Венера была в числе первых объектов внимания земных
исследователей. Ее близость к Земле и к Солнцу, известное сходство
некоторых ее физических характеристик с земными и вместе с тем
полное отсутствие сколько-нибудь достоверных сведений о ее
строении влекли к ней межпланетников в первую очередь.
А. и Б. Стругацкие «Страна багровых туч»
Непохожая сестра
6 июня 1761 года во время прохождения Венеры через диск солнца (ученые называют такое явление «транзит») Михаил Васильевич Ломоносов обнаружил наличие у этой планеты выраженной плотной атмосферы. Заметив «неявственность» края диска и «тонкое, как волос, сияние», русский ученый записал: «По сим примечаниям господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою».
Казалось бы, обнародование этого открытия должно было бы на многие годы (если не века) сделать Венеру главным кандидатом на место обитания «маленьких зеленых человечков». Но как бы ни так – ученые и шарлатаны от науки, фантасты и та обширная категория личностей, которую ныне принято деликатно называть «уфологами» и «контактологами», искала – и находила – следы цивилизации на Луне и на Марсе, полностью игнорируя Утреннюю звезду.
Исключения, конечно, были. «Представьте швейцарские ледники с их горными потоками и зелеными лугами, – писал в конце XVIII века Бернарден де Сен-Пьер, французский путешественник и мыслитель. – Перенесите все это к одному из южных морей. Опояшьте горы садами и виноградниками. Прибавьте берега Молуккских островов с благоухающими банановыми, мускатными и гвоздичными рощами. Поселите там чудесных тропических птиц, и вы будете иметь лишь слабое представление о картине природы на Венере».
Одним из первых венерианскую тему затронул Александр Беляев. В его романе «Прыжок в ничто» беглецы-капиталисты с Земли находят себе убежище на Венере, природа которой более всего похожа на ту, что, по представлениям ученых, существовала на Земле в мезозойскую эру.
Штамп оказался устойчивым и пошел кочевать по страницам фантастических произведений – Венера в «Планете Бурь» Казанцева, «Стране багровых туч» Стругацких и «Между планетами» Хайнлайна в общем-то не сильно отличается – жаркий влажный мир, более или менее негостеприимный, со своей биологической жизнью.
Ученые тоже были настроены весьма оптимистично. По воззрениям того времени, наличие в атмосфере Венеры большого количества углекислого газа, небольшого количества кислорода и азота в сочетании с весьма плотной атмосферой вполне могло свидетельствовать о наличии на поверхности планеты биосферы, примерно аналогичной земной каменноугольного периода. То есть Венера как бы отставала от Земли в своем развитии на без малого 300 млн. лет.
«Сестра Земли»
Плотная атмосфера и ряд схожих с нашей планетой характеристик надолго закрепили за Венерой прозвище «Сестра Земли». Действительно, Венера – ближайшая к нам планета Солнечной системы, ее диаметр всего на 5% меньше диаметра Земли, масса составляет 81,5%, а сила тяжести на поверхности планеты – 91% от земной. Полный оборот вокруг Солнца Утренняя звезда делает за 224,7 земных дня.
Протяженность суток… А вот дальше подсчеты давали сбой. В 1667 году Джованни Касини оценил ее в 23 часа 12 минут, а в 1961-м советские ученые установили, что сутки на Венере равны 11 земным. Но и эта величина не выдержала проверку временем. Сейчас достоверно известно, что Венера вращается вокруг своей оси иначе, чем все «нормальные планеты» – не с запада на восток (если смотреть с Северного полюса), а с востока на запад. И время этого оборота составляет целых 243 земных дня! Казалось бы, день на Венере длится если не дольше века, то дольше года – однако и это не так. Из-за взаимного наложения различных вращений в среднем он равен 116,8 земных суток – по 58 с небольшим на день и на ночь.
Заблуждение ученых по поводу венерианского климата «подогревалось» практически полной непрозрачностью атмосферы. Увидеть поверхность Утренней звезды было не проще, чем поверхность Юпитера. Одеяло из углекислого газа и азота 250-километровой толщины – в 105 раз более плотное, чем земная атмосфера – надежно укрывала Венеру от самых мощных оптических телескопов. Развеять этот покров – а заодно и целую кучу «венерианских заблуждений» – смогла только радиолокация и многочисленные межпланетные станции, принявшиеся «штурмовать» «Сестру Земли» с началом космической эры. Они-то и показали: Земля и Венера если и родственники, то весьма далекие.
