Поиск по сайту


+16
Издание предназначено для лиц старше 16-ти лет.

Культурно-просветительское издание о советской истории "Советика". Свидетельство о регистрации средства массовой информации - Эл№ ФС77-50088.

е-мейл сайта: sovetika@mail.ru

(Дмитрий Ластов)



Посмотрите еще..


советские пластинки - Эстрадный ансамбль ABC (Югославия)


1001 день в Рио-де-Жанейро




СОВЕТСКИЕ ЖУРНАЛЫ, Авиация и космонавтика (журнал №2 за 1970 г.), Автоматы летят к планетам (Коваль А.)

Автоматы летят к планетам (Коваль А.)

 

«Авиация и космонавтика (журнал №2 за 1970 г.)

Теперь, когда мы имеем некоторое представление о будущей станции, можно перейти к вопросу о том, как доставить ее на поверхность Венеры. Поскольку задачу перелета с Земли к планете и обеспечение необходимых ус­ловий функционирования автоматических космических аппаратов в межпланетном пространстве можно считать в целом ре­шенной (иллюстрацией этого являются полеты наших станций «Венерам), под доставкой мы будем понимать лишь спуск станций в атмосфере и посадку.

Автоматические аппараты подлетают к Венере с весьма большой скоростью. Скорость станций «Венера-5» и «Вене­ра-6» составляла около 11,2 км/сек. Ско­рость же рассматриваемой нами станции, насыщенной «тонкими» приборами, в момент достижения планеты должна быть очень небольшой, возможно, не­сколько метров в секунду. Каким же об­разом добиться этого?

Существует два способа торможения космических аппаратов: активный (с по­мощью ракетного двигателя) и пассив­ный (за счет естественного сопротивле­ния атмосферы). При первом способе требуется специальный тормозной ра­кетный блок с необходимым запасом топлива и система управления торможе­нием. При втором способе тормозящей силой является а>р о динамическое со­противление корпуса аппарата или ка­кого-либо специального средства тормо­жения, например, парашюта. В одних случаях эти способы (можно успешно комбинировать, в других приемлемым может оказаться лишь один из них. На­пример, аппараты «Луна-9», «Луна-13», а также американские «Сервейеры» осу­ществляли посадку на Луну, не имею­щую атмосферы, лишь с помощью дви­гательных установок. При посадке на­ших «лунников», скорость снижалась от величины около 2600 м/сек до посадоч­ной. Основные сложности при этом бы­ли связаны с ориентацией и стабилиза­цией аппаратов в пространстве при ра­боте двигателя и с необходимостью точно включать и выключать двигатель в нужные моменты времени. Таким образом, при этом способе торможения трудности сводятся к проблеме управ­ления.

В отличие от Луны Венера имеет мощ­ную атмосферу, и скорость подлета к ней значительно превосходит скорость подлете к Луне. Для торможения венери­анского аппарата с помощью двигателя потребовалась бы ракетная ступень очень большого веса. Оказывается, здесь выгоднее использовать для торможения аппарата сопротивление атмосферы. Правда, поскольку аппарат вследствие высокой скорости входа и большой плотности атмосферы Венеры испытыва­ет при торможении перегрузку в не­сколько сотен единиц и обтекается га­зом, нагретым до температуры свыше 10 тысяч градусов, он должен иметь мощ­ную теплозащиту и прочный корпус. Тем не менее в весовом отношении этот спо­соб рациональнее, чем торможение дви­гателем.

Вследствие интенсивного торможения в верхних слоях атмосферы Венеры ско­рость аппарата быстро падает и его тра­ектория приближается к вертикальной. В дальнейшем с уменьшением высоты плотность атмосферы быстро нарастает, вследствие чего скорость продолжает уменьшаться. В нижних слоях атмосфе­ры начинает проявляться воздействие на спускаемый аппарат высоких давления и температуры атмосферы Венеры. Эти статические факторы действуют на аппа­рат в нарастающей степени а течение всего времени его спуска в атмосфере. При посадке аппарата на поверхность и после посадки воздействие этих факто­ров приобрело бы критическое значение.

