Автоматическая межпланетная станция «Венера-7»

  • Обзор проекта

  • Основные задачи

  • Описание миссии

  • Научная аппаратура

  • Значимость миссии

  • Галерея

Спускаемый аппарат станции «Венера-7» впервые в мире достиг поверхности планеты Венера. Аппарат совершил посадку на ночной стороне планеты.

Автоматическая станция «Венера-7» явилась дальнейшим развитием станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6».

По результатам полета станций «Венера-5» и Венера-6», которые завершили измерения на высоте около 20 км над средним уровнем поверхности, расчетным путем были получены оценки давления и температуры на уровне средней поверхности Венеры, которые составили Т=500°С и Р=100 атмосфер. Для проектирования спускаемого аппарата следующей экспедиции к Венере были заданы давление 150 атмосфер, а температура 540°С.

Космический аппарат «Венера-7» был предназначен для доставки на поверхность Венеры спускаемого аппарата.В отличие от предыдущих экспедиций основной целью при запуске в 1970 году ставилась уже посадка на поверхность планеты. Поэтому в состав исходных данных вошла и скорость ветра у поверхности Венеры, которая по расчетам составила 1,5 м/с.

Исходя из принятых условий, был спроектирован принципиально новый спускаемый аппарат. Он должен был выдержать давление, которое в 6 раз превышало расчетное давление для станций «Венера-5» и «Венера-6». При этом требовалось проработать на поверхности, то есть при максимальном давлении, не менее 30 минут.

Чтобы выдержать такое давление, корпус спускаемого аппарата изготовили не из алюминиево–магниевого сплава АМГ 6, как у предыдущих «Венер», а из титана с обеспечением его прочности при разрушающем внешнем давлении 180 атмосфер.

Тепловая изоляция нижней полусферы была выполнена из стеклопласта, а верхней полусферы — из стекловаты, которая заполняла ячейки стеклосот. Для уменьшения перегрузок, воздействующих на аппаратуру при соприкосновении аппарата с поверхностью планеты, было установлено амортизационное устройство.

Высокое атмосферное давление позволило заменить двухкаскадную парашютную систему на однокаскадную с рифленым парашютом конусной формы площадью 2,8 м². Это чуть больше, чем площадь купола тормозного парашюта на «Венере-4». Изготовлен парашют был из отечественного материала стеклонитрон. Для обеспечения достаточной прочности купол парашюта изготавливался из 4 слоев ткани. После выгорания нитрона обеспечивалась воздухопроницаемость купола, гарантирующая его надежное функционирование. Соответственно была изменена и автоматика ввода парашютной системы.

Полностью был изменен состав научной аппаратуры. Кроме того, для измерения высот в диапазоне 25-1 км был установлен новый радиовысотомер.

В связи с изменением состава научной аппаратуры в спускаемом аппарате и циклограммы ее функционирования потребовалось увеличить и емкость аккумуляторной батареи. Вместо кадмий–никелевой была установлена свинцово–цинковая батарея. За 15 суток до подлета к Венере по команде с Земли производился ее заряд от солнечных батарей.

В связи с увеличением почти на 100 кг массы спускаемого аппарата по сравнению со спускаемыми аппаратами «Венеры-5,6» пришлось максимально облегчить орбитальный отсек. С него была снята вся научная аппаратура за исключением счетчика космических частиц КС 18 4М.

Но даже после этого масса всего аппарата (1180 кг) оказалась на 50 кг больше массы «Венеры-5,6», а значит, превышала возможности носителя «Молния–М». Грузоподъемность носителя удалось увеличить доработкой баков разгонного блока (он получил обозначение НВЛ), что дало возможность добавить 140 кг топлива.

  1. Назначение планетные исследования
  2. Статус выведен из эксплуатации,
  3. Объект исследований Венера
  4. Дата запуска 17 августа 1970
  5. Космодром Байконур
  6. Средства выведения "Молния–М" с разгонным блоком "НВЛ".
  7. Масса аппарата 1180 кг; масса спускаемого аппарата: 500 кг
  8. Рабочая орбита траектория перелета к Венере
  9. Срок активного существования 120 суток

Космический аппарат «Венера-7» был предназначен для доставки на поверхность Венеры спускаемого аппарата.

Автоматическая межпланетная станция «Венера-7» была запущена с космодрома Байконур 17 августа 1970 года ракетой–носителем «Молния–М» с задержкой в 2,5 секунды.