Немного об именах
Высочайший горный хребет на поверхности Венеры носит имя Джеймса Максвелла. Но это единичное исключение из правил. По топонимике Венера – почти исключительно «женская» планета. Крупные кратеры названы в честь знаменитых женщин, мелкие носят женские имена, у возвышенностей имена богинь, низменности, тессеры, холмы, уступы – все объекты рельефа носят имена женских мифологических персонажей. Те же горы Максвелла расположены на Земле Иштар, а русские радиоастрономы «увековечили» на поверхности Венеры Землю Лады (богини, а не машины!), каньон Бабы Яги и Землю Снегурочки. Учитывая, что температура на поверхности Венеры – под 500 градусов, последнее доказывает: порой и радиофизики шутят.
Венера, Меркурий и другие спутники
Спутника у Венеры нет. Но он есть. Или, по крайней мере, был. Впрочем, давайте по порядку, а то и запутаться немудрено.
Долгое время астрономы считали, что спутник у Венеры должен быть, а открыть его пока не удалось только из-за несовершенства аппаратуры. Естественно, при таком раскладе спутник Утренней звезды обнаруживали несколько десятков раз, особенно в XVIII веке. Потом осознавали ошибку и снова принимались искать. В 1957 году, когда Стругацкие дописывали свою «Страну багровых туч», открытие спутника Венеры в очередной раз ожидалось «со дня на день». Фантасты даже «застолбили» имя – спутник они назвали Венитой. Однако оно так и осталось вакантным.
У Венеры есть только квазиспутник – астероид с немелодичным названием 2002VE. А вот «настоящего» спутника сейчас нет. Зато, по одной из гипотез, ранее вокруг Венеры обращалось небесное тело, которое жители Земли, в конце концов, нарекли Меркурием. Этот спутник под воздействием гравитационных сил сошел с орбиты Венеры и «повысил свой статус» до самостоятельной планеты Солнечной системы. А катаклизм заодно замедлил вращение Венеры, а может, вообще закрутил ее в противоположную сторону и положил начало циклу катастроф поменьше, которые и придали «Сестре Земли» столь своеобразный внешний облик. Но произошло все это настолько давно, что в ту пору на Земле некому было не то что оставить записи об астрономическом катаклизме, но и даже просто посмотреть на него.
Автоматы – на маршруте
Стартовое окно – наиболее благоприятный момент для запуска космического аппарата на Венеру – открывается каждые 19 месяцев. Даже в этом контексте пилотируемый полет к Утренней звезде проще, чем к Марсу. 12 февраля 1961 года к «Сестре Земли» отправилась «Венера-1» – советская межпланетная станция. Правда, до цели аппарат не долетел: 20 мая он пролетел мимо нее и стал искусственным спутником Солнца. Полет «Маринера-1» и «Венеры-2» также не закончился достижением поверхности планеты. И только 1 марта 1966-го станции «Венера-3» это удалось. Успешное «попадание», конечно, было несомненным достижением, но научной информации о нашей соседке «Венера-3» не передала.
Через 2 года на поверхность планеты попробовала сесть «Венера-4». Связь с аппаратом прекратилась во время его полета в атмосфере Венеры – тут-то ученым и открылась истина о давлении венерианской атмосферы: у поверхности планеты оно составляет 93 атмосферы – то есть в 93 раза больше, чем на поверхности Земли. Корпус аппарата для исследования «глубин» венерианской атмосферы должен быть сравним по прочности с батискафами, а «Венера-3» была рассчитана только на 15 атмосфер. Неудивительно, что станцию просто раздавило – так же, как и ее наследниц – «Венеру-5» и «Венеру-6». Рассчитанные на давление 25 атмосфер, они тоже не смогли достигнуть поверхности планеты. Только в 1970 году «Венера-7» совершила первую относительно удачную посадку на поверхность Утреней звезды и передала данные о давлении и температуре. Последняя, кстати, тоже стала «сюрпризом», так как составила без малого 500 0С. Несмотря на то, что посадка была произведена на ночной стороне планеты, экстремальные условия на Утренней звезде быстро привели аппарат в негодность. 33 минуты в атмосфере и 20 минут на поверхности – на большее «Венеры-7» не хватило. Спускаемый аппарат «Венера-8» смог функционировать уже на дневной стороне планеты, как и «Венера-9» и «Венера-10», отработавшие там еще дольше (доставившие их космические аппараты действовали в это время как искусственные спутники «горячей» планеты). Но и это все для полноценного исследования Венеры было каплей в море.
