Согласно Википедии , окна запуска на Венеру появляются каждые 19 месяцев. В некоторых случаях одновременно запускались несколько успешных зондов с одинаковой конструкцией, поэтому я сгруппирую их вместе (Советы запускали две похожие/идентичные миссии за окно запуска, которое они фактически использовали для обеспечения успеха миссии за счет избыточности). Я буду маркировать каждую миссию годом запуска.

Неаннотированные утверждения взяты из ссылки в заголовке раздела, ссылки, используемые для более чем одного исследования, будут в конце. Моим основным источником является этот сайт Дона Митчелла, отдельные страницы указаны ниже, а его сайт включает страницу с библиографией. Я извлекаю в основном комментарии, связанные с охлаждением и продолжительностью миссии, там гораздо больше информации.

Венера 7 (1970)

Основное внимание для этого зонда было направлено на выживание на поверхности (выдерживание более высокого давления, температуры и удара при посадке) ⁴ - предыдущие попытки были подавлены атмосферным давлением, прежде чем добраться туда. С этой целью сосуд под давлением был спроектирован так, чтобы выдерживать давление 180 атмосфер или давление (сильно перестроен, в нем было мало места для научной полезной нагрузки), а парашют был зарифлен для быстрого спуска (он должен был полностью раскрыться, когда тепло расплавит рифовый шнур).

Единственное упоминание об охлаждении, которое я могу найти, это то, что автобус космического корабля охлаждал спускаемый аппарат до -8°C перед отделением. Я полагаю, что недостаток места для полезной нагрузки и быстрый спуск означают, что они пытались удариться о землю до того, как герметичный сосуд высокого давления станет слишком горячим.

Капсюльная антенна была выдвинута, и начался возврат сигналов. Через шесть минут парашют разорвался, а затем рухнул, оставив зонд падать на поверхность еще 29 минут. Зонд столкнулся с поверхностью Венеры в 05:34:10 UT со скоростью около 17 м/с, и сигналы ослабли, достигли полной мощности примерно на одну секунду, а затем, по-видимому, прекратились. Последующий анализ записанных радиосигналов показал, что зонд выдержал удар и продолжал передавать слабый сигнал еще 23 минуты.

Забавно: «Тот факт, что капсула выдержала удар со скоростью 17 м/с, был использован для оценки несущей способности грунта».

Принимая во внимание условия посадки, я не уверен, сколько можно прочитать во времени выживания с точки зрения устойчивости к окружающей среде/температуре. Выжившие на поверхности с возможностью сообщать о температуре, конструкция более поздних зондов могла быть усовершенствована, а не перестроена.

Венера 8 (1972)

На этот раз спускаемый аппарат охлаждали до -15°С и рассчитывали всего на 105 атмосфер давления ² .

Plumbing the Atmosphere of Venus (сноска ¹ и ссылка в заголовке этого раздела) содержит отличную диаграмму для этого зонда:

• 5. теплообменник
• 6. аккумулятор тепла
• 7. внутренняя теплоизоляция
• 9. аккумулятор тепла
• 11. внешняя теплоизоляция
• 15. циркуляционный вентилятор
• 16. охлаждающий трубопровод от автобуса

(другие номера указаны в источнике, указанном в сносках)

Также:

Одной из новых идей для дополнительной тепловой защиты было добавление материала с фазовым переходом. Тригидрат нитрата лития плавится при 30°С, поглощая большое количество тепла из-за высокой скрытой теплоты плавления. Помимо больших «аккумуляторов тепла» из этого материала в капсуле, им были покрыты датчики, выходящие наружу. Разработана изоляция из сотового композитного материала для изоляции при высоких давлениях и температурах.

Венера 9 и 10 (1975)

(запущено с разницей в 6 дней, те же инструменты/эксперименты)

Это был полный редизайн, основанный на уроках, извлеченных из Венеры 7 и 8.

Сердцевиной спускаемого аппарата был сферический титановый корпус диаметром около 80 см. Он состоял из нескольких секций, скрепленных болтами и уплотненных прокладками из золотой проволоки. Он был покрыт 12-сантиметровым слоем теплоизоляции (композитный сотовый материал) и тонкой внешней обшивкой из титана. Прочный корпус внутри был облицован изоляцией, возможно, слоями стекловолокна и металлической фольги. Большой тепловой аккумулятор из тригидрата нитрата лития и циркуляционный вентилятор распределяли и поглощали избыточное тепло.

а также

Перед отделением от автобуса его охладили до -10°C, а через час пребывания на поверхности температура внутри поднялась до 60°C. Срок службы миссии был ограничен потерей радиосвязи, а не тепловым отказом.

Орбитальный аппарат находился на эксцентричной орбите, которая должна была оставаться над местом посадки в течение длительного периода времени, но как для Венеры-9, так и для Венеры-10 поток данных закончился, когда расстояние до орбитального аппарата было слишком велико для передатчика зонда. .

Венера 11 и 12 (1978)

(запущено с разницей в 5 дней, те же инструменты)

Единственная ссылка на управление температурой:

Наружная изоляция состояла из двух материалов: высокотемпературного пенополиуретана КГ-25 и высокотемпературного теплозащитного экрана неизвестного состава (вероятно, сотового композитного материала) ПТКВ-260.

Судя по всему, система работала так же хорошо, как Венера 9 и 10, потому что передача снова терялась из-за радиодальности:

«Венера-11» приземлилась на 14° южной широты 299° восточной долготы. Условия там были: давление 92,6 атмосферы и температура 452° C (846° F). Он оставался на радиосвязи в течение 95 минут, пока автобус не вышел за пределы досягаемости. «Венера-12» приземлилась примерно в 850 км оттуда, на 7° южной широты 294°, найдя 93,6 атм и 468° С. Она передавала данные на Землю в течение 110 минут.

Венера 13 и 14 (1981)

(запущен с разницей в 5 дней, идентичный крафт ³ )

Для этих зондов они частично создавали научную полезную нагрузку, чтобы выдерживать условия без необходимости находиться внутри охлаждаемого прочного корпуса:

К этому времени советские инженеры разработали новые термостойкие материалы и электронику, комфортные в этой рабочей среде. Экзотические смазки на основе дисульфида молибдена и микроскопических чешуек металла были разработаны для работы при высоких давлениях и температурах до 1000°С.

Как и в случае с «Венерой-11» и «Венерой-12», автобус космического корабля пролетел мимо Венеры, а не вышел на орбиту. Я не могу найти ничего, что прямо указывало бы, почему миссии закончились (хотя Википедия утверждает, что расчетный срок службы составлял всего 32 минуты), но я предполагаю, что это снова была потеря сигнала из-за диапазона, а не отказа оборудования.

Выводы

После первых попыток зонды были сконструированы так, чтобы выдерживать условия температуры и давления Венеры до тех пор, пока параметры орбиты космического корабля-автобуса позволяли ему находиться в пределах досягаемости спускаемого аппарата на поверхности. Особенно учитывая, что несколько зондов были идентичными парами, тенденция к увеличению продолжительности миссии кажется либо совпадением, либо преднамеренными изменениями в том, как были выровнены приземляющаяся и автобусная орбита / пролет, не связанными с увеличением термальной устойчивости.

Ссылки (еще не связанные):

1. Проникновение в атмосферу Венеры
2. Венера-8, solarsystem.nasa.gov
3. Венера 14, Википедия
4. Венера 7, nasa.gov