Файл: Два чуда космической техники специальный выпуск..pdf

от 0,1 атм. до 0,6 атм. Во всех оценках предполагалось, что азот яв­ ляется главной составляющей атмосферы Венеры.

Работы, проводимые с помощью новых, довольно мощных инстру­ ментов в Крымской астрофизической обсерватории, позволили обна­ ружить в спектре Венеры слабые спектральные полосы поглощения кислорода, находящегося в надоблачном слое Венеры.

Долгое время отрицалась возможность присутствия паров воды

в атмосфере Венеры, однако спектроскопические работы французских

иамериканских астрономов за последние 5 лет дали убедительные доказательства наличия паров воды в верхних слоях атмосферы

Венеры.

Исходя из этих не вполне определенных данных, делались заклю­ чения о свойствах нижней атмосферы Венеры.

Давление атмосферы у поверхности Венеры определялось экстра­ поляцией в глубь атмосферы данных, установленных для надоблач­ ного слоями оценивалось в пределах от 1 атм. до 50 и даже до

100атм.

В. определении температуры на поверхности планеты на помощь оптическим астрономам пришли радиоастрономы. Их измерения дали значение температуры — около 300—400°. Некоторые астрономы оставались сторонниками более умеренных температур, главным об­ разом в связи с затруднениями, возникшими при попытках объясне­ ния высоких температур на основании имевшихся тогда очень при­ ближенных данных о составе атмосферы.

Вот все сведения об атмосфере планеты Венера, которыми мы

располагали до полета станции «Венера-4».

Станция «Венера-4» произвела вертикальный разрез нижней ча­ сти атмосферы Венеры, начиная от высоты в 26 километров. Резуль­ таты проведенных ею измерений значительно расширили наши знания об атмосфере Венеры, значительно уточнили количественные оценки и сняли существовавшие до сих пор большие неопределенности. Ока­ залось, что атмосфера Венеры почти целиком (90—95 проц.) состоит из углекислого газа, а количество азота не превышает 7 проц. Это су­ щественно исправляет наши представления: главная составляющая атмосферы — углекислый газ, а не азот. Установлено наличие неболь­

136

шого количества (0,4 проц,—0,8 проц.) молекулярного кислорода и около 1 проц. водяных паров

Все данные о составе атмосферы относятся к высоте в 23—26 км над поверхностью; можно считать, что этот относительный состав сохраняется и до самой поверхности.

Что же касается давления атмосферы у поверхности планеты, то вместо оценок астрономов, различающихся в десятки раз, станция «Венера-4» дала значение 20 + 2 атм.

Надежно доказана высокая температура у поверхности планеты и определено ее значение: +270° ±7° С в месте, куда опустилась станция. Венера действительно является горячей планетой.

В результате полета станции «Венера-4» мы располагаем теперь достаточно надежными данными о нижней части атмосферы и можем

можем сравнивать условия на Марсе, Земле и Венере). Представляет огромное значение получение ключевых характеристик атмосферы Венеры, таких, как химический состав, термические условия и общая масса атмосферы.

Теперь мы знаем, что атмосфера Венеры (во всяком случае, ниже 30 км) почти целиком состоит из углекислого газа, физические свой­ ства которого хорошо изучены в земных лабораториях. Зная ускоре­

137

чески рассчитать весьма важную характеристику температурного ре­ жима нижних слоев атмосферы — «вертикальный адиабатический гра­ диент». Для атмосферы Венеры это дает значение 10,4° С/км.

Адиабатический градиент соответствует понижению температуры с высотой в условиях преобладающего механического перемешивания в атмосфере. Заметим, что для Земли значение адиабатического гра­ диента составляет 10° С/км и достаточно хорошо отражает реальные термические условия в земной атмосфере ниже уровня конденсации. Крайне интересно, что прямые измерения хода температуры в атмос­ фере Венеры ниже 26 км очень близки к указанному линейному па­ дению температуры с высотой, что говорит о том, что атмосфера Венеры в исследованном слое находится в состоянии механического перемешивания.

А что можно сказать о ходе температуры на больших высотах, на которых еще прямых измерений не проведено? Имеются основания думать, что уменьшение температуры приблизительно на 10° С/км будет продолжаться несколько выше 26 км до тех пор, пока не всту­ пят в силу новые физические закономерности, связанные с конденса­ цией влаги и повышением роли лучистого теплообмена. Сейчас, конеч­ но, очень трудно с уверенностью сказать, где именно это проис­ ходит в условиях атмосферы Венеры. Можно попытаться только дать некоторые самые предварительные оценки высоты уровня

Если принять максимально возможное содержание влаги, до­ пускаемое прямыми измерениями, около 1 проц. (парциальное дав­ ление), то уровень конденсации окажется очень близким к высоте начала работы станции, где-то около 28 «м, при этом возможно су­ ществование достаточно мощной слоистой облачности, состоящей в нижней части из водяных капель. Общие физические условия кон­ денсации окажутся здесь довольно близкими к тем, которые наблю­ даются в земной атмосфере. Если же задаться минимальным количе­ ством влаги в 0,1 проц, то в этом случае теоретическая оценка уровня облаков повышается до 32 км, при этом облака окажутся

438

значительно менее плотными и состоящими из ледяных кристал­ лов.

