Sống sót trên sao Kim vào những năm 70 - Chương trình Venera của Liên Xô

Đây là Venera 4.

Một tàu thăm dò Liên Xô chỉ còn vài khoảnh khắc nữa là sẽ trở thành tàu thăm dò đầu tiên hạ cánh lên một hành tinh khác.

Sao Kim.

Vào thời điểm đó, rất ít điều được biết về hành tinh bí ẩn này. Nhưng các nhà khoa học thời đó tin rằng bên dưới những đám mây dày đến 20 cây số này ẩn giấu một môi trường giống Trái Đất của chúng ta, với nhiệt độ và áp suất khí quyển tương đương (1 bar, 30°C)

Nhưng họ không hề biết thế giới mà chiếc tàu thăm dò bé nhỏ này sắp sửa tiến vào là như thế nào.

Xuyên thẳng vào bầu khí quyển của sao Kim với vận tốc hơn 40.000 km/h, dù của nó bật tung ra và ăng-ten bắt đầu gửi về các dữ liệu.

Ban đầu, mọi thứ có vẻ ổn. Nhiệt độ và áp suất khí quyển đều giống như trên Trái Đất .

Nhưng khi nó bắt đầu đi sâu vào khí quyển, các dữ liệu bắt đầu trở nên điên rồ. Nhiệt độ và áp suất tăng lên chóng mặt. 1 bar nhanh chóng trở thành 10, rồi 20, rồi cứ thế. Rồi khi nhiệt độ tăng lên 200°C, nó... vỡ tan. Mọi liên lạc bị mất. Những mảnh vỡ của con tàu thăm dò xấu số rơi xuống bề mặt sao Kim. Mẩu dữ liệu cuối cùng mà con tàu gửi về hé lộ một bầu khí quyển dày hơn của Trái Đất 22 lần, còn nhiệt độ thì nóng hơn Trái Đất 250°C (319 psi, 536°F)

Một hành tinh địa ngục.

nhưng bây giờ khi người Liên Xô đã biết rằng sao Kim thực sự khắc nghiệt đến mức nào, họ càng quyết tâm tới được đó hơn

Những chiếc tàu thăm dò đầu tiên của chương trình Venera khá là đơn giản. No chỉ là một quả cầu bằng titanium rộng 1 m với khoang bên trong được điều áp lên 25 bar. Bên trong khoang điều áp là các khí cụ khoa học để phân tích bầu khí quyển và một cục ắc quy để chạy tất cả đống đó. Nó không có bất cứ một động cơ đẩy nào, thay vào đó, nó dùng lực cản của chính nó và dù để hãm nó lại.

Nhưng với khí quyển dày đặc của sao Kim thì hóa ra đây lại là một vấn đề. Thay vì xuyên qua bầu khí quyển một cách chậm rãi trong vài phút thì thay vào đó Venera 4 lại đâm sầm vào bầu khí quyển sao Kim như đâm vào một bức tường gạch và nhanh chóng giảm tốc lại chỉ còn 18 km/h, thấp hơn dự tính nhiều. Điều này có nghĩa là chiếc tàu thăm dò phải đương đầu với bầu khí quyển địa ngục của sao Kim trong hơn 90 phút, và cuối cùng sẽ vỡ tan dưới nhiệt độ và áp suất.

Người Liên Xô đã rút ra được bài học từ thất bại của Venera 4. Họ nhận ra rằng, một khi chiếc tàu thăm dò yêu dấu của họ đã đi vào bầu khí quyển của sao Kim, thời gian đi qua bầu khí quyển phải nhanh hơn nữa nếu họ không muốn chiếc tàu thăm dò bị bóp nát "như một quả trứng". Vì vậy họ đã suy nghĩ lại cách tiếp cận của họ đối với sao Kim.

Để chạm tới bề mặt của sao Kim trước khi bị phá hủy, người Liên Xô đã thiết kế lại chiếc tàu thăm dò để nó rơi nhanh hơn. Họ thêm vào những sợi dây dù của Venera một chiếc vòng, ngăn không cho dù mở ra quá sớm. Chiếc vòng này được làm bằng một vật liệu sẽ tan chảy ở 200 độ C, nên dù sẽ không mở ra cho đến khi chiếc tàu đã đến gần bề mặt. Ngoài ra, vì áp suất ở bề mặt sao Kim vẫn chưa thực sự rõ ràng, người Liên Xô quyết định đi quá mức cần thiết đối với hệ thống bảo vệ của tàu Venera. Thân vỏ bây giờ dày gấp đôi và nó có thể chịu được áp suất 180 bar.

Người Nga đã sẵn sàng để đẩy Venera 7 qua địa ngục.