После полета «Венеры-5» и «Венеры-6» мы знаем, что давление атмосферы Ве­неры у поверхности может превысить 100 атм. Наша венерианская станция яв­ляется космическим аппаратом, но по условиям функционирования ее в опре­деленном отношении можно уподобить глубоководному батискафу — ведь дав­ление 100 атм. имеет место в океане на глубине около 1000 м. Дополним анало­гию тем, что и на этой глубине в океане, и на поверхности Венеры освещенность должна быть очень небольшой даже на дневной стороне планеты, и, видимо, недостаточной для фотографирования без специальной аппаратуры. Требования к этим аппаратам аналогичны и в том, что и батискаф и наша станция должны иметь очень прочный и герметичный корпус. Однако поскольку на Венере станция в течение длительного времени будет подвергаться также и воздействию очень высокой температуры, то ее кор­пус в конечном счете должен обладать высокой так называемой «длительной гермопрочностью». При повышенной температуре более сложной становится н проблема герметизации.

В чем может заключаться особенность посадки на поверхность Венеры? Как уже говорилось, снижение скорости при посадке на Венеру осуществляется в ее атмосфере и поэтому опыт посадки на Луну здесь не приемлем. Однако конеч­ная цель та же, что и при посадке на Луну: необходимо, чтобы станция села на поверхность с заданной скоростью и при определенной ориентации в про­странстве. Такая ориентация необходи­ма по целому ряду причин. Нужно, чтобы нагрузка при ударе о поверхность была направлена заранее известным об­разом и устройства для забора образцов грунта и атмосферных проб, а также все датчики приборов оказались в некотором исходном положении по от­ношении к грунту и атмосфере. Кроме того, антенны радиокомплекса станции должны быть направлены так, чтобы за­хватить в поле своего обзора Землю.

Первым требованием для осуществле­ния такой посадки является необходи­мость еще на участке снижения стаби­лизировать станцию в вертикальном на­правлении. Это проще всего осуществить с помощью парашютной системы.

Парашюты уже использовались на со­ветских космических аппаратах «Вене­ра». Но эти аппараты решали задачу вертикального зондирования атмосферы, парашют помимо функции стабилизатора играл также роль аэродинамического тормоза, увеличивавшего время сниже­ния, а следовательно, и продолжитель­ность экспериментов а атмосфере, кото­рые и составляли главную цель запуска этих аппаратов. Парашюты работали в основном в слоях атмосферы со сравнительно невысокой температурой (приблизительно 300 градусов по Цельсию). Станция, предназначенная для исследований на поверхности Вене­ры, могла бы также, в качестве побочной задачи, выполнить еще раз верти­кальное зондирование атмосферы при спуске. Однако ее парашют должен быть работоспособен не только в сред­них слоях атмосферы, но и в самых ниж­них, непосредственно прилегающих к поверхности, где температура очень вы­сока.

Сразу же после посадки на поверх­ность парашют должен быть автоматиче­ски отделен от аппарата, так как в про­тивном случае, если окажется, что у по­верхности Венеры дуют сильные ветры, аппарат может перевернуться или раз­биться (известно, что приземлившийся парашютист стремится прежде всего «по­гасить» свой парашют). Вследствие этого инженеры, проектирующие систему по­садки для такой станции, должны при­нять во внимание возможность того, что незадолго перед контактом с поверхностью Венеры станция будет подхвачена ветром и сила удара при посадке ока­жется направленной не вертикально по главной продольной оси аппарата, а под некоторым углом к ней. Причем ско­рость горизонтального ветра может да­же превосходить скорость вертикально­го снижения.

Выше мы отмечали, что ориентация станции при спуске и после посадки должна быть достаточно определенной. Во всяком случае отклонения от верти­кали не должны превышать некоторого предела. Чтобы удовлетворить этому требованию, нужно не только преодо­леть препятствия, которые может со­здать ветер, по также учесть при про­ектировании посадочного устройства станции свойства венерианской поверх­ности, грунта. Очевидно, для этого необ­ходимо знать микрорельеф поверхности (имеются ли впадины, выступы, каковы их размеры). Кроме того, важно знать состояние вещества поверхности (пыль или скальные образования). А что мы знаем сейчас о поверхности Венеры? Оказывается, очень немногое.

Стало почти правилом, говоря о Вене­ре, отмечать в научно-популярных ста­тьях ее загадочность, связанную с тем, что поверхность планеты скрыта от нас мощным слоем облаков. Результаты радиолокации планеты и радиационные измерения показывают, что поверхность Венеры раскалена, вероятно, сухая, не­ровная, что на ней возможны горы. Не­которые из слагающих элементов по­верхности могут находиться в расплав­ленном состоянии (ведь при температу­ре свыше 400° С плавятся десятки встре­чающихся на Земле элементов, которые могут оказаться и на Венере).

