#Обновление 02.12.2018
В спускаемом аппарате установили большой комплекс научной аппаратуры: приборы для измерения температуры и давления, масс-спектрометр для определения химического состава атмосферы, акселерометры, нефелометры для исследования химического состава облаков (https://ru.wikipedia.org/wiki/Нефелометр), фотометр для исследования светового режима (3 полосы в видимой области + 2 ИК в трёх телесных углах), фотометр на полосы поглощения CO2 и H2O, анемометр, гамма-спектрометр для определения содержания естественных радиоактивных элементов в венерианских породах, радиационный плотномер для определения плотности грунта в поверхностном слое планеты, панорамные телефотометры (телекамеры с оптико-механическим сканированием).
Панорамную камеру разместили в герметичном приборном отсеке посадочного аппарата, где в течение длительного времени обеспечивались нормальные условия по температуре и давлению, поскольку снаружи давление могло достигать 100 атм, а температура 500RС. Камера, установленная с наклоном к поверхности Венеры, 'смотрела' наружу через перископ длиной 470 мм, выходящий в 'оптическое окно' в виде цилиндрического иллюминатора из кварцевого стекла толщиной 10 мм, с фокусным расстоянием 371 мм.
Иллюминатор камеры АМС 'Венера-9'
Внутри стеклянного цилиндра размещался перископ камеры со сканирующим зеркалом. Такое устройство позволяло отсечь основные тепловые потоки, проникающие через иллюминатор, от электронной аппаратуры.
(https://pikabu.ru/story/cnimki_veneryi_pravda_ili_vyimyisel_4546302 — подробнее об устройстве реальной телевизионной системы АМС 'Венера-9', с которой взято данное описание)
Иллюминатор был установлен на нетеплопроводящих креплениях и защищён теплоизоляцией, кроме смотрового выреза, создававшего необходимое поле зрения для камеры. При спуске в атмосфере вырез был закрыт теплозащитной крышкой, которая сбрасывалась после посадки. Для увеличения контрастности на спускаемый аппарат поставили специальные галогенные ртутные лампы. (https://tnenergy.livejournal.com/31243.html)
Запуск первой АМС к Венере состоялся 25 августа 1962 г (тот же день, что и в реальной истории, т. к. используется то же самое астрономическое окно). Если в 'той' истории в этот день произошёл отказ системы управления 4-й ступени носителя — блока 'Л', то в этот раз доведённый в ходе наземных испытаний и многократных запусков блок отработал свою программу без замечаний, отправив станцию, получившую обозначение 'Венера-1', к планете. Лететь ей предстояло около 3х месяцев.
Пуск первой АМС по программе Е-6 был запланирован на 4 января 1963 года, исходя из всё той же периодичности 'астрономических окон'. До этого времени малую серию изготовленных станций испытывали на стендах, нещадно трясли, морозили и дорабатывали по результатам испытаний.
Параллельно проводилась модернизация аппаратуры связи и антенных устройств на научно-измерительных пунктах (НИПах), с которых предстояло управлять полётом лунных станций по программе Е-6. На них устанавливалась аппаратура 'Сатурн-МС', в Симферопольском центре дальней космической связи (ЦДКС) ввели в действие гигантские параболические антенны — приёмную ТНА-400 с 32-метровым зеркалом, и передающую П-200Б с диаметром зеркала 25 м.
Контрольно-измерительные пункты (КИП) на озере Балхаш (Полигон ГНИИП-10 Сары-Шаган), в Енисейске, Щёлково и Уссурийске оснастили приёмными станциями приземного контроля (СПК), разработанными в НИИ-885.