Американские автоматические станции показали себя не многим надежнее – три малых и один большой спускаемый аппараты в 1978 году отработали в атмосфере менее часа, однако позволили подтвердить гипотезу о парниковом эффекте и слоистости венерианских облаков.
Можно было бы долго рассказывать о «борьбе за минуты» каждого нового спускаемого аппарата серии «Венера», однако лучше перейти к качественному рывку, который произошел в 1984 году. Проанализировав состав и свойства венерианской атмосферы, ученые подумали: а почему бы не использовать аэростат? Блок научной аппаратуры мог бы парить над поверхностью планеты гораздо дольше, тем более что на высоте около 50 км и давление, и температура вполне комфортны – почти как на Земле. Автоматические станции «Вега-1» и «Вега-2», которые создавались для исследования Венеры и кометы Галлея, несли, кроме посадочного модуля, такой аэростатный зонд. И если посадочный модуль «Веги-2» отработал «штатные» 56 минут, то аэростаты парили в небе Утренней звезды по 46 часов. Наконец, в августе 1990 года к Венере подошел американский автоматический межпланетный аппарат «Магеллан». Его «изюминкой» было то, что он стартовал не с поверхности Земли, а с околоземной орбиты, куда его доставил челнок «Атлантис». «Магеллан» не входил в плотные слои атмосферы Венеры, что позволило ему проработать до октября 1994-го и не только составить подробнейшую радиолокационную карту поверхности планеты, но и уточнить некоторые особенности ее геологии и гравитационного поля.
История без продолжения
Казалось бы, «Венеры», «Веги» и «Магеллан» заложили неплохой фундамент для исследования тайн Венеры. И в наше время ничто не мешает продолжить начатое, даже без пилотируемых полетов к Утренней звезде. Как бы ни так. Американские «Галилео» в 1990-м, «Кассини-Гюйгенс» в 1998-м и «Мессенджер» в 2006-м и 2007-м лишь пролетели мимо Венеры; с 2006 года вокруг планеты вращается «Венера-Экспресс», а японская «Акацуки» в 2010 так и не смогла выйти на орбиту планеты. Не густо… А ведь был проект «солнечного летательного аппарата» Джеффри А. Ландиса. Он предусматривал «сыграть» на высокой отражающей способности поверхности венерианских облаков. Отражая 90% падающего на них солнечного света, они могли обеспечить высокую эффективность солнечных батарей, расположенных на «брюхе» летательного аппарата, в то время как сами солнечные лучи обеспечивали бы работу таких же батарей на его «спине». По мысли разработчика, паря над Венерой на высоте 60 км, такой зонд был бы надежно защищен от капель серной кислоты, которая разъела баллоны аэростатов обеих «Вег», а время его работы было теоретически бесконечным. Ну, а практически – до первой непредвиденной поломки или программного сбоя. «Солнечный летательный аппарат», по мысли Ландиса, мог бы не только вести самостоятельные исследования, но и стать летающим центром управления для венерианских роботизированных роверов, построенных по принципу марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити».
Увы, дальше планов этот проект пока не продвинулся.
Венерианское инферно
Так что же с климатом «Сестры Земли»? Увы, полвека с лишним радиоастрономии и работы автоматических станций разрушили миф о «каменноугольной, влажной и жаркой Венере», как волны разрушают прекрасный песочный замок.
