Файл: Два чуда космической техники специальный выпуск..pdf

По результатам обработки данных траекторных измерений было найдено, что отклонение станции от расчетной траектории у Венеры составит около. 160 тыс. км, и для обеспечения ее попадания на пла­ нету потребовалось провести коррекцию траектории. Коррекция была

. осуществлена с помощью корректирующего двигателя через полтора месяца после, запуска. Необходимое направление корректирующего импульса, было обеспечено системой ориентации, сориентировавшей станцию в пространстве по небесным светилам. Система ориентации была. необходима также для проведения сеансов радиосвязи с Зем­ лей при использовании остронаправленной параболической антенны и для ориентации на Солнце солнечных батарей.

На. всем участке полета станции в межпланетном пространстве проводились научные измерения. Они запоминались и передавались на Землю во время сеансов радиосвязи. Особенно интересным был припланетный сеанс, когда результаты научных измерений передава­ лись* начиная примерно от 40 тыс. км от Венеры до входа в плот­ ные слои ее атмосферы.

Станция вошла в атмосферу. Венеры со второй космической ско­ ростью. До сих пор ни один космический объект не осуществил вхо­ да со второй космической скоростью даже в хорошо известную нам атмосферу Земли. Спускаемый аппарат в условиях громадных пере­ грузок затормозился приблизительно от 11 000 до 300 м/сек, после чего дальнейшее торможение производилось парашютной системой-. Ввод парашютной системы в действие обеспечивался барометриче­ ским датчиком, настроенным на определенное давление, и независи­ мо от временного устройства. Когда аппарат затормозился примерно до 10 м/сек и вышел основной парашют, включились приборы для измерения параметров атмосферы и была измерена высота над по­ верхностью Венеры. Спускаемый аппарат плавно опускался через всю атмосферу, и к моменту достижения поверхности его скорость состав­ ляла всего около 3 м/сек. Скорость снижения аппарата и пройден­ ный путь определялись независимо радиометодами и расчетным пу­ тем, с использованием измеренных параметров атмосферы и аэроди­

124

Каковы же главные итоги этого полета?

Прежде всего, впервые станция с научными приборами плавно опустилась на поверхность Венеры и посылала данные научных из­ мерений сквозь атмосферу на расстояние свыше 75 млн. км. Прове­ дены исследования химического состава, измерены температура и давление атмосферы Венеры по всей ее толще, вплоть до самой по­ верхности. Эти уникальные данные открыли нам тайны атмосферы Венеры и имеют громадное значение для науки.

Они открывают пути для создания аппаратов с целью осуще­ ствления дальнейших, более полных исследований Венеры.

Получены ценные научные данные на трассе полета и вблизи планеты. Большой интерес представляют результаты измерений сол­ нечных космических лучей, свидетельствующие об увеличении их ин­ тенсивности во время вспышек по сравнению с 1964— 1965 гг., чго, видимо, связано с возрастанием солнечной активности, имеющей 11-летний период изменения. По измерениям на припланетном участ­ ке установлено, что собственное магнитное поле Венеры не может превышать трех десятитысячных от величины магнитного поля у по­ верхности Земли, а радиационный пояс отсутствует. Результаты пря­ мых-измерений ионосферной плазмы показывают, что над ночной сто­ роной ионосфера Венеры существенно слабее земной. Открыта водо­ родная корона у Венеры, значительно более слабая, чем у Земли.

Наши знания о планете Венера стали гораздо больше. Венера не кажется уже такой таинственной, как раньше. Полученный материал будет подвергнут детальной обработке и теоретическому осмысли­ ванию. Мы приводим сейчас лишь фактические данные, из которых а дальнейшем еще можно будет многое извлечь, в том числе для кос­ могонии и природы планетных атмосфер, а также для теплового ре­ жима, характера общей циркуляции и ветровых процессов в атмо­ сфере Венеры.

Мы рассматриваем этот эксперимент как выдающийся вклад в изучение планеты Венера и как важнейший этап на пути к осуще­ ствлению межпланетных перелетов.