Докладывая Первому секретарю о готовности АМС к старту к Венере, Королёв обрисовал также программу дальнейших исследований планеты:
— Посадка спускаемого аппарата — это первый шаг. Дальше мы планируем запустить на орбиту Венеры станцию, оснащённую радиолокатором миллиметрового диапазона и провести картографирование поверхности. Прямо сейчас мы не можем этого сделать, так как такой радиолокатор ещё надо разработать. Но уже в этом полёте орбитальный модуль АМС оснащён радиовысотомером. Карту в привычном понимании он не снимет, но проведёт замеры высот, на основании которых можно будет оценить рельеф планеты, понять, где на ней располагаются горы, где — равнины. Это поможет выбирать места для посадки спускаемых аппаратов в последующих полётах.
— Из той информации, что доступна в документах Веденеева, ясно, что на Венере преобладает равнинная местность, — добавил академик Келдыш. — Но мы не можем заявить об этом сейчас, не рассекретив источник информации. Имея данные радиовысотомера, уже можно будет обнародовать и снятую им информацию, и часть присланных сведений. Сравнив их, мы сможем понять, где и как надо улучшить нашу аппаратуру, чтобы в будущем получать более точные данные. Тем более, что в 'том' будущем радиолокационную карту Венеры снимал американский зонд 'Магеллан'. Будет особо интересно сравнить результаты нашей и американской аппаратуры.
— Разумный подход, — одобрил Хрущёв. — Когда сделаем радар миллиметрового диапазона, заодно сможем потом использовать такую же радиолокацию для картографирования Земли. Уточним собственные карты.
— Как только развитие электроники позволит, по этим данным можно будет построить трёхмерную модель Венеры со всеми неровностями рельефа, — подсказал Мстислав Всеволодович. — Такая модель строится в автоматическом режиме, и её можно исследовать буквально сидя за столом, а деталей она поможет выявить очень много, если, конечно, разрешение радиолокатора будет достаточным.
— Это хорошо, — согласился Первый секретарь. — А как мы ещё можем исследовать Венеру? И что нам это даёт?
— Даёт многое, — ответил Келдыш. — Венера разогрелась в результате парникового эффекта. На Земле он тоже присутствует. Без водяного пара в атмосфере на Земле было бы примерно на 35-40 градусов холоднее. Но Венера разогрелась из-за парникового эффекта более чем на 400 градусов. По сути, получилась огромная природная лаборатория для изучения влияния парникового эффекта на планету. Это даёт интереснейшие возможности для исследований.
— Атмосфера Венеры очень плотная, — продолжил Королёв. — Соответственно, можно запустить в неё зонды-аэростаты. На высоте 40-70 километров в атмосфере Венеры дует очень сильный ветер, причём дует стабильно, в одном и том же западном направлении. Вблизи верхней границы облаков его скорость достигает примерно 100 м/сек. (http://epizodyspace.ru/bibl/nauka-v-ussr/1981/1-venera.html). При этом на высоте примерно 52 километра давление в атмосфере чуть ниже, чем на Земле, а температура около 30 градусов Цельсия. И на этой высоте атмосфера Венеры всё ещё хорошо защищает от солнечной радиации.
— Так... А мы можем запустить туда дирижабль? — тут же спросил Хрущёв.
— Теоретически — да, но не такой, как мы используем на Земле. Для Венеры гелий не нужен, углекислый газ плотнее земного воздуха, поэтому венерианский дирижабль можно надуть просто воздухом, смесью азота и кислорода, — пояснил Келдыш. — Шар диаметром 1 километр, наполненный земным воздухом, в атмосфере Венеры способен поднять 700 тысяч тонн. Понятно, что сразу такой большой аэростат нам туда не забросить, начать придётся с малого.
(https://hi-news.ru/space/udivitelnye-goroda-kotorye-my-mogli-by-postroit-v-oblakax-venery.html)
— Семьсот тысяч тонн? Так это город летающий... — пробормотал Хрущёв.
