Технические вызовы и перспективы миссии на Венеру

Миссия на Венеру, ставшая одним из ключевых направлений в исследованиях космоса, обещает разгадать загадки и тайны планеты, ближайшей к Земле. Однако даже несмотря на сложности и изменения в сотрудничестве между различными странами, интерес к этой экспедиции остается высоким. Она открывает перед научным сообществом широкие перспективы не только для глубокого понимания экстремальных условий, присущих Венере, но и для преодоления технических сложностей, связанных с созданием аппаратуры, способной справиться с агрессивной атмосферой и поверхностью планеты. В данной статье рассматривается актуальность, цели, технические вызовы и ожидаемые результаты миссии на Венеру, а также её значимость для дальнейших исследований космоса.

Опыт, который имелся в свое время в СССР в исследовании Венеры в 70-80-х годах прошлого века, также имеет значение. Венера в то время имела все основания называться «русской планетой». В СССР на НПО им. С.А. Лавочкина были созданы уникальные космические аппараты, серии «Венера/Вега», который совершил 10 посадок на поверхность Венеры, все успешные, обеспечив работу научной аппаратуры в адских условиях на «дне» венерианской атмосферы до двух часов.

В 1961 году "Венера-1" стала первым аппаратом в сфере тяготения Венеры, а "Венера-4" в 1967 году доставил аппарат на её поверхность. "Венера-4" измерил температуру, давление и химический состав атмосферы, обнаружив высокое содержание углекислого газа. "Венера-5" и "Венера-6" подтвердили данные, а "Венера-7" достигла поверхности, передав данные о температуре и давлении. "Венера-8" предоставила информацию о поверхности, подтвердив высокие температуры. "Венера-9", "Венера-10", "Венера-11" и "Венера-12" передали данные с планеты, а "Венера-15" и "Венера-16" использовались для картографирования. Эти миссии значительно расширили наши знания о Венере, атмосфере и её структуре [1].

В настоящее время совместный проект между «Роскосмосом» и «NASA» был приостановлен. В 2022 году США отказались от совместной работы с Россией по запуску аппарата на Венеру. Однако это не повлияло на цели и задачи миссии "Вене-ра-Д". Миссия планирует исследовать атмосферу, поверхность и внутреннюю структуру Венеры с использованием современных технологий. Планируется отправить научные аппараты для исследования этой планеты, с первой экспедицией "Венера-Д", запланированной после 2030 года [2].

Миссия на Венеру играет ключевую роль в изучении облачного слоя этой планеты, обнаружение следов биологической активности и предположения о возможном существовании бактерий в условиях облаков. На данный момент ученые обнаружили фосфин - бесцветный ядовитый газа, который может иметь биологическое происхождение. На Земле его выделяют в процессе жизнедеятельности некоторые бактерии. Всё это делает данную миссию значимой для понимания жизни в экстремальных средах на других планетах [3].

Миссия «Венера-Д» предполагает использование орбитальных и посадочных аппаратов, разработанных в России. Они позволят провести долговременные исследования планеты, включая работу на поверхности Венеры на протяжении нескольких часов. Проект "Венера-Д" завершил стадию аванпроекта и эскизное проектирование. На этой стадии будет утверждено техническое задание и определен список экспериментов, необходимых для реализации проекта. Это позволит под- твердить возможность создания научной аппаратуры и разработки приборов, необходимых для достижения целей миссии "Венера-Д" [4].

Эскизный проект КА указан на рисунке и включает в себя:

• 1.    Посадочный модуль (ПМ) состоит из:

• -    системы торможения;

• -    комплекса научной аппаратурой (КНА) внутри герметичного контейнера -для обеспечения терморегулирования;

• -    радиокомплекса;

• -    система обеспечения теплового режима;

• -    химический источник тока.

• 2.    Орбитальный модуль состоит из:

• -    системы ориентации и стабилизации относительно центра масс;

• -    солнечных батарей;

• -    двигательной установки;

• -    радиокомплекса;

• -    антенно-фидерной системы (АФС) X-диапазона и АФС система для связи с ПМ и аэростатами;

• -    КНА;

Десантный модуль указан на рисунке 2 и состоит из:

• -    заднего кожуха и аэродинамического экрана;

• -    атмосферного, посадочного и аэростатного модуля.

  

  Рис. 1. Эскизный проект КА

  
  
  
  
  

Рис. 2. Десантный модуль [5]

Так же КА будет обладать оборудованием указанном в таблицах 1 и 2

Таблица 1. Научная аппаратура орбитального аппарата [6]

Таблица 2. Научная аппаратура посадочного модуля

Перелет к Венере представляет собой технически сложную задачу из-за множества факторов, включая навигацию в космическом пространстве, воздействие гравитации и аэродинамические аспекты. Необходимость точного планирования маршрута и маневров для успешного приближения к планете требует применения новейших технологий и инженерных решений. Посадка аппарата на поверхность Венеры и последующая его эксплуатация, также является сложной задачи. От высоких температур до высокого давления и агрессивной атмосферы, каждый аспект требует разработки инновационных материалов и технических решений. Создание защитных систем и устойчивой к экстремальным условиям аппаратуры становится одним из ключевых аспектов успеха данной миссии.

Целью миссии на Венеру является получение значительного объема научных данных о планете. Ожидается, что собранные данные об атмосфере, климате, геологической структуре и других параметрах Венеры помогут расширить наше понимание этой планеты. Предполагается, что эти данные сыграют важную роль в понимании процессов, происходящих на Венере, и позволят сформировать более точные модели ее эволюции. Полученные научные данные от миссии на Венеру будут иметь значительное влияние на планирование и реализацию будущих космических экспедиций. Эти данные станут базой для формирования и разработки новых миссий в космосе, включая более точно настроенные миссии на Венеру, а также исследования других планет и объектов Солнечной системы. Предполагается, что новые данные, полученные благодаря текущей миссии, станут отправной точкой для будущих экспедиций и значительно расширят горизонты космических исследований.