Успех этого сложнейшего эксперимента свидетельствует о высо­ ком развитии науки и техники в нашей социалистической стране, и

125

нам особенно приятно, что это замечательное достижение свершилось в канун нашего большого праздника — 50-летия Великой Октябрь­ ской социалистической революции, которому создатели автоматиче­ ской станции «Венера-4» посвятили этот полет.

В. Ишевский:

ТРИУМ Ф КОНСТРУКТОРСКОЙ м ы

Исходя из основных научных задач полета автоматической меж­ планетной станции «Венера-4», были определены схема, конструктив­ ные характеристики станции, ее систем и агрегатов. Станция должна была совершить длительный космический полет, войти со второй кос­ мической скоростью в атмосферу планеты, затормозиться в процессе движения в атмосфере и завершить полет спуском на парашюте на поверхность. На завершающем этапе полета аппарат должен был провести непосредственные измерения физико-химических парамет­ ров атмосферы Венеры и передать эти данные на Землю.

На трассе полета и в непосредственной близости от планеты пре­ дусматривалось также проведение различных научных экспериментов.

Станция «Венера-4» состоит из двух основных частей: орбиталь­ ного отсека и спускаемого аппарата.

Орбитальный отсек является основным несущим элементом кон­ струкции станции. На нем размещены: корректирующая двигательная установка, датчики научной аппаратуры, антенны, оптико-электрон­ ные датчики системы астроориентации, солнечные батареи и реактив­ ные микродвигатели.

В герметичном контейнере орбитального отсека установлена электронная аппаратура различных систем станции, источники пита­ ния и блоки системы терморегулирования.

Связь станции с Землей на всех этапах полета обеспечивается радиокомплексом. Передача и прием информации осуществляются с помощью трех антенн: остронаправленной параболической диамет­ ром около 2,3 м и двух малонаправленных конических антенн.

126

Снабжение электроэнергией всех приборов станции производится системой энергопитания. Она состоит из буферных химических акку­ муляторов и солнечных батарей.

В сеансах связи аккумуляторы обеспечивают электроэнергией все приборы и системы станции. В остальное время производится зарядка аккумуляторов от солнечных батарей.

На всех этапах полета в соответствии с программой станция ори­ ентировалась в пространстве строго определенным образом. Эту от­ ветственную задачу выполняла система астроориентации. Разворот аппарата в заданное положение производился относительно опреде­ ленных астрономических ориентиров: Земли, Солнца и звезды Канопус. Эти ориентиры фиксировались специальными оптико-электрон­ ными датчиками.

Необходимый тепловой режим элементов конструкции и борто­ вых систем обеспечивался сочетанием пассивных и активных спосо­ бов терморегулирования. С помощью пассивных способов поддержи­ вался температурный режим агрегатов и приборов, размещенных вне герметичных отсеков станции.

Активная система терморегулирования сохраняла заданный теп­ ловой режим в орбитальном отсеке и спускаемом аппарате в про­ должение всего полета, Нагретый газ поступал из отсеков станции в теплообменник, где избыточное тепло излучалось в космическое про­ странство. Необходимая температура в отсеках создавалась за счет регулирования расхода газа. Конструктивной особенностью системы терморегулирования является совмещение теплообменника с отража­ телем параболической антенны. Работа системы терморегулирования осложнялась тем, что по мере приближения станции к Венере сол­ нечный тепловой поток увеличился вдвое. Однако и в этих условиях заданный тепловой режим был сохранен: в течение всего полета тем­ пература в отсеках находилась в пределах от плюс 15 до плюс 25° С<

Спускаемый аппарат был предназначен для проведения комплек­ са научных исследований в атмосфере и у поверхности Венеры.

Известно, какие трудности пришлось преодолеть при разработке космических аппаратов, совершающих вход в атмосферу Земли с ор­ биты спутника с первой космической скоростью.