— В общем, да. Разумнее, конечно, сделать оболочку в виде плоского диска, это уменьшит парусность, — подсказал Королёв. — Главное, что на такой плавающей в облаках станции уже могут работать люди. Некоторое неудобство в том, что этот аэростат будет носить ветром над поверхностью с очень большой скоростью. Но с него уже можно будет спускать приборы и роботы на поверхность, в аппаратах, аналогичных батисферам, и возвращать их обратно, надувая баллон аэростата сжатым воздухом.
— Мы прорабатывали ещё один вариант, для аппарата, маневрирующего в атмосфере, — Мстислав Всеволодович развернул схему на листе 12 формата (А3). — Если использовать для наполнения оболочки аэростата не воздух, а пары нескольких разных жидкостей, сжижающихся при разной температуре, то, например, использование воды позволит подняться в атмосфере Венеры до высоты 39 километров, где водяной пар сконденсируется и станет жидким. Метанол сжижится на высоте около 45 километров, а аммиак — на высоте 100 километров. Эти жидкости намного проще доставить на Венеру, чем сжатый воздух в тяжёлых баллонах, а в газообразное состояние они перейдут под действием местной температуры, без дополнительных энергозатрат. По мере подъёма пары будут сжижаться, собирая конденсат, мы получаем жидкость для балласта. Регулируя соотношение паров аммиака и метанола в оболочке, можно менять высоту полёта. Разница температур испаряющейся жидкости и наружной атмосферы позволит использовать двигатель Стирлинга для горизонтального движения в атмосфере. Оболочку можно сделать из тонкого гофрированного металла.
(http://epizodyspace.ru/bibl/n_i_j/1981/9/9-dir.html Дирижабль для Венеры)
— Интересно... Я смотрю, вы этот вопрос неплохо проработали, — одобрил Никита Сергеевич.
— Пока ещё недостаточно, чтобы перейти от расчётов к чертежам, но мы над этим работаем, — ответил Королёв. — Ещё одно преимущество — до Венеры на доступных нам сейчас скоростях лететь всего четыре месяца, тогда как до Марса — порядка 7 месяцев.
— Вы хотите сказать, что Венера более перспективна в плане освоения, чем Марс? — тут же спросил Первый секретарь.
— Не совсем. На Венеру легче добраться, в её атмосфере можно устроить научную базу, но к поверхности мы продвинуться не сможем — слишком уж там высокая температура и давление, да ещё и кислотная атмосфера, — пояснил президент Академии Наук. — Поверхность планеты можно изучать только автоматами, причём очень специальными, с мощной системой охлаждения.
В этом отношении у нас ведётся важная исследовательская работа. Когда было установлено, что микросхемы на кремниевой основе не могут работать при высокой температуре, в НИИ-35 начали эксперименты над альтернативными материалами. Наиболее перспективным материалом для микросхем, работающих при высоких температурах специалисты считают карбид кремния, но, прежде чем можно будет перейти хотя бы к лабораторным экспериментам с его использованием, предстоит решить ещё немало технологических вопросов.
(Реальный опыт, проводившийся в NASA — были изготовлены образцы микросхем из карбида кремния, и проведены их испытания в специальной печи, где имитировались условия Венеры — температура 500 градусов Цельсия, давление 100 атмосфер и кислотная атмосфера из углекислого газа и диоксида серы. Микросхемы отработали в печи более 500 часов, и после окончания эксперимента остались полностью работоспособными. https://habr.com/post/401469/)
— Вот это интересно, это перспективная работа, — Хрущёв тут же оценил возможности новой технологии. — Такие микросхемы можно будет и в горячих цехах использовать, где обычная электроника не работает.
— Да, как у нас и принято, все разработки могут иметь двойное назначение, — подтвердил Королёв.
— Хорошо. Стоит ли планировать на будущее пилотируемый полёт к Венере? — спросил Первый секретарь.
