллиптических орбитах. Собственно, по наименованию этих спутников ракета и получила название.

Целью запуска автоматической межпланетной станции было исследование Венеры. Наблюдение Венеры с поверхности Земли не давало ответов на интересующие ученых вопросы, так как ее поверхность постоянно покрыта плотным слоем облаков.

Необходимо было выяснить, каков состав атмосферы этой планеты, из каких пород состоит ее поверхность, какова температура и многое другое. Кроме того, полет «Венеры-1» позволил бы проверить правильность способов выведения космических объектов на межпланетную трассу, отработать сверхдальнюю радиосвязь, управление станцией и проведение физических исследований в космосе.

Приходится подбирать дни, когда к Венере можно лететь с  наименьшими энергетическими затратами. Самые подходящие даты повторяются примерно через 20 месяцев. Такие периоды называются стартовыми окнами. К такой дате в 1961 году только СССР имел шанс осуществить полёт. Американцы, отказавшись от попытки создать венерианский космический аппарат в 1959 году, отложили старт на 1962 год. 

Детальная разработка станции для полётов к Венере и Марсу началась по инициативе Сергея Королёва и Мстислава Келдыша ещё в середине 1958 года, в разгар проектирования первых «лунников». 

Было принято соответствующее постановление правительства. Согласно ему, планировалось создать станцию для доставки на Венеру специального спускаемого аппарата. Её требовалось разработать до начала 1961 года, но уложиться в сроки не удалось. Конструкторские чертежи на станцию были выпущены только сентябрю 1960 года. Такое произошло из-за того, что все силы уходили на создание марсианского аппарата. 

Тогда и возникла идея конструировать АМС для Венеры на базе изделия 1М для полёта на Марс. Ведь оно было уже готово, а многие системы могли использоваться для экспедиций, как к Марсу, так и к Венере. 

В результате выбрали, может быть, не самый полезный в научном плане вариант, но более эффектный — с посадкой на Венеру вымпела с символикой СССР. Конечно, было бы очень хорошо установить на станции спускаемый аппарат. Но создать такой за оставшееся время оказалось невозможно. Поэтому его заменили вымпелом, который должен был упасть на поверхность Венеры.

«Венера-1» это космический аппарат из серии «МВ» (Марс-Венера), спроектированный для полётов к планетам в ОКБ-1 под руководством Королёва. При работе этих станций впервые была применена техника ориентации по трём осям космического аппарата по Солнцу и звезде Канопус.

Корпус «Венеры-1» представлял собой цилиндр диаметром 1,05 метра с закругленной вершиной. Полная длина аппарата составляла примерно 2 метра. Масса  станции — 643,5 кг.

Электроэнергия для работы оборудования поступала от серебряно-цинковых аккумуляторов, которые заряжались от двух солнечных батарей, установленных по бортам. На поверхности корпуса корабля крепилась параболическая антенна диаметром два метра, предназначенная для передачи данных на Землю.

На «Венере-1» была установлена корректирующая двигательная установка КДУ-414. Она предназначалась для коррекции траектории в случае отклонения от нее. Эта КДУ-414 состояла из жидкостного ракетного двигателя и системы вытеснительной подачи компонентов топлива для обеспечения её работы. Она была разработана и изготовлена в  ОКБ А.М. Исаева. 

Как было принято в Советском Союзе, для надёжности выполнения задачи изготовили два лётных образца станции для экспедиции на Венеру. Старт первой станции был назначен на 4 февраля 1961 года. 

Запуск состоялся вовремя, но окончился неудачей из-за отказа разгонного блока. Это был «Блок Л», он же – четвёртая ступень ракеты-носителя «Молния». Этот блок был первым из советских ракетных блоков, имевший возможность запуска в невесомости. 

По результатам работы аварийной комиссии был определено, что один из узлов разгонного блока не был рассчитан на работу в вакууме. В итоге отказавший узел на следующем разгонном блоке поместили в герметичный контейнер.

Новую дату запуска назначили на 12 февраля 1961 года. И в 7:04:35 МСК ракета со второй венерианской станцией ушла со старта. Штатно отработали три ступени, выведя аппарат на переходную орбиту. В заданное время включилась четвёртая ступень, «Блок Л», отправив станцию к Венере. 

Станцию назвали «Венера-1». Уже одно это было победой – значит, схема ракеты-носителя была выбрана верно. Анализ траекторных измерений подтвердил, что аппарат должен выйти к Венере, но для попадания в неё ещё нужно будет провести коррекцию.

К сожалению, почти сразу обнаружились проблемы. Первым делом, на станции не удалось ввести режим постоянной солнечной ориентации, что приводило к нехватке электроэнергии на борту. Поскольку такая ситуация предусмотрена, провели грубую ориентацию станции на Солнце и отключили не жизненно необходимые системы. 

Но тут выявилась другая ошибка проектантов. В список не жизненно необходимых систем попали радиопередатчики. Как следствие, связь с аппаратом была потеряна. Но в соответствии с логикой работы бортового программно-вычислительного устройства, передатчик должен был включиться через пять суток. Оставалось только ждать.

И вот 17 февраля программно-вычислительное устройство вновь подало ток на приборы. На Земле раздался торжественный доклад: «Есть сигнал!» К сожалению, проблемы с ориентацией это не решило. Когда стали выполнять нужную ориентацию, станция опять перешла в защитный режим и отключила передатчик. Антенна так и осталась не направленной на Землю.

«Венера-1» тем временем всё больше удалялась от Земли. И сигнал, который получали с ненаправленной антенны, становился всё слабее. А 22 февраля услышать его уже не удалось.
В конце концов, когда стало ясно, что возможностей отечественных систем дальней космической связи недостаточно, решили обратиться к английскому радиоастроному Бернарду Ловеллу. Его 76-метровый радиотелескоп в Джодрелл-Бэнк теоретически мог получить сигнал с ненаправленной антенны станции.

Ловелл и без всяких запросов занимался радиоперехватом. Он даже сумел зафиксировать сеанс связи 17 февраля. В нашем письме сообщались особенности полёта, а также содержалась просьба: попытаться получить телеметрию, когда «Венера-1» будет пролетать мимо Венеры. 
17 мая обсерватория в Джодрелл-Бэнк стала прослушивать эфир, и сигнал пришёл! Поскольку он был получен именно на частоте передатчика «Венеры-1», его запись была отправлена в Москву для анализа.

В процессе полета от станции «Венера-1» были получены сигналы, благодаря которым исследователи узнали информацию о скорости солнечного ветра и излучении, присутствующем в космосе.

Однако через 7 суток связь с межпланетной станцией «Венера-1» была потеряна. Известно, что в это время она находилась на расстоянии примерно 2 млн км от Земли. И тогда стало ясно, что цель миссии – попадание на поверхность Венеры – достигнута не будет.

Через три месяца советская станция пролетела на расстоянии 100 тысяч километров от Венеры и вышла на орбиту вокруг Солнца. Радиосвязь с этой станцией продолжалась до тех пор, пока расстояние до Земли не превысило 3 миллиона километров.

Последний слабый сигнал от «Венеры-1», о котором стало известно, был пойман американским радиолюбителем Джорделом Бэнком в июне 1961 года.

Так наша первая автоматическая межпланетная станция «Венера-1» пропала в космическом пространстве, и о её судьбе мы не узнаем. 

Но данные, полученные «Венерой-1» и опыт, приобретённый при её разработке, позволили советским ученым создать автоматические станции, способные достичь планет Солнечной системы.

Источник: www.mk.ru