Наибольшая продолжительность работы спускаемого аппарата на «злобной сестре» Земли составила 127 минут. Это была советская станция Венера-13. NASA собирается увеличить это время до 60 дней.
На фоне всех недавних разговоров об отправке людей на Луну и Марс легко забыть, что есть и другие планеты, которые достойны изучения. Команда исследователей NASA обратила свой взор на Венеру, ближайшую соседку Земли и одну из наименее изученных планет Солнечной системы.
Первым космическим аппаратом, который достиг поверхности Венеры, стал советский зонд «Венера-3» в 1966 году. С тех пор суммарное время работы автоматических межпланетных станций на поверхности этой планеты составило всего несколько часов. Однако новый спускаемый аппарат NASA создаётся с целью проработать в тяжёлых условиях поверхности Венеры до 60 дней. Он называется Long-Lived In-situ Solar System Explorer (долгоживущий зонд для прямого исследования Солнечной системы) или LLISSE. Инженеры специально разрабатывают каждый компонент нового зонда с учётом условий высокой температуры, давления и химически активной атмосферы, которые характерны для этой инфернальной планеты.
Венера справедливо заработала себе репутацию «злобной сестры» Земли. Её масса и размер примерно равны земным, и учёные предполагают, что когда-то она была богатым водой раем, в котором могла существовать простейшая жизнь. Но сегодня условия на этой планете иначе как адскими не назовёшь. Температура на ней достаточна, чтобы превратить кусок свинца в лужу жидкого металла, а атмосферное давление идентично тому, которое можно обнаружить на глубине 900 метров под водой. Если этого мало, то упомянем о ветрах, которые обдувают планету со скоростями торнадо, а во время дня Солнце загораживают плотные облака из серной кислоты. А ночь там длится примерно 100 земных суток.
Распространена теория, что Венера когда-то имела обширный неглубокий океан жидкой воды, которая постепенно выкипела под нагревом Солнца. После испарения океанов и улетучивания водорода в космос углекислый газ в атмосфере подстегнул развитие неконтролируемого парникового эффекта. Он вызвал катастрофический нагрев планеты, который и привел её к текущему состоянию. Большая толщина атмосферы создаёт трудности при сборе информации о планете космическими аппаратами с орбиты или с пролётной траектории. Чтобы понять, что на самом деле произошло с Венерой, учёным нужны данные с поверхности.
В отличие от марсоходов NASA, сравнимых размерами с автомобилем, LLISSE будет небольшим зондом, поскольку ему предстоит отправиться в полёт на одной ракете вместе с другими космическими аппаратами. Он представляет собой куб со стороной около 25 см, наполненный инструментами для анализа атмосферы и геологии Венеры.
Подготовка LLISSE к экстремальным условиям этой планеты была всепоглощающей задачей. Из-за наличия в углекислотной атмосфере Венеры следовых количеств серы, на обычных электронных компонентах быстро начали бы формироваться её кристаллы. Так что команда LLISSE разработала и создала усиленные микросхемы на основе карбида кремния — синтетического материала, который используется в наждачной бумаге и фальшивых алмазах. Каждый датчик зонда также должен быть аналогичным образом усилен.
Небольшие размеры LLISSE означают, что он не сможет иметь некоторые приборы, которыми обладают другие космические аппараты, например, камеры. Обеспечение зонда питанием на 60 суток — одна из главных сложностей. Многие аппараты по изучению далёкого космоса полагались в своей работе на радиоизотопные источники питания, однако LLISSE будет использовать батареи на расплавах солей, аналогичные тем, что используются на боевых ракетах. Ограничение потока энергии от батареи таким образом, чтобы она не исчерпалась слишком быстро — ещё одна инженерная проблема.
По мере создания компонентов зонда, команда инженеров методически испытывает каждый элемент. Они помещают его на 2 месяца в специальную камеру, которая идеально моделирует условия поверхности Венеры. 60-дневная продолжительность работы нужна зонду, чтобы пронаблюдать за явлениями, которые происходят на этой планете во время смены дня и ночи. Если ему удастся совершить посадку в конце венерианского дня, который продолжается почти 4 земных месяца, батарее получится поддерживать его работу до наступления ночи.
LLISSE разрабатывается с оглядкой на совместную российско-американскую программу «Венера-Д». Она будет состоять из орбитального модуля, большого короткоживущего спускаемого аппарата и небольшого долгоживущего посадочного зонда. Российское космическое агентство создаст орбитальный модуль и большой спускаемый аппарат, а NASA — долгоживущий посадочный зонд. Однако судьба программы Венера-Д далека от определённости. Изначальная дата запуска была назначена на 2013 год, но была перенесена на 2026 или позже. В январе совместная российско-американская команда Венеры-Д выпустила отчёт о второй фазе работ, в котором подробно говорилось о научных задачах, которые стоят перед долгоживущим зондом. В октябре специалисты из России начали подбор потенциальных мест для посадки на Венере.
Создание и испытания LLISSE будут закончены в 2023 году. Если NASA к тому времени решит самостоятельно продвигать этот проект, то зонд придётся перестроить для самостоятельного перелёта. Однако нет никаких гарантий, что один из самых выносливых космических аппаратов в истории хоть когда-нибудь полетит. Планетологи ясно дали понять, что отправка посадочного зонда на Венеру — приоритет в их пожеланиях. Сейчас у NASA наконец-то появились технологии, способные осуществить это.
Источники: wired.com
Перевод: Дмитрий Логвинов