Автор статьи — британский журналист Робин Эндрюс, действительно особенно не заморочившись углублением в историю освоения «Утренней звезды», начал летопись с того, что в 60–70-х годах к ней подлетали американские межпланетные станции «Маринер», Pioneer Venus («Пионер-Венера»), упомянул про станцию «Магеллан» (Magellan), которая за несколько лет провела глобальное дистанционное картографирование планеты. С нее действительно были получены наиболее подробные снимки всей поверхности Венеры. Но ни разу в статье не было упомянуто про посадки аппаратов на поверхность горячей планеты! Действительно, у зарубежных ученых не было подобных достижений, но советские-то на нее «садились» и на ней работали! «Как же так?! — возмутился академик. — Это же замалчивание важных фактов истории!»
Из 19 советских аппаратов «Венера» восемь регулярно достигали поверхности планеты и передавали на Землю ценные данные. Ну хорошо, американцы вообще везде считают себя первыми. Но почему у нас статья Эндрюса появилась без надлежащих комментариев?! Академик Маров восполнил пробел.
Назад в «будущее»
— Во второй половине прошлого столетия у СССР была очень насыщенная лунно-планетная программа, — вспоминает Михаил Яковлевич с самого начала славную космическую историю нашей страны, которая тогда была намного насыщеннее современной. — Нам принадлежат многие приоритетные достижения в исследованиях Луны, Венеры, Марса. Достаточно сказать, что именно СССР первым посадил свои аппараты на поверхность всех названных тел Солнечной системы, мы первыми запустили луноход, автоматически вернули образцы лунного грунта на Землю. Китайцы, к примеру, смогли повторить это только в позапрошлом году. Да, американцы первыми высадили на Луну астронавтов — мы это всегда помним, но и наши заслуги забывать нельзя.
Надо отдать должное руководству Академии наук СССР, ее президенту Мстиславу Келдышу, который с самого начала говорил о том, что Венера представляет исключительный интерес для планетных исследований.
— Чем именно?
— С ней можно сравнивать возникновение природных условий на Земле. К примеру, почему Венера эволюционировала не так, как наша планета, ведь они так похожи и по размерам, и по массе и находятся по космическим масштабам очень близко друг от друга. Подобные вопросы и предопределили нашу многолетнюю программу исследований Венеры. По существу, мы не пропускали ни одного «пускового окна», когда расположение планет было оптимальным для запуска космического аппарата.
— С какой периодичностью оно «открывалось»?
— Примерно раз в полтора года. И за это время каждый раз создавалось по новому космическому аппарату. Возглавлявший в то время НПО им. Лавочкина Георгий Николаевич Бабакин рано ушел из жизни, «сгорел» на этом поприще. Это был уникальный человек. На фоне того, что мы почти полвека не летаем ни к Луне, ни к планетам, то, что сделал он тогда, кажется немыслимым: 16 (!) космических аппаратов за 6 лет. Можете себе представить такую цифру? Мы, старая гвардия, называем это время «бабакинским ренессансом» — периодом нашего лидерства в лунно-планетных исследованиях.
— Какие функции вы выполняли в программе исследований Венеры?
— Вскоре после создания НПО им. Лавочкина, куда из королёвского ОКБ-1 перешла вся лунно-планетная тематика, меня пригласил Мстислав Всеволодович Келдыш и попросил тоже ею заняться, осуществлять связь между Академией наук и НПО. Келдыш возглавлял тогда самый авторитетный орган — Межведомственный научно-технический совет по космическим исследованиям, а я был ученым секретарем этого совета. К тому же я еще возглавлял отдел в Институте прикладной математики, которым руководил Келдыш. Это была моя альма-матер, где до перехода в ГЕОХИ (это случилось в 2007 году) я проработал 46 лет.
— Почему именно вас он выбрал для такой связи?
— К тому времени я участвовал в разных комиссиях, советах, деятельность моя была чрезвычайно обширна. Еще до перехода к Келдышу я много занимался оборонной ракетно-космической тематикой. Хотя многое и самому мне казалось странным, в частности, почему мне, по сути, тогда еще мальчишке, поручали столь ответственные дела? Что касается Венеры и Марса, то в мои обязанности входило обеспечение выполнения научной программы космических аппаратов — на Западе таких ученых называют Project Scientist.
Почему Венера — не близнец Земли
— Странно, что с 80-х годов никто больше не пытался садиться на Венеру...
