В. И. Ладыгин, В. И. Морозов, В.Т. Шмаков
История создания парашютных систем для исследования Венеры

     12 февраля 1961 года в Советском Союзе был предпринят первый старт к Венере автоматической станции "Венера - 1 " массой 643,5 кг. Запуск был осуществлен с борта тяжелого спутника Земли с целью отработки методов вывода космического аппарата на межпланетную трассу, проверки сверхдальней  радиосвязи управления, проведения ряда физических экспериментов в дальнем космосе. Связь со станцией "Венера - 1 " поддерживалась до 27 февраля 1961 года при расстоянии от Земли до 23 миллионов километров. Тогда это было рекордом дальней космической связи.
     В апреле 1961 года вышло специальное постановление партии и правительства СССР о разработке спускаемого аппарата (СА) для доставки на поверхность планеты Венеры научной аппаратуры. Для обеспечения стабилизированного снижения и безопасной посадки аппарата предполагалось использование парашютной системы (ПС). Создание ее возлагалось на Научно-исследовательский институт парашютостроения.
     В соответствии с техническим заданием ПС должна была обеспечить скорость посадки СА 8-10 м/с, время снижения СА на парашюте не менее 300с, выдерживать перегрузки до 400 единиц в упаковочном состоянии и до 100 единиц при вводе в действие, обеспечить работоспособность в газовой среде с температурой 150" С на высотах выше облачного слоя и 300" С на высотах ниже облачного слоя атмосферы Венеры. Точные данные о составе атмосферы Венеры отсутствовали.
     Самый первый проект 1961 года предполагал использование трехкаскадной ПС. При этом потребовалась разработка специального теплостойкого материала-стеклонитрона, сохраняющего в нагруженном состоянии прочность, эластичность, стойкость к длительному смятию, изгибу (излому), к действию вибрации и выдерживающего температуру до 500" С. Максимальные нагрузки при раскрытии воспринимало нитроновое волокно, а по мере выравнивания нитрона нагрузку брало на себя стекловолокно. Применяемые в то время капроновые материалы для парашютов выдерживали гораздо меньшие температуры (температура плавления около 200" С).
    В связи с необходимостью снижения общего веса аппарата в 1962 году трехкаскадной схемы перешли к двухкаскадной, отказавшись от одного тормозного парашюта. Эти парашютные схемы использовались на станциях "Венера - 2" и "Венера - З", запущенных в ноябре 1965 года. 27 февраля IS года станция "Венера - 2" прошла на расстоянии 24 тысячи километров от поверхности планеты, а 1 марта 1966 года спускаемый аппарат станции "Венера 3" впервые в мире достиг поверхности Венеры, оставив на ней вымпел нашего государства. Однако данных о спуске аппарата в атмосфере Венеры получить не удалось.
     С учетом опыта предыдущих запусков парашютная система для станции „Венера  4" была доработана. Два тормозных парашюта первого каскада были заменены на один, примерно той же площади, из капроновых материалов. Эта система прошла всесторонние испытания на Земле путем сбросов с самолета АН - 12 с высоты 12 км. При этом использовались внешняя подвеска в хвостовой части самолета, которая применялась и при отработке ПС для пилотируемого корабля "Восток". С помощью созданной ПС впервые в мире СА совер­шил в атмосфере Венеры почти полуторачасовой спуск. За время этого спуска была получена уникальная информация о давлении, температуре, плотности и химическом составе газов атмосферы Венеры. Установлено, что основными компонентами атмосферы являются углекислый газ (~ 90%), кислород (~ 0,4%), вода(~ 1,6%), азот(~ 7%) и некоторые примеси. На уровне 18 км при давлении 15 атм. и температуре 280° С аппарат был разрушен нерасчетными сжимающими нагрузками.
     Для последующих запусков была спроектирована двухкаскадная ПС, со­стоящая из тормозного парашюта площадью 1,9 м² и основного парашюта пло­щадью 12 м². Ими были оснащены станции "Венера - 5" и "Венера - б", запущенные 5 и 10 января 1969 года. Спускаемые аппараты на этих станциях произвели большой объем измерений и существенно расширили знания об атмосфере Венеры. В частности, был сделан обоснованный прогноз о давлении у поверхности планеты- 100 атм. и температуре ~ 500" С.