Очевидно, что таких сведений недо­статочно для уверенного проектирования посадочного устройства аппарата. Для этого необходимо знать структуру и со­стояние грунта именно в месте посадки (даже не в районе!). Но добыть теине сведения можно только… осуществив посадку. Интересно, что такие ситуации, когда приходится решать практические задачи, не располагая достаточно пол­ной исходной информацией, у специали­стов, занятых созданием космической техники, возникают сплошь и рядом. Это, по-видимому, объясняется тем, что кос­мической технике постоянно приходится иметь дело с малоизученными объекта­ми. В нашем случае ситуация не выхо­дит за рамки этой общей закономер­ности.

Остановимся коротко еще на одном любопытном моменте, связанном с по­садкой на Венеру. Если предположить, что давление атмосферы у поверхности планеты составляет 100 атм, температу­ра около 530° С и что атмосфера цели­ком состоит из углекислого газа, моле­кулярный вес которого равен 44 (дан­ные, близкие к реальным), то массовая плотность при этом составила бы около 6,6 кг * сек2/м4. Один кубометр такого газа весил бы на Земле 65 кг (один ку­бометр воздуха весит при нормальных условиях 1,29 кг), если бы наша вене­рианская станция представляла собой шар диаметром, например, два метра, то на поверхности Венеры на нее дейстствовала бы выталкивающая сила Архи­меда, равная 272 кг.

Здесь мы видим еще одно подтверж­дение аналогии станции с батискафом. Следовательно, вопрос об обеспечении «отрицательной плавучести» станции был бы не столь уж праздным. Обеспечить ее нетрудно. Нужно, чтобы станция ве­сила более 272 кг. Спускаемые аппара­ты наших «Венер», имевшие значительно меньшие размеры, весили около 400 кг каждый. Однако даже при весе, равном 1000 кг, и указанной выше плотности ат­мосферы достаточно порыва ветра со скоростью 8—10 м/сек, чтобы такая станция, лежащая на поверхности с не­большим заглублением в грунт, пере­вернулась. Способствовать этому будет выталкивающая сила.

Из сказанного можно сделать вывод, что посадка на Венеру представляет большую и сложную техническую про­блему, решение которой сковывается множеством факторов и в первую оче­редь большой неопределенностью физи­ческих условий на поверхности планеты.

Сложность и многообразие приборно­го и вспомогательного оборудования станции выдвинули бы на первый план проблему обеспечения ее надежности. Станция должна была бы обладать большой функциональной гибкостью, или, употребляя авиационный термин, «живучестью». В частности, для обеспе­чения внутри станции нормальных усло­вий для работы приборов (например, та­ких же, как в аппаратах «Венера», то есть максимум + 50°С) потребовалось бы оснастить станцию системой термо­регулирования, способной в течение про­должительного времени компенсировать температурный перепад около 450°С. Это очень сложная задача! Для этого потребуется большое количество хлад­агента, который, являясь лишь вспомо­гательным элементом, может «забрать» значительную часть общего веса.

Довольно сложно найти оптималь­ную конфигурацию спускаемого аппара­те, осуществляющего вход в атмосферу. Правильное решение такой задачи по­зволило бы не только обеспечить нормальное движение аппарата в режиме повышенных перегрузок и нагрева во время торможения в верхних слоях ат­мосферы, но также дало бы возмож­ность добиться существенной экономии в весе его теплозащиты и конструкции, работающих на этом участке траектории.

Здесь может возникнуть следующий вопрос. Ведь наши космические аппара­ты уже неоднократно осуществляли ус­пешный вход в атмосферу Венеры, раз­ве нельзя теперь считать, что связанные с этим трудности уже преодолены?

Разумеется, многое изменилось а представлении ученых и инженеров пос­ле этих полетов и, главное, мы теперь значительно лучше знаем атмосферу Ве­неры, структура которой, при прочих известных условиях, определяет динами­ку движения в ней космического аппа­рата. Однако космическая эра началась недавно, мы находимся на этапе пред­варительного поиска, разведки космоса, стремимся минимальными средствами, в короткие сроки охватить в исследовании возможно больший круг научных задач и целей, которые поэтому редко повто­ряются. Хотя инженеры и стремятся с целью повышения надежности космиче­ских аппаратов, сокращения сроков их разработки и снижения их стоимости унифицировать космическую технику, тем не менее новые цели, научные зада­чи и схемы полета делают каждый кос­мический аппарат в чем-то уникальным и нередко в корне изменяют его облик. Последнее может произойти, например, при переходе от исследований околопла­нетного пространства или верхних слоев атмосферы Венеры к исследованиям на ее поверхности, когда потребуется со­здать совершенно новый аппарат.