— Да, в 2006 году была запущена орбитальная европейская станция «Венера-Экспресс», на которой стояли в основном наши, российские приборы, но она почему-то не считается европейско-российской. Еще в 2014 году японцы запустили на сильно вытянутую эллиптическую орбиту вокруг Венеры аппарат «Акацуки». Он до сих пор летает, но ему с очень большого расстояния удается исследовать только самые верхние слои атмосферы и облаков Венеры, не более. А таких целенаправленных миссий, которые обеспечили бы посадку на поверхность, какую осуществляли наши советские аппараты, до сих пор нет.
— Что вы знали о Венере, когда началась работа по созданию посадочных аппаратов на нее?
— Что это ближайшая соседка Земли, очень на нее похожая по своим характеристикам, о чем я уже говорил. Она всего лишь примерно на 0,3 астрономической единицы (1 а.е. равно 150 млн км. — Авт.) ближе к Солнцу, чем Земля, в то время как Марс — на 0,5 а.е. дальше. То есть при самом благоприятном расположении орбит мы находимся от Венеры на расстоянии 38 миллионов километров, а от Марса — на расстоянии 55 млн км. Других сведений о Венере было крайне мало, поскольку она постоянно окутана плотными облаками, не позволяющими измерить параметры атмосферы и увидеть поверхность.
— Но на Марсе более комфортная для нас среда, чем на Венере...
— До середины прошлого века многие так не думали. Считалось, что Венера и Земля — это планеты-близнецы не только по размерам, но и по своим природным условиям.
— И наличие там жизни предполагалось?
— Некоторые исследователи даже представляли Венеру аналогом каменноугольного периода в истории Земли: с достаточно теплым, влажным климатом, с пышной растительностью. И только с конца 50-х годов XX века, по результатам измерений в диапазонах радиоволн, появились предположения, что на Венере может быть более высокая температура, чем на Земле. Правда, однозначного истолкования этих измерений не было. А что касается давления атмосферы на поверхности, то здесь была полная неопределенность: модельные оценки колебались от долей атмосферы до сотен атмосфер. Поэтому мы перед запуском «Венеры-4» были в состоянии полного неведения. Мы хотели сесть на эту планету, но точно не знали, какие параметры атмосферы на ее поверхности.
— Знаю, что первые «Венеры» не долетали до планеты. Так какая же из них дала наиболее существенный результат?
— Действительно, первые три «Венеры», созданные еще в ОКБ Королева, не достигли цели: первая довольно быстро сломалась, а следующие две передали данные измерений только на трассе перелета, но не о самой Венере. К планете они подлетели с неработающей аппаратурой из-за перегрева космического аппарата — был недостаточно аккуратно рассчитан его тепловой режим: ведь аппараты летели к Венере, сближаясь с Солнцем…
Первый настоящий успех нам принесла «Венера-4» в октябре 1967 года. Она была способна выдержать довольно высокую температуру, а вот на какое давление рассчитывать спускаемый аппарат — об этом мы могли перед ее запуском только гадать.
— Так как же решили поступить?
— В итоге Бабакин принял «генеральское решение» — он сказал: «Будем проектировать аппарат на 15 атмосфер». Так и сделали.
Я хорошо помню переживания участников, когда спускаемый аппарат вошел в атмосферу Венеры. Судя по сигналам, которые принимались от него в Евпатории, в Центре дальней космической связи, произошло раскрытие парашютов, и начался спуск в атмосфере под облаками, который продолжался около часа. И вдруг — прекращение передачи сигнала. Мы сначала решили, что аппарат достиг поверхности. Но последующий анализ показал, что «Венера-4» была раздавлена при давлении 18 атмосфер. И произошло это, когда до поверхности оставалось еще 23 километра.
— А какое же давление было на поверхности?
— У нас были очень хорошие измерения температуры, давления, химического состава атмосферы в диапазоне высот от примерно 55 до 23 км. На основе этих данных я как раз занимался разработкой моделей — восстановлением профиля атмосферы Венеры до самой поверхности. Экстраполяция полученных значений при определенных допущениях о свойствах подоблачной атмосферы привела к выводу, что температура на поверхности достигает 470 градусов Цельсия, а давление — 92 атмосфер. Это как в океане почти на километровой глубине, да при этом горячо, как в духовке! В дальнейшем эти полученные модельные значения были блестяще подтверждены данными прямых измерений на наших посадочных аппаратах, начиная с «Венеры-7».
— Представляю, что было бы с человеком только на подлете к Венере!
— Если вы имеете в виду подлет к поверхности, то ничего хорошего. Он бы мучительно изжарился, а давление его буквально бы раздавило. Если еще добавить, что атмосфера Венеры на 97 процентов состоит из углекислого газа, то представьте, насколько ужасающая среда ждала бы путешественников с Земли!
