Характеристики
- Назначение:
- планетные исследования
- Статус:
- выведен из эксплуатации
- Объект исследований:
- Венера
- Дата запуска:
- 17 августа 1970
- Космодром:
- Байконур
- Средства выведения:
- "Молния–М" с разгонным блоком "НВЛ".
- Масса аппарата:
- 1180 кг; масса спускаемого аппарата: 500 кг
- Рабочая орбита:
- траектория перелета к Венере
- Срок активного существования:
- 120 суток
Описание
Спускаемый аппарат станции «Венера-7» впервые в мире достиг поверхности планеты Венера. Аппарат совершил посадку на ночной стороне планеты.
Автоматическая станция «Венера-7» явилась дальнейшим развитием станций «Венера-4», «Венера-5» и «Венера-6».
По результатам полета станций «Венера-5» и Венера-6», которые завершили измерения на высоте около 20 км над средним уровнем поверхности, расчетным путем были получены оценки давления и температуры на уровне средней поверхности Венеры, которые составили Т=500°С и Р=100 атмосфер. Для проектирования спускаемого аппарата следующей экспедиции к Венере были заданы давление 150 атмосфер, а температура 540°С.
В отличие от предыдущих экспедиций основной целью при запуске в 1970 году ставилась уже посадка на поверхность планеты. Поэтому в состав исходных данных вошла и скорость ветра у поверхности Венеры, которая по расчетам составила 1,5 м/с.
Исходя из принятых условий, был спроектирован принципиально новый спускаемый аппарат. Он должен был выдержать давление, которое в 6 раз превышало расчетное давление для станций «Венера-5» и «Венера-6». При этом требовалось проработать на поверхности, то есть при максимальном давлении, не менее 30 минут.
Чтобы выдержать такое давление, корпус спускаемого аппарата изготовили не из алюминиево–магниевого сплава АМГ 6, как у предыдущих «Венер», а из титана с обеспечением его прочности при разрушающем внешнем давлении 180 атмосфер.
Тепловая изоляция нижней полусферы была выполнена из стеклопласта, а верхней полусферы — из стекловаты, которая заполняла ячейки стеклосот. Для уменьшения перегрузок, воздействующих на аппаратуру при соприкосновении аппарата с поверхностью планеты, было установлено амортизационное устройство.
Высокое атмосферное давление позволило заменить двухкаскадную парашютную систему на однокаскадную с рифленым парашютом конусной формы площадью 2,8 м². Это чуть больше, чем площадь купола тормозного парашюта на «Венере-4». Изготовлен парашют был из отечественного материала стеклонитрон. Для обеспечения достаточной прочности купол парашюта изготавливался из 4 слоев ткани. После выгорания нитрона обеспечивалась воздухопроницаемость купола, гарантирующая его надежное функционирование. Соответственно была изменена и автоматика ввода парашютной системы.
Полностью был изменен состав научной аппаратуры. Кроме того, для измерения высот в диапазоне 25-1 км был установлен новый радиовысотомер.
В связи с изменением состава научной аппаратуры в спускаемом аппарате и циклограммы ее функционирования потребовалось увеличить и емкость аккумуляторной батареи. Вместо кадмий–никелевой была установлена свинцово–цинковая батарея. За 15 суток до подлета к Венере по команде с Земли производился ее заряд от солнечных батарей.
В связи с увеличением почти на 100 кг массы спускаемого аппарата по сравнению со спускаемыми аппаратами «Венеры-5,6» пришлось максимально облегчить орбитальный отсек. С него была снята вся научная аппаратура за исключением счетчика космических частиц КС 18 4М.
Но даже после этого масса всего аппарата (1180 кг) оказалась на 50 кг больше массы «Венеры-5,6», а значит, превышала возможности носителя «Молния–М». Грузоподъемность носителя удалось увеличить доработкой баков разгонного блока (он получил обозначение НВЛ), что дало возможность добавить 140 кг топлива.
Космический аппарат «Венера-7» был предназначен для доставки на поверхность Венеры спускаемого аппарата.
Автоматическая межпланетная станция «Венера-7» была запущена с космодрома Байконур 17 августа 1970 года ракетой–носителем «Молния–М» с задержкой в 2,5 секунды.