На Венере не просто жарко, а очень жарко – достаточно сказать, что температура на поверхности планеты выше, чем даже на расположенном гораздо ближе к Солнцу Меркурии. И причина этого – классический парниковый эффект: слишком много углекислого газа, паров воды и сернистого газа. Плотная атмосфера Венеры оказалась тем еще «одеялом». Давление у поверхности планеты примерно такое, как на километровой глубине в земном океане. На высоте 25 км – температура ниже вдвое, а давление – почти в 9 раз. А вот на высоте 50–55 км землянам было бы вполне комфортно – давление от одной до половины атмосферы и температура от 29 до 77 0С. Еще выше, на 60 км, температура уже отрицательная. Правда, неприятным сюрпризом на такой высоте могут стать сернокислые облака, которые ниже превращаются в сернокислый туман. Также на этой высоте дуют сильнейшие ветра – от 100 до 140 м/с, хотя ближе к поверхности ветер почти не чувствуется – его скорость менее 2 м/с. Однако из-за высокого давления этого вполне достаточно, чтобы медленно переносить по планете волны пыли и мелкие камни.
Плотные облака пропускают лишь небольшую часть солнечного света – когда Солнце находится в зените, уровень освещенности примерно такой, как на Земле в самый пасмурный зимний день.
Бывают на Венере и дожди. Но из серной кислоты. Правда, они никогда не достигают поверхности планеты, испаряясь из-за жары. Ну, а где дождь, там и гроза – «Венера Экспресс» обнаружила в атмосфере планеты вспышки молний, абсолютно уникальных для Солнечной системы. В отличие от земных, юпитерианских и сатурнийских, они возникают не в облаках водяного пара, а в облаках серной кислоты.
Есть ли жизнь на Венере?
Ученые предполагают, что в прошлом на Венере вполне могла существовать жизнь. 2 млрд. лет назад на планете, вероятно, был океан, а позже большая часть воды испарилась с поверхности планеты. Но что же может быть там на данный момент? Более осторожные ученые предполагают, что органическая жизнь в самой простейшей форме может существовать в толще венерианских облаков. На эту мысль исследователей натолкнуло наличие в атмосфере планеты карбонильного сульфида – газа, который очень трудно получить неорганическим путем. Да и озоновый слой на Венере есть, что обеспечивает защиту микроорганизмов от потока ультрафиолетовых лучей.
Оптимисты же считают, что жизнь возможна и на поверхности Венеры. В конце концов, есть же на Земле экстремофилы – бактерии и микроорганизмы, живущие в самых сложных условиях. А специалист по исследованию планет Солнечной системы Леонид Васильевич Ксанфомалити и вовсе предположил, что появляющиеся и исчезающие на ряде последовательных снимков «Венеры-13» и «Венеры-14» «диски», «черные лоскуты» и «скорпионы» – не что иное, как многоклеточные организмы.
Земля-Венера
Остается только радоваться тому, что при всем огромном количестве заблуждений о Венере, бытовавших до начала космической эры, не она стала объектом межпланетных устремлений человечества. Попытка экспедиции, аналогичной тем, что планировались в 60-е годы прошлого века на Марс, вряд ли закончилось бы успешно. И все-таки планы пилотируемых полетов были. Например, в США экспедиция к Венере с ее облетом планировалась в самом начале «космической эры».
Хотя принципиальной разницы в межпланетном полете Земля–Марс и Земля–Венера нет – тяжелые межпланетные корабли, разрабатывавшиеся во второй половине прошлого века в СССР, вполне могли работать как на венерианских, так и на марсианских трассах. А взяв за основу «многоступенчатый» проект, вроде того, что с 1989 года разрабатывался в НПО «Энергия» для Марса, вполне возможно было бы создать на орбите Венеры обитаемую станцию, которая впоследствии могла стать удобной базой для исследований Утренней звезды.
Летающие острова
Проекты создания обитаемых научно-исследовательских станций на Венере так и не вышли за стадию общих идей. И базировались они все на одном постулате – на поверхности этой планеты долго находиться невозможно. А вот на высоте в полсотни километров, где и давление, и температура, и сила тяжести вполне комфортны для человека, вполне. Поэтому обитаемая база на Венере должна была иметь вид летающего острова. Вернее – для начала аэростата или дирижабля. А там как пойдет. Привычный для нас летательный аппарат легче воздуха из баллона и гондолы с аппаратурой и экипажем под ним вовсе необязателен для Венеры. Можно построить баллон в виде тора, расположив внутри наполненного газом кольца платформу с оборудованием. При этом вовсе необязательно использовать гелий или водород – в плотной венерианской атмосфере в качестве «подъемного газа» вполне подойдет и азот. Можно поступить и с точностью до наоборот – в середине баллон в форме диска, а по бокам – платформы с оборудованием.