Это то, что касается атмосферы. Но мы открыли на Венере и много другого, что позволило лучше себе представить природные особенности нашей космической соседки, ее разительные отличия от Земли. На аппарате «Венера-8» мы впервые измерили, как ослабляется солнечный свет плотной атмосферой и облаками, измерили освещенность на поверхности планеты, чтобы подготовиться к съемке панорам. Оказалось, что до поверхности доходит всего несколько процентов солнечного света, а это значит, что даже днем там глубокие сумерки, а ночью и вовсе кромешная тьма, потому что спутников, подобных нашей Луне, у Венеры нет, да и она вряд ли была бы видна с поверхности. Путем более полных измерений аппаратов «Венера-9» и «Венера-10» мы показали, что по мере прохождения плотной атмосферы и облаков спектральный состав солнечного света меняется, его синяя часть поглощается сильнее, чем красная, так что поверхность имеет красноватый оттенок, а небо над головой — не голубой, как у нас, а оранжевый цвет, как в известной детской песенке. Впервые с поверхности Венеры были переданы панорамы — сначала черно-белые, а затем (с «Венеры-13» и «Венеры-14») и цветные, позволившие увидеть ее необычный пейзаж и сделать определенные выводы о геологическом прошлом.
Мы испытали также чувство глубокого удовлетворения, впервые изучив облака Венеры. При помощи оригинальных бортовых приборов были измерены структура облаков, микрофизические свойства облачных частиц, их химический состав. Оказалось, что облака имеют протяженность около 20 км, состоят их трех основных слоев, а над ними и под ними — менее плотные дымки. Частички облаков имеют микронные размеры и состоят, в отличие от земных, не из воды и льда, а из капелек серной кислоты.
— Откуда она там взялась?
— Скорее всего, из вулканов, которых очень много на Венере, и, возможно, некоторые из них продолжают действовать. Они выбрасывают большое количество газов, в том числе серных соединений, в первую очередь двуокись серы, дальнейшее окисление которой и растворение в воде, содержащейся в атмосфере, приводит к образованию серной кислоты — и это еще она экзотическая особенность Венеры.
— На какой высоте заканчивается кромка венерианских облаков?
— Верхняя граница их доходит примерно до 65–70 км над поверхностью. А на высоте примерно 55 км условия примерно такие, как на Земле: давление 1 атмосфера и 20 градусов Цельсия.
— Значит, теоретически там может быть жизнь?
— В принципе возможность наличия микроорганизмов на Венере, даже в условиях агрессивной облачной среды, исключать нельзя, хотя это и не доказано. Два года назад оптимизм вселило сообщение об обнаружении на верхней границе облаков фосфористого водорода — фосфина. Известно, что этот газ действительно продуцируется микроорганизмами, но может иметь и другое (например вулканическое) происхождение. К тому же по своим спектральным признакам он близок к двуокиси серы. Так что, скорее всего, сообщение об отождествлении измеренного спектра с фосфином было ошибочным. Так же как и попытки найти своего рода признаки жизни на поверхности Венеры на основе детального изучения панорам, исходя из предположения о возможных формах жизни на другой биологической основе. Скорее всего, и облака, и поверхность Венеры необитаемы, но это никоим образом не уменьшает нашего к ней интереса.
Необратимый парниковый эффект
— Что вам как ученому было бы сегодня интересно узнать о Венере?
— Вопросов осталось очень много. Самый главный вопрос, конечно, касается пути эволюции Венеры, столь отличного от эволюции Земли. Существуют модели, согласно которым раньше Венера была подобна Земле, даже был океан, но затем возник необратимый парниковый эффект, в результате чего температура начала резко расти и дошла до существующих почти 500 градусов.
Что этому способствовало? Что послужило толчком к росту температуры, следствием чего стали потеря океанов и разложение осадочных поверхностных пород — карбонатов, так что вся огромная масса содержащегося в них углекислого газа выделилась в атмосферу? Это ключевые вопросы, имеющие прямое отношение к геологическому прошлому планеты, формированию особенностей разнообразных поверхностных ландшафтов, впервые открывшихся нам благодаря съемке при помощи радиолокаторов с космических аппаратов. В отличие от видимых лучей радиоволны легко проходят через атмосферу и облака и позволяют «увидеть» поверхность Венеры. Такой метод, называемый радиокартированием, также впервые был применен нами на аппаратах «Венера-15» и «Венера-16», до запуска американского «Магеллана».
Не менее интересны вопросы, связанные с динамикой атмосферы Венеры, которая наряду с парниковым эффектом, создаваемым углекислым газом, водяным паром и двуокисью серы, определяет ее тепловой режим. Например, одна из интересующих нас загадок: как совсем небольшая скорость ветра у поверхности планеты (около 0,5 метра в секунду) достигает на высоте 70 км от поверхности ураганной скорости — 100 метров в секунду? Что заставляет ветер так разгоняться с ростом высоты, создавая так называемую карусельную циркуляцию на планете? А такой феномен мы реально измерили на наших космических аппаратах при их спуске в атмосфере и на поверхности.