127

Создание спускаемого аппарата станции «Венера-4» было связано с решением принципиально новых технических и научных проблем.

Впервые в истории и практике космических полетов аппарат дол« жен был войти со второй космической скоростью в атмосферу плане­ ты. Задача осложнялась еще и тем, что имелась очень большая не­ определенность количественных величин важнейших характеристик атмосферы Венеры.

После входа в атмосферу Венеры за счет аэродинамического тор­ можения скорость аппарата резко снижается. Это приводит к резко­ му возрастанию перегрузок и температуры газа, которая за ударной волной возрастает до 10 000— 15 000°.

Конструктивно спускаемый аппарат выполнен в форме, близкой к шару диаметром около метра. Вес аппарата 383 кг. В герметичных отсеках размещены различные приборы и агрегаты, в том числе: науч­ ная аппаратура, радиокомплекс, парашютная система, источники пи­ тания, автоматика управления и система терморегулирования. Н а­ ружная поверхность спускаемого аппарата закрыта специальной теп­ лозащитой, которая в основном сосредоточена в лобовой части аппа­ рата. Она предохраняет аппарат от аэродинамического нагрева.

Кроме того, спускаемый аппарат имеет теплоизоляцию, которая предохраняет приборы от воздействия «горячей» атмосферы Венеры.

Все приборы и агрегаты станции прошли широкий комплекс ис­ пытаний, в которых имитировались условия их работы в полете, вклю­ чая испытания на перегрузки при входе в атмосферу.

Основные приборы и элементы систем станции были задублирова­ ны. Схемы управления обеспечивали переключение приборов на дуб­ лирующие комплекты в случае выхода из строя основного. Однако все системы станции работали нормально, и дублирующими комплек­ тами не пришлось пользоваться.

Полет автоматической станции от Земли до Венеры продолжался

128суток.

Втечение этого времени было проведено 115 сеансов связи для измерения элементов траектории полета станции, приема научной ин­ формации и телеметрических данных о состоянии объекта, а также для управления работой различных бортовых систем.

128

Во время сеансов связи командами с наземного пункта управле­ ния изменялась ориентация автоматической станции в пространстве, задавались необходимые режимы работы систем энергопитания и тер­ морегулирования, переключались бортовые антенны и производились необходимые операции по проверке функционирования всех систем станции «Венера-4».

Одновременно с запуском «Венеры-4» в термовакуумную камеру была помещена станция-«двойник», которая работала по программе полета основной станции. По результатам работы станции-«двойннка» прогнозировались режимы работы станции «Венера-4».

За месяц до подлета к Венере, после уточнения места и момента времени входа в атмосферу планеты, на борт станции была заложена автоматическая программа проведения припланетпого сеанса.

Этот сеанс начался 18 октября за 117 мин. до отделения спускае­ мого аппарата от орбитального отсека. Отделение произошло в 7 час. 34 мин. по московскому времени.

В этот момент угол между продольной осью спускаемого аппара­ та и вектором скорости был близок к 90°. Аэродинамические силы развернули аппарат в заданное положение. Это было достигнуто со­ ответствующей аэродинамической компановкой спускаемого аппарата. Во время движения в атмосфере колебания аппарата устранялись специальным демпфирующим устройством. Все эти меры обеспечили нормальные условия работы теплозащиты и сохранность спускаемого аппарата во время движения в плотных слоях атмосферы.

После участка аэродинамического торможения по команде систе­ мы автоматики была введена в действие парашютная система.

18 октября в 7 час. 39 мин. по московскому времени Земля нача­ ла принимать первую радиопередачу с другой планеты.

Во время движения на парашюте в течение около полутора часов спускаемый аппарат проводил измерения физико-химических характе­ ристик атмосферы Венеры и передавал эту информацию на Землю.

В 9 час. 14 мин. по московскому времени сеанс связи со спускае­ мым аппаратом автоматической станции «Венера-4» был окончен после полного завершения программы исследования атмосферы Ве­ неры.