О РЕАЛИЗАЦИИ ПОСАДКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПОСАДОЧНЫХ АППАРАТОВ НА ГРУНТ ВЕНЕРЫ

© С.П.Буслаев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2015 г.

Посадка космического аппарата (КА) «Вега-2» 15 июня 1985 г. завершила пятнадцатилетнюю серию успешных посадок из десяти советских аппаратов на поверхность Венеры. Одной из причин этого являются тяжёлые внешние условия у поверхности планеты — большое давление и высокая температура. Тем не менее, в настоящее время ведутся работы над посадочными аппаратами для будущих исследований Венеры. Это, например, российский проект «Венера-Д», американские проекты Venus Flagship Design Reference Mission (DRM), разрабатываемый совместно в Jet Propulsion Laboratory (JPL) и в California Instituteof Technology (Caltech), а также посадочный аппарат проекта Venus Intrepid Tessera Lander (VITaL), разрабатываемый совместно в NASA Goddard Space Flight Center (GSFS). Рассматриваются также концепции проектов венерианских планетоходов и даже концепции доставки грунта с Венеры. Для возможности функционирования аппарата при температуре 470 градусов в течение длительного рассматривается возможность применения охлаждающего устройства с использованием двигателя Стирлинга.

В последние годы особую актуальность вновь приобрела задача удара КА о поверхность Венеры при посадке. Дело в том, что приоритетными районами для будущих посадок перспективных венерианских аппаратов учёные сейчас считают районы с местностью типа тессера (от греч. — «черепица»). Эта местность образовалась после тектонических деформаций, и поверхностный слой там может быть сложен наиболее древними породами. Рельеф этой местности представлен уступами высотой до 1 км, грядами высотой 1-2 км, склонами с углами до 30 градусов. На таком неровном рельефе опасность переворота посадочного аппарата существенно выше, чем она была у советских аппаратов типа «Венера», которые садились в достаточно равнинных районах. В связи с этим требуется более подробное изучение динамических процессов, происходящих при ударе КА о поверхность грунта Венеры.

В частности, в динамике ударного движения КА необходимо более тщательно учитывать влияние плотной атмосферы Венеры, плотность которой у поверхности планеты в 14 раз меньше плотности воды. При этом часть газа, окружающая КА, участвует в движении КА, становится «присоединённой массой» и должна учитываться в уравнениях движения КА в системе «посадочный аппарат + присоединённая масса атмосферы + грунт». Влияние плотной атмосферы может и уменьшать и увеличивать опасность переворота и требует математического и экспериментального исследования.