— Как вы измерили эту скорость?
— Это были разные методы: в атмосфере путем изменения (сдвига) несущей частоты бортового радиопередатчика, а на поверхности — при помощи чашечных анемометров — вертушек с колпачками, которые имеются на каждой метеостанции. Такие стояли на наших посадочных аппаратах.
— Из какого же материала надо было делать эти анемометры, чтобы они не сгорели?
— Из обычного металла, который выдерживает и гораздо более высокие температуры. Вопрос был в другом: надо было создать оригинальную систему смазки, чтобы обеспечить вращение. И такие уникальные приборы были созданы!
— А как вообще вы добились того, чтобы посадочные аппараты могли выживать и работать на поверхности Венеры в столь ужасающих условиях?
— Это, пожалуй, один из самых главных вопросов, успешное решение которых обеспечило нашу космическую программу исследований Венеры. Надо было создать такие системы, которые смогли бы обеспечить работоспособность аппаратов в таких условиях. С этой целью применялось несколько оригинальных способов. Во-первых, схема спуска: сначала медленно на парашюте, чтобы измерить свойства облаков, а затем, отцепив парашют на высоте около 50 км, спуск на аэродинамическом экране, чтобы быстро пройти горячий слой атмосферы всего за несколько десятков минут и сесть на поверхность при умеренной скорости. Иначе при медленном спуске на парашюте аппарат бы перегрелся и не сохранил работоспособность на поверхности. Во-вторых, еще до входа в атмосферу Венеры в посадочный аппарат нагнетался холодный воздух от перелетного модуля, понижая его температуру до минус 20 градусов.
— То есть вы высаживали на поверхность «холодильные установки»?
— Что-то типа этого. Ведь предельная температура, при которой электронная аппаратура еще могла работать, не превышала 50 градусов, и было важно, чтобы отсчет «жизни» аппарата на горячей планете начинался, скажем, не от +20, а от -20 градусов.
В-третьих, это специально разработанная система теплоизоляции, чтобы минимизировать тепловой поток из атмосферы внутрь аппарата. И, наконец, это тепловые аккумуляторы на основе химического вещества с заданной температурой плавления, которое поглощает избыток тепла внутри аппарата, поддерживая ее существенно ниже предельной в течение примерно часа. К тому надо добавить, что по нашей инициативе на предприятии Бабакина был создан специальный стенд для наземной отработки всех этапов спуска, посадки и работы на поверхности Венеры.
— Ваш опыт «выживания» аппаратов на Венере был засекречен, хотя бы поначалу?
— Мы не делали из всего этого особого секрета. Но одно дело узнать, а другое — сделать, что несравненно сложнее. Всегда есть свои тонкости. Американцы делали попытки посадить на Венеру аппараты комплекса «Пионер-Венера», но потерпели неудачу: они прекращали работу, когда до поверхности оставалось еще 12 км.
— Что бы вы сказали в заключение нашей беседы?
Могу лишь сказать, что Венере я отдал почти 15 лет. С огромным уважением и чувством благодарности вспоминаю замечательных ученых и специалистов, вместе с которыми мне довелось долгие годы работать. В периоды подготовки запусков я буквально не вылезал из Химок (там находится НПО им. Лавочкина. — Авт.). И сейчас думаю о том времени как об одном из наиболее счастливых в моей жизни.
Скорее всего, британский журналист не знал истории советских исследований Венеры. Может быть, ни ему, ни редакторам просто никто не рассказывал о героическом труде российских ученых по исследованию Луны и планет. Однако, как говорится, незнание не избавляет от ответственности, тем более что по этим вопросам написаны многочисленные статьи и книги, в том числе на английском языке. Мы не будем из профессиональной этики упоминать название журнала, где в русском переводе вышла его тенденциозная статья, но постараемся навести мосты и познакомить автора с более полной историей освоения планеты Венера.
Российская наука внесла достойный вклад в сокровищницу человеческих знаний о планетах Солнечной системы, и его по достоинству объективно оценили зарубежные коллеги наших ученых, неслучайно назвавшие Венеру «русской планетой». Мы действительно были первопроходцами в получении основных наших сегодняшних знаний о Венере. Но она еще таит в себе много тайн, многолетний перерыв в ее исследованиях совершенно не оправдан, и возвращение на Венеру с новой серией космических аппаратов, намеченное американским, европейским и российским космическими агентствами, безусловно, вдохновляет.