То, что мы знаем об атмосфере Венеры не только из прямых измерений, но и из косвенных данных, получаемых астрофизиками различными методами, говорит о том, что погода на Венере «облач­ ная, но без осадков». Но из чего состоят эти облака, насколько ве­ лика их вертикальная мощность,— к разрешению этой загадки мы приближаемся только теперь, после проведения эпохального экспе­ римента, осуществленного советскими учеными в канун пятидесяти­ летия Великого Октября.

Чрезвычайно своеобразны оптические условия в нижних слоях атмосферы Венеры. Благодаря высокой преломляющей способности углекислого газа, сжатого до 20 атм., на поверхности Венеры существуют условия «сверхрефракции» — кривизна лучей света ока­ зывается больше кривизны самой планеты. Горизонт в обычном смысле не существует,— наблюдателю будет казаться, что он на­ ходится на дне гигантской чаши, на которую проектируются (ко­ нечно, в очень искаженном виде) даже очень удаленные участки планеты. Явление сверхрефракции сохраняется до некоторой пре­ дельной высоты около 12 км, на которой существуют лучи, обегаю­ щие всю планету по кругу,— в принципе имеется возможность уви­ деть свой собственный затылок. Выше 12 км уже никаких оптиче­ ских «чудес» не происходит.

Теперь, после получения первых непосредственных данных об атмосфере Венеры, нашей ближайшей соседки по Солнечной систе­ ме, предстоит большая и исключительно интересная работа по по­ строению согласованной картины физических процессов в атмосфере

и методов, которые до настоящего времени в достаточно полном объеме применялись лишь к изучению нашей земной атмосферы. Получаемые при этом оценки и предсказания, естественно, должны проверяться будущими полетами научных станций к ближайшим планетам Солнечной системы.

139

Первым отвечает на вопросы журналистов В. Е. Ишевский. Вопрос: В информации о «Венере-4», опубликованной в прессе

22 октября 1967 года, отмечается, что причиной окончания передач с «Венеры-4» могло быть положение станции, вызванное затенением ан­ тенны. Если бы положение было выгоднее, какие были бы дальней­ шие задачи станции?

Ответ: Станция «Венера-4» полностью выполнила ту программу, которая предназначалась для этого космического аппарата. Никаких дополнительных исследований не предполагалось.

Вопрос: Можно ли сказать, что успешный вход и торможение космического аппарата со второй космической скоростью в атмосферу решает проблему возвращения космического аппарата с Луны на на­ шу планету?

Ответ: Вход в атмосферу Венеры космического аппарата «Вене­ ра-4» сам по себе является очень большим достижением. Ведь мы знаем, что до этого ни разу не было осуществлено входа со второй космической скоростью даже в атмосферу Земли. И результаты, по­ лученные при данном эксперименте, дают возможность говорить, что посадка с такой скоростью автоматического аппарата, возвращающе­ гося на Землю, вполне реальна.

Вопрос: Нельзя ли немного рассказать о том, как работала наземная. станция, имитировавшая станцию «Венера-4»?

Ответ: Да, у станции был на Земле дублер. Он был помещен

вспециальную камеру, где имитировались условия полета.

Впроцессе исследований подавались все команды, подобные тем, которые выдавались в сеансе связи с «Венерой-4». То есть, короче го­ воря, полностью «проигрывалась» вся программа полета.

Вопрос: Какой материал был использован для предохранения станции от перегрева при второй космической скорости?

Ответ: Это был специальный теплозащитный материал, который

всвоем составе имел тугоплавкие компоненты и достаточно прочные

связующие материалы.

140

Вопрос: Можно ли полагать, чго спуск «Венеры-4» протекал бо­ лее медленно и батареи израсходовались раньше времени?

Ответ: Нет, нельзя. Скорость спуска в атмосфере Венеры с по­ мощью парашюта определялась прежде всего плотностью атмосферы. Спуск прогнозировался для давлений от 1 до 100 атмосфер у поверх­ ности планеты, Действительные значения давления оказались намно­ го меньше — около 20 атмосфер.

Вопрос: Считалось, что самая трудная проблема, которая долж­ на быть решена, чтобы межпланетный космический корабль вернул­ ся на Землю, это вхождение в нашу атмосферу со второй космиче­ ской скоростью. Можно ли считать после «Венеры-4», что эта пробле­ ма решена?

На вопрос отвечает М. В. Келдыш: Об этом уже говорил тов.

может быть проведен так же, как автоматического. Затем отвечает С. Н. Верное.

Вопрос: Можно ли в свете современных представлений по теории магнетизма что-либо сказать о магнитных полях планет неземной группы?

Ответ: Известно, что у Юпитера есть радиоизлучение, которое трактуется как радиоизлучение в магнитном поле, причем это маг­ нитное поле во много раз больше земного. Таким образом, есть осно­ вание полагать, что у ряда планет магнитные поля существуют.

Следующая группа вопросов адресована академику А. П. Вино­ градову.

Вопрос: Можно ли распространить результаты данного экспери­ мента на другие планеты Солнечной системы?

Ответ: Если моделировать этот процесс, исходя из данных для Земли, то в результате можно прийти к представлению об атмосфере Венеры. Очевидно, возможно проделать такую же операцию и с Мар­ сом. Так что, вероятно, результаты можно обобщить.

141