Примечание: 22 августа 1970 года в 8 часов 6 минут 8 секунд был произведен запуск ракеты–носителя «Молния–М» со второй станцией, которая по конструкции, составу бортовых систем и научной аппаратуре была аналогична станции «Венера-7». Первые три ступени ракеты–носителя отработали штатно, обеспечив выведение головного блока на опорную околоземную орбиту. Однако из–за сбоя программного устройства произошел взрыв двигателя разгонного блока НВЛ, в результате чего автоматическая станция осталась на околоземной орбите под названием «Космос-359». Весь процесс развития аварийной ситуации был зафиксирован телеметрией, полученной и с разгонного блока, и с космического аппарата.

На трассе перелета к Венере 27 и 30 сентября были предприняты попытки проведения звездной коррекции, которые не прошли вследствие незахвата опорный звезды (Сириус) звездным датчиком. 2 октября и 17 ноября были проведены солнечные коррекции траектории, которые обеспечили попадание в Венеру.

За четыре месяца полета станции к Венере было проведено 124 сеанса радиосвязи. Спустя 120 суток после старта, 15 декабря 1970 года станция «Венера-7» достигла планеты. Общая схема полета была аналогичной полетам «Венер-4,5,6». При входе в атмосферу произошло разделение орбитального и спускаемого аппаратов.

Во время аэродинамического торможения скорость аппарата относительно планеты уменьшилась с 11,5 км/с до 200 м/с. При этом максимальные перегрузки достигали 350 единиц.

На высоте около 55 км от поверхности Венеры, при внешнем давлении порядка 0,7 атмосферы система автоматики осуществила ввод в действие парашюта, и 15 декабря в 8 часов 34 минут 10 секунд спускаемый аппарат стации «Венера-7» впервые в мире совершил посадку на поверхность Венеры в 2000 км от утреннего терминатора на ночной стороне.

В общей сложности, аппарат в течение 53 минут передавал на Землю информацию, в том числе, около 20 минут с поверхности планеты.

Спускаемый аппарат станции Венера-7При входе СА в атмосферу произошел отказ телеметрического коммутатора, в результате чего на Землю передавалась только температура окружающей среды, которая изменялась от 25 до 475 градусов Цельсия, в течение всего спуска в атмосфере и нахождения аппарата на поверхности.

Одновременно проводились радиоизмерения доплеровского изменения сигнала, принимаемого на Земле от спускаемого аппарата. Именно эти измерения позволили вычислить пройденный путь, «привязать» значения температуры к определенной высоте и зафиксировать момент касания поверхности Венеры. Они же позволили зафиксировать скачок по скорости снижения в середине спуска с 14 до 26 м/с, а затем и скорость в момент касания поверхности (16 м/с), превышающую расчетную. Вероятной причиной этого могло быть самопроизвольное срабатывание пирочеки, вызванное статическим электричеством, и отстрел парашютных стренг.

Постоянные измерения соотношения сигнал/шум принимаемого на Земле сигнала позволили зафиксировать уменьшение в момент посадки уровня сигнала почти в 30 раз. Это могло означать влияние ветра на спускаемый аппарат во время посадки или его опрокидывание.

Задача достижения поверхности планеты Венера была достигнута, однако программа полета станции «Венера-7» выполнена частично.

Состав научной аппаратуры орбитального аппарата:
  • – прибор КС-18-4М для изучения потоков космических частиц.

Состав научной аппаратуры спускаемого аппарата:
  • – гамма–спектрометр ГС-4 для определения типа поверхностных пород планеты;
  • – комплект ИТД для определения температуры и давления атмосферы;
  • – прибор ДОУ-1М для измерения максимального ускорения на участке торможения СА.

Главным результатом полета станции «Венера-7» стало достижение впервые в мире поверхности планеты Венера. При этом аппарат совершил посадку на ночной стороне Венеры.

Из–за отказа телеметрического коммутатора была получена лишь информация о температуре атмосферы Венеры на участке спуска и у ее поверхности. По полученным данным был выявлен адиабатический характер изменения температуры. Это позволило, используя уравнения гидростатического равновесия и газового состояния и данные измерений предыдущих станций, рассчитать распределение давления и плотности в атмосфере Венеры по высоте вплоть до поверхности. Оказалось, что давление у поверхности Венеры составляет 90±15 атмосфер, а температура — 475°±20°С.

Возврат к списку