Venus Express готовится сделать решающий шаг

После восьми лет активного функционирования на орбите вокруг Венеры европейский космический аппарат Venus Express завершает регулярные научные наблюдения и готовится «окунуться» во враждебную венерианскую атмосферу.

Venus Express стартовал с российского космодрома Байконур в Казахстане 9 ноября 2005 г. и прибыл к Венере 11 апреля 2006 г. Первоначально период его обращения составлял 24 часа, а орбита была сильно вытянутой, что позволяло аппарату подниматься над южным венерианским полюсом на 66 тыс. км и получать его глобальные изображения, после чего проходить на высоте около250 кмнад северным полюсом, недалеко от верхних атмосферных слоев. На борту аппарата установлены 7 научных инструментов, позволяющих вести всесторонние исследования атмосферы, ионосферы и поверхности планеты.

Ученых удивили масштабы и временные параметры выявленных процессов. Зонд предоставил достаточно данных для создания моделей изменений, произошедших на Венере с момента ее образования 4,6 млрд лет назад. Эта информация поможет выяснить, почему в ходе эволюции на ней возникли условия, кардинально отличающиеся от земных. Удалось обнаружить также и некоторые параметры, придающие ей сходство с соседними планетами.

Температура на поверхности Венеры превышает 450°С, а атмосфера на 95% состоит из углекислого газа. Рельеф планеты, постоянно укрытой толстым слоем облаков, можно исследовать с помощью радиолокации, а химический состав — методами инфракрасной спектроскопии. Благодаря этому планетологи узнали, что Венера некогда имела систему тектонических плит, подобную земной и, по мнению некоторых ученых (не разделяемому всем научным сообществом), на ней существовали водные океаны. Так же, как на Земле, верхние слои ее атмосферы частично улетучиваются в космос, а согласно измерениям Venus Express, количество атомов водорода, теряемых при этом процессе, вдвое превышает количество атомов кислорода. Именно таким соотношением этих атомов характеризуются молекулы воды, поэтому наблюдаемые темпы утечки атмосферных газов означают, что в древности она все-таки на планете присутствовала. Сегодня общий объем воды на Земле в 100 тыс. раз больше, чем на Венере. Но поскольку эти две планеты имеют близкие размеры и сформировались почти одновременно, они, скорее всего, изначально содержали сравнимые количества этого вещества.

Камеры космического аппарата сфотографировали множество деталей верхних слоев облачного покрова (на высоте около70 км), в том числе огромный вихрь на южном полюсе Венеры. Venus Express также зарегистрировал вспышки молний, сопровождающиеся давно известными земным ученым электромагнитными «маркерами».

Исследования эффекта суперротации, благодаря которому венерианская атмосфера совершает полный оборот всего за четыре земных дня, в то время как «тело» планеты затрачивает на оборот вокруг своей оси 243 дня, также выявили некоторые интригующие особенности. Было установлено, что средняя скорость ветра в настоящее время постепенно растет, причем увеличение ее с 300 до400 км/чзаняло шесть земных лет. И наоборот, после сравнения радиолокационных данных с результатами наблюдений космического аппарата

Magellan, завершившего свою 5-летнюю миссию 20 лет назад, оказалось, что вращение собственно планеты за прошедшие годы замедлилось на 6,5 минут.

Venus Express предоставил убедительные доказательства того, что Венера вполне может быть геологически активной и сегодня. Некоторые из многочисленных лавовых потоков на ее поверхности, похоже, образовались не более 2,5 млн лет назад — буквально вчера по меркам истории Солнечной системы. Поскольку датировка таких образований производится с довольно большой погрешностью, возраст части из них вполне может измеряться сотнями тысяч лет.

Были подтверждены изменения концентрации диоксида серы в верхних слоях атмосферы планеты на протяжении всего лишь одного орбитального витка. Хотя такие изменения могут обеспечить особенности атмосферной циркуляции, все же более правдоподобным выглядит их объяснение наличием современного активного вулканизма.

После восьми лет работы запасы топлива в баках бортовой двигательной установки космического аппарата, необходимые для поддержания требуемых параметров эллиптической орбиты, подходят к концу и в скором времени будут полностью исчерпаны. Не дожидаясь этого момента, рабочая группа миссии Venus Express решила прекратить научные наблюдения и завершить полет. Но предварительно с помощью зонда должен быть реализован интересный и рискованный эксперимент контролируемый пролет сквозь сравнительно плотные слои венерианской атмосферы, более глубокий, чем когда-либо приходилось осуществлять земным автоматическим разведчикам. На данный момент уже проведено несколько пролетов на высоте примерно165 км, где атмосферное торможение ощущается достаточно отчетливо. Входе подобных операций ученые смогут не только получить новую информацию о недоступных ранее слоях газовой оболочки планеты, но и проверить реакцию космического аппарата на «чужеродную» среду.

Эксперимент по аэродинамическому торможению запланирован на 18 июня — 11 июля. К этому времени научную программу практически свернут, ограничив ее измерениями магнитного поля, а также интенсивности и состава солнечного ветра. Кроме того, датчики температуры и давления будут регистрировать условия окружающей среды. Ученые надеются получить более четкие представления о сложностях подобных операций, которые впоследствии собираются использовать в будущих планетарных миссиях для выведения космических аппаратов на планетоцентрические орбиты с меньшими затратами горючего, что позволит увеличить массу полезной нагрузки.

Вполне возможно, что остаток топлива на борту Venus Express будет исчерпан в течение этой фазы миссии; еще более вероятно, что зонд просто не выдержит экстремальных нагрузок и разрушится. Но если после такого испытания он останется работоспособным, его орбиту снова поднимут и продолжат научные наблюдения еще в течение нескольких месяцев. Далее, ближе к концу года, сотрудники группы сопровождения планируют совершить последний маневр и уже безвозвратно направить Venus Express в атмосферу «Утренней звезды».