Это восхождение от сложного к еще более сложному на пути создания уни­кальных аппаратов приводит к тому, что, несмотря на общий бурный технический прогресс, количество специальных проб­лем космической техники не уменьшает­ся и не стабилизируется, а наоборот, пос­тоянно возрастает. Однако их решение, без сомнения, благоприятно отразится на развитии науки и техники в будущем. Изучение природы Венеры позволит нам глубже понять естественные процессы, происходящие на Земле. Возможно, когда-нибудь в будущем будет постав­лена задача об изменении условий на Венере или Марсе накануне их колони­зации. Создание новых миниатюрных приборов и сложных устройств может стать фактором технического прогресса в приборостроении и автоматике. Реше­ние проблем посадки на Венеру и но­вые знания о ней способствовали бы не только научному и техническому про­грессу, но также позволили бы (и это очень важно!) более обоснованно, ра­ционально планировать космические экс­перименты по изучению Венеры и всей Солнечной системы и, следовательно, от­крыли бы новые возможности для кос­монавтики.

Мы рассмотрели в общих чертах лишь небольшой фрагмент огромной области, называемой космонавтикой, точнее да­же, фрагмент космической техники, представив мысленно одно из направ­лений, в котором могут развиваться дальнейшие исследования планет и, в частности, Венеры, и те трудности, ко­торые предстоит при этом преодолеть.

Автор — Коваль А.

«Авиация и космонавтика (журнал №2 за 1970 г.)

 



НАВЕРХ

Внимание! При использовании материалов сайта, активная гиперссылка на сайт Советика.ру обязательна! При использовании материалов сайта в печатных СМИ, на ТВ, Радио - упоминание сайта обязательно! Так же обязательно, при использовании материалов сайта указывать авторов материалов, художников, фотографов и т.д. Желательно, при использовании материалов сайта уведомлять авторов сайта!


Мы в соц. сетях
reddit telegram vkontakte facebook twitter odnoklassniki pinterest tumblr


Советские журналы


Интересное

Блюда украинской кухни (Советский ОБЩЕПИТ)


советские новогодние открытки 1989-го года


Новое на сайте

26.08. новые пластинки - Забытые мелодии, ЗИМА - сборник, Мария Кодряну, Заяц и волк - Звуковые страницы детского журнала «Колобок», Сказка Осьминожки, Журнал Колобок № 2 за 1986 г., Журнал Колобок № 4 за 1986 г., Журнал Колобок № 9 за 1989 г.

22.08. новые пластинки - ВИА Веселые ребята, Анне Вески, Музыкальная сказка «Лесной выдумщик», ГОСТИ МОСКВЫ, 1966, Арсен Дедич (Югославия), Журнал «КРУГОЗОР» за 1969 г. № 9. Песенные премьеры, СЕРГЕЙ ЕСЕНИН (Буклет-сувенир (1970 г.))

15.08. новости - За свободную и процветающую Белоруссию!

01.08. новости - История виниловых пластинок и проигрывателей

23.07. Преимущества переводческого агентства и особенности его услуг

15.07. новые пластинки - Двенадцать слонов - Югославская сказка, Музыка из к/ф «БРИЛЛИАНТОВАЯ РУКА», Нани Брегвадзе - старинные романсы, группа «Аракс», Сказка Виталия Бианки «Колобок — колючий бок», В городе Калинине у огня вечной славы

07.07. новые пластинки - Маша и Витя против против Диких Гитар, Голубой вагон, Яак Йоала (Эстонская ССР), АББА (Швеция), Вокально-инструментальный ансамбль ЯЛЛА (Узбекская ССР)

22.06. новые пластинки - Гибкая грампластинка

18.06. новые пластинки - Песни Александра Зацепина

16.06. новые пластинки - Поет Эмиль Горовец, ВИА ГОЛУБЫЕ ГИТАРЫ, Зарубежные гости Москвы - Анна Герман и Джорджи Марьянович, Владимир Высоцкий. Песни, Рада и Николай Волшаниновы, Вокально-инструментальные ансамбли, Владимир Высоцкий, ВИА Веселые ребята, Петра Беттхер, Песни из кинофильма ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ МЕНЯЕТ ПРОФЕССИЮ


 

© Sovetika.ru 2004 - 2020. Сайт о советском времени - книги, статьи, очерки, фотографии, открытки.

Free counters!

Top.Mail.Ru