— На отдалённое будущее — стоит, — ответил Сергей Павлович. — Сначала нужно изучить Венеру автоматами, затем вывести на её орбиту долговременную станцию и опустить с неё аэростатную станцию в атмосферу Венеры. Испытать её в беспилотном режиме и сделать транспортное средство, что-то вроде самолёта с атомным двигателем, чтобы мог летать в атмосфере Венеры, выходить в ближний космос и стыковаться с орбитальной станцией. Обычный самолёт в венерианской атмосфере не полетит, там кислорода нет. Зато углекислый газ — естественное рабочее тело для газоохлаждаемого ядерного реактора. Двигатель можно будет сделать на основе того же ЯРД, что делает товарищ Иевлев.
Вероятно, это будет даже не просто самолёт, а гибридный аппарат, самолёт с аэростатической разгрузкой и атомным двигателем. Аппарат для Венеры может иметь крыло малой площади, или вообще быть дисковидным, так как атмосфера намного плотнее, чем на Земле.
Вот когда всё это будет сделано, можно будет подумать о пилотируемой экспедиции на орбиту Венеры, со спуском в атмосферу.
— Вот это да, товарищи... Настоящая фантастика. Жаль, я не доживу, — посетовал Никита Сергеевич. — Очень хорошо. Работайте дальше.
В этот период параллельно шла работа по созданию лунохода, о которой Королёв упоминал ещё в 1961 году. Шасси лунохода делали в НИИ-100 (ВНИИТрансмаш), приборным отсеком занимался коллектив ОКБ-301 под руководством Бабакина.
Готовя программу освоения космоса, Королёв начал работу по луноходу ещё в 1959 году, с изучения всего, что нашлось об этом проекте в присланных документах. Их анализ позволил значительно ускорить работу. Прежде всего, Сергей Павлович не стал обращаться ни на Кировский завод к Котину, занятому танками и трактором К-700, ни в НАТИ, зная, что обе эти организации постараются откреститься от космической темы, и Главкосмос лишь потеряет время.
(В конце 1959 г Королёв обратился за проектом лунохода к Ж.Я. Котину. К началу 1961 г под руководством Котина было подготовлено 3 эскизных проекта — гусеничный, колёсный и волновой змееподобный движитель, однако, в ходе их обсуждения на НТС, Котин принял решение отказаться от этой работы, опасаясь распыления сил КБ и срыва планов по танковой тематике.
В 1961 г проект передали в НАТИ, но к концу 1962 года там тоже отказались работать над 'лунным трактором'. Таким образом, реальная работа над луноходом началась только в 1963 году. см. В.Г. Довгань 'Лунная одиссея отечественной космонавтики' стр 113-114)
Поэтому Сергей Павлович начал с того, что сформулировал основные требования к разработке, взяв за основу всё, что прочитал в документах 2012 о луноходах, и отправился в НИИ-100, к его директору Василию Степановичу Старовойтову, с просьбой разработать самоходный аппарат для передвижения по Луне.
Василий Степанович согласился взяться за необычный проект. Тем более, что незадолго до этого на должность начальника отдела новых принципов движения был назначен Александр Леонович Кемурджиан.
Зная, что первым вариантом проекта будет предложен гусеничный луноход, Королёв, не желая терять времени, сразу предложил делать его восьмиколёсным, со всеми ведущими автономными мотор-колёсами. Его убеждённость не ускользнула от конструктора:
— Сергей Палыч, вы так уверенно предлагаете колёсный вариант? Почему не гусеничный?
— А если гусеница слетит? Или между катками камень попадет? — аргументы у Королёва были уже подобраны. — Это на Земле можно в любой момент выйти из вездехода и вынуть камень из гусеницы. На Луне у нас такой возможности не будет. Поэтому делать машину надо простой и предельно надёжной.
Александр Леонович был с ним согласен, но у его коллег оставалось ещё много вопросов: из какого материала делать колёса, какой температурный интервал ожидается на Луне, и какую смазку использовать для этих условий, как обеспечить сцепление колёс с лунной поверхностью, на какие углы крена и дифферента рассчитывать машину, и, главное, как ей управлять на расстоянии почти в 400 тысяч километров?