     С уточненными данными об атмосфере в 1970 году была запущена стан­ция "Венера - 7" с целью осуществления парашютной посадки на поверхность планеты. Для спускаемого аппарата была разработана однокаскадная ПС с рифленым парашютом конусной формы площадью 2,4 м² из стеклонитроновой ткани. При этом был проведен большой цикл дополнительных испыта­ний стеклонитрона. Для обеспечения достаточной прочности купол парашюта изготавливался из 4 слоев ткани. После выгорания нитрона обеспечивалась воз­духопроницаемость купола, гарантирующая его надежное функционирование. Оригинально был решен вопрос о разрифлении купола. Шнур рифления изго­тавливался из капроновой ленты, которая с уменьшением высоты при температуре около 200" С плавилась. Парашют разрифовывался и полностью напол­нялся. 15 ноября 1970 года впервые в мире спускаемый аппарат "Венера - 7" совершил посадку на поверхность Венеры. Однако при посадке была зафиксирована повышенная скорость приземления 17 м/с вместо расчетной 10 м/с. В наземных условиях был проведен большой объем тепловых и ресурсных испытании по доработке ПС. В частности, было изменено место крепления пояса рифления, чтобы исключить его контакт со стропами парашюта и воз­можное перетирание строп, повышена теплозащита отдельных узлов. 22 июля 1972 года спускаемый аппарат автоматической станции "Венера - 8" совершил плавную посадку на освещенную сторону планеты. При этом была получена в полном объеме вся запланированная радиотелеметрическая информация об атмосфере и о рельефе поверхности Венеры.
     Дальнейшие исследования Венеры проводились с помощью межпланетных станций второго поколения. Диаметр их спускаемых аппаратов увеличился более чем в два раза до 2,4 м. Это позволило осуществить более эффективное аэродинамическое торможение спускаемого аппарата, а, следовательно, и ввод парашютной системы на высотах 60 - 65 км, вместо 45 -47 км, и приступить к  изучению верхних облачных слоев атмосферы. Перед ПС ставилась только задача обеспечения 20 минут спуска в облачном слое. После этого предполагалось отделение парашюта и дальнейший спуск аппарата на специальном жестком тормозном щите. Так как температура на рабочем участке ПС не превышала 70° С, появилась возможность использовать капроновые материалы вместо стеклонитроновых. В связи с тем, что в атмосфере Венеры были обнаружены агрессивные среды, включающие серную кислоту, потребовалось проведение дополнительных специальных испытаний капроновых материалов. С учетом новых условий была создана трехкаскадная ПС, содержащая парашют увода верхней полусферы СА площадью 6,2 м², тормозной парашют площадью 24 м и основной трехкупольный парашют общей площадью 180м². 22 и 2. октября 1975 года СА автоматических станций "Венера - 9" и "Венера - 10" совершили вход в атмосферу, спуск в облачном слое и посадку на поверхность планеты. Был выполнен весь объем научных исследований, включая и передачу на Землю панорамы поверхности Венеры в местах посадки.
     21 февраля 1978 г. поверхности Венеры достиг СА станции "Венеры- 12" а 25 декабря 1978 г. - "Венеры - 11". 1 и 5 марта 1982г. на поверхность Венеры опустились аппараты станций "Венеры - 13" и "Венеры - 14". Все они были снабжены одинаковыми парашютными системами Главным отличием этих систем от используемых на аппаратах "Венера - 9" и "Венера - 10" было отсутствие в них каскада трехкупольного основного парашюта. Парашют пая система вводилась на высотах 62 - 67 км и через 550-630 с отделялась на высотах 45 - 48 км. Далее аппарат после разгона до 38 - 42 м/с продолжал снижение на аэродинамическом тормозном щите.
     В 1978 году для дальнейшего углубленного изучения Венеры были нач. ты работы по доставке аэродинамического зонда (A3) для длительного дрейфа в атмосфере планеты. В 1980 году было принято решение использовать орбитальный отсек космического аппарата после пролета Венеры для исследования кометы Галлея. Этот проект получил название "Вега" по первым буквам названий Венера и Галлей. В рамках этого проекта были созданы по существу две парашютные системы - одна для СА, другая для A3. Для СА за основу была принята ПС, применяемая на последних станциях серии "Венера". Она содержала два каскада: парашют ввода площадью 6 м² и тормозной парашют площадью 24 м². Для A3 необходимо было создание ПС, обеспечивающей стабилизацию A3 в процессе расхождения со СА, создание условий снижения, допустимых для развертывания и наполнения гелием оболочки аэростата и для отделения корпуса зонда с системой наполнения от аэростата. Была создана двухкаскадная ПС, включающая тормозной конусный парашют площадью 1,5м² и основной парашют площадьй 35 м². Вводится система на высоте 58 - 66 км. Через 32 секунды после ввода системе A3 отделятся от основного аппарата. На 40-й секунде вытягивается стабилизирующий парашют. Через 180 с стабилизирующий парашют, отделяясь, вводит в действие основной парашют. Еще через 180 с автоматически разрезается торовый корпус A3 по наружному и внутреннему периметрам. Нижний полутор падает вниз, вытягивает гондолу, подвеску и оболочку аэростата. Через 200 с после ввода основного парашюта начинается наполнение оболочки A3, а через 430 с аэростат отделяется от корпуса A3 и уходит вниз под действием собственного веса После удаления от корпуса A3, снижающегося на основном парашюте, балласт в виде нижнего полутора отделяется, и аэростат по мере прогрева гелия всплывает на расчетную высоту и начинает дрейф.
     Автоматические станции "Вега - 1" и "Вега - 2" были запущены 15 и 21декабря 1984 года и достигли Венеры 11 и 15 июня 1985 года.