Исследователи из России и США обсудили научные задачи возможной миссии к Венере

2 Авг 2016

26–28 июля состоялась встреча российско-американской Объединенной научной рабочей группы Роскосмос/ИКИ – НАСА по проекту «Венера-Д» (Joint Science Definition Team, JSDT). Встреча была организована в Институте космических исследований РАН и Научно-производственном объединении им. С.А. Лавочкина. По её итогам будут выработаны предложения по научным задачам, полезной нагрузке и сценарию возможной миссии к Венере, которая может быть осуществлена в ближайшие десятилетия.

Рабочую группу составляют около двадцати исследователей и инженеров из различных организаций России и США. Целью июльской встречи было определить основные научные задачи и элементный состав возможной миссии к Венере на основе российского проекта «Венера-Д». На встрече подробно обсуждались возможные сценарии такой миссии и приблизительный состав научной аппаратуры, а также возможные формы участия американских исследователей в проекте.

И Россия, и США имеют богатый опыт изучения Венеры, но в последние десятилетия по разным причинам эта планета оказалась вне планов космических агентств. С 1994 г. (год завершения программы картографирования Венеры с помощью КА “Магеллан”, США), Венеру изучали только два аппарата: «Венера-Экспресс» (ЕКА, 2005–2014) и Akatsuki (JAXA, запуск 2010 года, начало работы — 2015).

Блистательная советская программа исследования Венеры завершилась в 1985 г. посадкой аппаратов проекта ВЕГА. В начале 2000-х годов была задумана миссия «Венера-Д», в рамках которой предполагалось разработать посадочную станцию, которая сможет провести на поверхности Венеры несколько часов и, возможно, дней.

В США в настоящее время существует несколько предложений по возможным миссиям, однако к реальному исполнению пока не принята ни одна. Тем не менее, как подчеркнула на открытии встречи Адриана Окампо (Adriana Ocampo), представитель отделения планетных наук департамента научных миссий НАСА, Венера представляет большой интерес для НАСА, в том числе потому, что благодаря ей мы узнали многое о парниковом эффекте.

Несмотря на то, что Венера - ближайшая к нам планета и является планетой близнецом по многим параметрам, по физическим условиям на поверхности сильно отличается (давление 92 атм, основной газ — углекислота СО2 и температура 470°С, на 5 порядков меньше воды). Венера является естественной лабораторией для изучения парникового эффекта, с которым связывают глобальное потепление на Земле.  Для понимания, почему две планеты-близнецы так разошлись в процессе эволюции, необходимо производить измерения непосредственно в атмосфере: изучить состав инертных газов и летучих и их изотопов с посадочного аппарата или атмосферной платформы (аэростатного зонда или маневренной платформы), процессы диссипации атмосферы (со спутника). Одна из важнейших загадок — суперротация атмосферы (на верхней границе облаков она вращается в 60 раз быстрее поверхности). Другая загадка — природа «неизвестного УФ-поглотителя», который находясь в узком верхнем слое облаков ответствен  за поглощение половины солнечной энергии. Исследования в течение последних 40 лет не дали результатов. 

С другой стороны, не менее интересна поверхность планеты и её внутреннее строение. Известно, что большая часть поверхности Венеры очень молодая (80% поверхности обновилось в течение последнего миллиарда лет в результате гигантских вулканических извержений, скорее всего и в настоящее время продолжается активных вулканизм. Только некоторые гористые области остались не залитыми лавой — тессеры. Именно там можно было бы обнаружить минералы, образовавшиеся в присутствии воды, которая могла существовать на молодой Венере. Тессеры представляют большую научная ценность, но посадка в гористую местность чрезвычайно опасна.

Российские и американские ученые изучают научные задачи проекта «Венера-Д» и их соответствие «дорожной карте» исследований Венеры, определенной международной группой ученых, и ищут возможность совместить задачи в рамках одного проекта.

Предполагается, что основными элементами миссии «Венера-Д» станут российские посадочный и орбитальный аппараты. В качестве возможных дополнительных элементов рассматриваются управляемая атмосферная платформа или несколько малых зондов, сделанных на основе высокотемпературной электроники, которые могут работать на поверхности Венеры несколько тысяч часов. Их можно сбросить в разные районы планеты, где они будут мониторировать параметры атмосферы вблизи поверхности (до сих пор наиболее длительная работа аппарата «Венера» на поверхности достигала 2 часов). Также рассматривается возможность включения в состав миссии свободно дрейфующих аэростатов или малого субспутника.

В качестве средства выведений предлагается использовать перспективный носитель «Ангара» А-5, которая в проекте способна вывести на низкую околоземную орбиту до 22,5 тонн. Масса может быть увеличена за счёт комбинации с различными разгонными блоками.

Возможный облик орбитального аппарата миссии "Венера-Д"

Предложения по задачам, проектному облику миссии и возможным формам сотрудничества будут определены рабочей группой в документе, который будет подан на рассмотрение в НАСА и ГК «Роскосмос».

Уточним, что проект “Венера-Д” не был включен в новую Федеральную космическую программу России на 2016–25 гг. Однако, как сообщил на совещании Олег Кораблёв, руководитель отдела физики планет ИКИ РАН, в ФКП предусмотрен раздел перспективных работ по созданию космических комплексов для исследований планет, и финансирование проекта возможно в рамках этого направления.

Объединенная научная рабочая группа Роскосмос/ИКИ – НАСА по проекту «Венера-Д» (Joint Science Definition Team, JSDT) была создана в конце 2013 года, в 2014 г. работа группы была приостановлена в рамках санкций и повторно открыта в 2015 году. Работа ведется на основании «Хартии», подписанной директором ИКИ, председателем Совета РАН по космосу Л.М. Зеленым и директором Планетного отделения НАСА Джеймсом Грином. 

С осени 2015 года состоялось три встречи в Москве. Продолжение обсуждений намечено на осень 2016 года, когда в Москве состоится очередной международный симпозиум по исследованию Солнечной системы (7th Moscow Solar System Symposium, 7MS3).

- О.З.

Дополнительная информация: 
  1. Сайт проекта "Венера-Д"
  2. Л.В. Засова "ВЕНЕРА: Изучение продолжается". Портал секции "Солнечная система" Совета РАН по космосу