Примечание: 22 августа 1970 года в 8 часов 6 минут 8 секунд был произведен запуск ракеты–носителя «Молния–М» со второй станцией, которая по конструкции, составу бортовых систем и научной аппаратуре была аналогична станции «Венера-7». Первые три ступени ракеты–носителя отработали штатно, обеспечив выведение головного блока на опорную околоземную орбиту. Однако из–за сбоя программного устройства произошел взрыв двигателя разгонного блока НВЛ, в результате чего автоматическая станция осталась на околоземной орбите под названием «Космос-359». Весь процесс развития аварийной ситуации был зафиксирован телеметрией, полученной и с разгонного блока, и с космического аппарата.
На трассе перелета к Венере 27 и 30 сентября были предприняты попытки проведения звездной коррекции, которые не прошли вследствие незахвата опорный звезды (Сириус) звездным датчиком. 2 октября и 17 ноября были проведены солнечные коррекции траектории, которые обеспечили попадание в Венеру.
За четыре месяца полета станции к Венере было проведено 124 сеанса радиосвязи. Спустя 120 суток после старта, 15 декабря 1970 года станция «Венера-7» достигла планеты. Общая схема полета была аналогичной полетам «Венер-4,5,6». При входе в атмосферу произошло разделение орбитального и спускаемого аппаратов.
Во время аэродинамического торможения скорость аппарата относительно планеты уменьшилась с 11,5 км/с до 200 м/с. При этом максимальные перегрузки достигали 350 единиц.
На высоте около 55 км от поверхности Венеры, при внешнем давлении порядка 0,7 атмосферы система автоматики осуществила ввод в действие парашюта, и 15 декабря в 8 часов 34 минут 10 секунд спускаемый аппарат стации «Венера-7» впервые в мире совершил посадку на поверхность Венеры в 2000 км от утреннего терминатора на ночной стороне.
В общей сложности, аппарат в течение 53 минут передавал на Землю информацию, в том числе, около 20 минут с поверхности планеты.
При входе СА в атмосферу произошел отказ телеметрического коммутатора, в результате чего на Землю передавалась только температура окружающей среды, которая изменялась от 25 до 475 градусов Цельсия, в течение всего спуска в атмосфере и нахождения аппарата на поверхности.
Одновременно проводились радиоизмерения доплеровского изменения сигнала, принимаемого на Земле от спускаемого аппарата. Именно эти измерения позволили вычислить пройденный путь, «привязать» значения температуры к определенной высоте и зафиксировать момент касания поверхности Венеры. Они же позволили зафиксировать скачок по скорости снижения в середине спуска с 14 до 26 м/с, а затем и скорость в момент касания поверхности (16 м/с), превышающую расчетную. Вероятной причиной этого могло быть самопроизвольное срабатывание пирочеки, вызванное статическим электричеством, и отстрел парашютных стренг.
Постоянные измерения соотношения сигнал/шум принимаемого на Земле сигнала позволили зафиксировать уменьшение в момент посадки уровня сигнала почти в 30 раз. Это могло означать влияние ветра на спускаемый аппарат во время посадки или его опрокидывание.
Задача достижения поверхности планеты Венера была достигнута, однако программа полета станции «Венера-7» выполнена частично.
Главным результатом полета станции «Венера-7» стало достижение впервые в мире поверхности планеты Венера. При этом аппарат совершил посадку на ночной стороне Венеры.
Из–за отказа телеметрического коммутатора была получена лишь информация о температуре атмосферы Венеры на участке спуска и у ее поверхности. По полученным данным был выявлен адиабатический характер изменения температуры. Это позволило, используя уравнения гидростатического равновесия и газового состояния и данные измерений предыдущих станций, рассчитать распределение давления и плотности в атмосфере Венеры по высоте вплоть до поверхности. Оказалось, что давление у поверхности Венеры составляет 90±15 атмосфер, а температура — 475°±20°С.
- – прибор КС-18-4М для изучения потоков космических частиц.
Состав научной аппаратуры спускаемого аппарата:
- – гамма–спектрометр ГС-4 для определения типа поверхностных пород планеты;
- – комплект ИТД для определения температуры и давления атмосферы;
- – прибор ДОУ-1М для измерения максимального ускорения на участке торможения СА.