Вообще «дирижабле-аэростатная тема» может оказаться весьма востребованной для Венеры. С тех же летающих исследовательских станций на тросах планировалось опускать в более плотные слои атмосферы зонды с оборудованием, причем разгрузить трос также предполагали при помощи воздушных шаров. Конечно, немалую проблему создавали венерианские ураганы – все же скорость ветра более 300 км/ч это немало, – но и к этой проблеме потихоньку подступались. С одной стороны, станция вполне могла бы дрейфовать в потоках венерианской атмосферы, с другой – вполне можно было превратить ее из аэростата в дирижабль, снабдив достаточно мощными двигателями. Что касается экспедиций к поверхности планеты, то для их осуществления выдвигались идеи аппаратов, созданных по принципу батискафа – с прочной гондолой и окружающим ее легким корпусом, наполненным газом – причем для полета на разных высотах корпус предполагалось сделать изменяемым в объеме.
Самые же смелые идеи предусматривали создание настоящих летающих островов. Ведь, по сути, земная атмосфера по большей части состоит из азота. Если в условиях Венеры он вполне годится на роль подъемного газа, то почему бы не накрыть плоский диск куполом из прозрачной пленки, не подверженной воздействию серной кислоты, и не закачать туда земную атмосферу? А в толще диска и по его краям не разместить научную аппаратуру, двигатели, энергетические установки и прочее необходимое оборудование? Впрочем, и это был не самый смелый проект.
Терраформирование Венеры достаточно давно вышло за стадию общих идей и вполне подошло к стадии «планов на далекое будущее».
Терраформирование Венеры. Шаг за шагом
Для того чтобы снизить количество солнечного света, предполагается расположить между Венерой и Солнцем в точке Лагранжа экраны, которые примут на себя часть предназначенных Венере лучей. Чтобы экраны не работали «вхолостую», их можно полностью или частично собрать из пленочных солнечных батарей, а полученную энергию передавать туда, куда необходимо, в виде пучка СВЧ-излучения. Впрочем, энергия в данном вопросе лишь бонус. Главное то, что Венера начнет потихоньку остывать.
Одновременно в облаках на той же комфортной высоте 50–60 км можно рассеять зеленые водоросли – хлореллу или подобные ей. Запустится процесс фотосинтеза, атмосфера начнет избавляться от углекислого газа и насыщаться кислородом. Ну, а потом можно будет приступить к решению вопросов воды и плодородной почвы. Воду считается возможным «завозить» из космоса, «бомбардируя» поверхность Венеры ледяными кометами и астероидами. Естественно, после понижения температуры – так сказать, на третьем этапе.
Не так давно к этим, не первый год существующим идеям, добавилась еще одна – прицельными ударами нескольких некрупных астероидов раскрутить Венеру, сократив ее длинные сутки. Кроме такого небесспорного достижения, как более комфортные и привычные условия для будущих колонистов с Земли, предполагается, что эта бомбардировка может спровоцировать эффект «ядерной зимы» и ускорит процесс охлаждения планеты. К тому же ускорение вращения планеты может вызвать формирование у нее магнитного поля, что также будет нелишним для будущих венериан земного происхождения, которые могут начать освоение планеты уже через полсотни лет после начала терраформирования. И лет через 300 после этого человечество получит в свое распоряжение вторую пригодную для жизни планету.
30 лет назад статью о планах освоения Венеры неизменно заканчивали словами «люди на Венеру придут». Сегодня к этому лозунгу необходимо добавить отрезвляющее «когда-нибудь». Для прагматичного и ориентированного на немедленную отдачу начала XXI века «бизнес-проект» на несколько сотен лет просто непозволителен.
Но когда-нибудь люди на Венеру придут!