Ban đầu mọi thứ đều ổn với Venera 7. Nó nhanh chóng đi xuyên qua bầu khí quyển của sao Kim. Chiếc tàu thăm dò bây giờ đã đến gần bề mặt sao Kim hơn bất kỳ nhiệm vụ nào trước đó. Đột nhiên, khi chỉ còn cách bề mặt 3 km, chiếc dù rách toạc và Venera 7 lao một cách mất kiểm soát xuống, lao thẳng vào bề mặt với tốc độ hơn 60 km/h.

Lại một thất bại. Địt mẹ cuộc sống, ít nhất đó là những gì người LIên Xô nghĩ.

Vài tuần sau, khi đang xem lại dữ liệu được truyền về của sứ mệnh Venera 7, họ chợt nhận ra rằng thật ra một tín hiệu rất yếu ớt đã được truyền về trong 23 phút sau khi chiếc tàu thăm dò đâm vào bề mặt sao Kim. Hóa ra rằng Venera 7 đã bị nghiêng, làm cho tín hiệu của ăng-ten cực kì yếu ớt. Một cách kỳ diệu, mẩu dữ liệu cuối cùng mà Venera 7 gửi về cho thấy nhiệt độ bề mặt đáng kinh ngạc lên tới 500 độ C

Với nhiệt độ bầy giờ chỉ còn là vấn đề duy nhất, các kỹ sư Nga ngố của chúng ta đã nghĩ ra một giải pháp làm mát dơn giản nhưng hiệu quả cho sứ mệnh tiếp theo, Venera 8.

bên trong tàu thăm dò có các khối Lithium Nitrate, một chất có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Để làm nóng vật liệu này lên, chỉ cần 2 joules mỗi gram, nhưng khi đã đật đến điểm nóng chảy, nó cần đến 300 joules năng lượng/g. Vì vậy sự chuyển đổi từ thể rắn sang thể long của những khối Lithium Nitrate này sẽ hấp thụ rất nhiều nhiệt, giữ cho những thiết bị điện tử được mát mẻ. Hệ thống này đã hoạt động một cách toẹt dzời và Venera 8 đã hạ cánh được trên bề mặt sao Kim và tồn tại được hơn 1 tiếng đồng hồ trên hành tinh khắc nghiệt này.

Người Liên Xô bây giờ đã thành công nắm giữ tuyệt kĩ để lên sao Kim.

Chỉ có một điều.

Thế giới vẫn chưa được biết bộ mặt thật sự của thế giới điên rồ này là như thế nào, nên Liên Xô quyết định cho Venera 9 làm điều đó. Chiếc tàu thăm dò lại được thiết kế lại hoàn toàn một lần nữa:

Thay vì dùng dù, Venera 9 sử dụng một chiếc vành kim loại để giảm tốc và một bộ càng hạ cánh để hấp thụ lực va chạm. Nhưng tính năng quan trọng nhất của Venera 9 là bộ camera của nó. Venera 9 có 2 camera di chuyển được ở 2 bên có thể chụp một bức tranh toàn cảnh 360 độ của địa hình xung quanh. Cơ mà thiết kế một cái camera có thể chịu được nhiệt độ và áp suất kinh khủng trên sao Kim lại là chuyện khác

Những chiếc camera được đặt trong khoang áp suất của tàu thăm dò với hai kính tiềm vọng thò ra ngoài trong một cửa-sổ-chịu-siêu-áp-suất. Ở cuối kính tiềm vọng là một thấu kính nhỏ có thể xoay và quét góc nhìn 180 độ của bề mặt. Ánh sáng sẽ truyền xuống kính tiềm vọng và xuyên qua một thấu kính nữa để điểu chỉnh hiệu ứng do cửa-sổ-chịu-siêu-áp-suất gây ra. Cả hai máy ảnh đều có nắp ống kính lớn được thiết kế để bật ra sau khi tàu thăm dò hạ cánh. Tuy vậy, trong sứ mệnh Venera 9, chỉ một trong hai chiếc bật ra.

Trong các nhiệm vụ sau này, các camera được cải tiến thêm, thậm chí có thể chụp ảnh màu độ phân giải cao.

Trên Venera 14, một chiếc microphone được đặt trên tàu. Đoạn ghi âm bao gồm âm thanh của tàu thăm dò hạ cánh và tiếng thiết bị lấy mẫu khoan vào bề mặt sao Kim

Người Liên Xô đã hạ cánh trên sao Kim 8 lần, với mỗi nhiệm vụ gửi về những dữ liệu khoa học giá trị và những bức ảnh tuyệt vời về hành tinh bí ẩn này. Các tàu thăm dò Venera cung cấp dữ liệu trực tiếp về bề mặt và bầu khí quyển của Sao Kim đồng thời cung cấp thông tin quan trọng về tuổi thọ của thiết bị điện tử trong điều kiện khắc nghiệt của Sao Kim. Venera 4 là tàu thăm dò thành công đầu tiên và cho thấy CO2 là thành phần chính trong bầu khí quyển của Sao Kim. Venera 7 đã tìm thấy dữ liệu về nhiệt độ và áp suất cũng như thành phần khí quyển. Venera 8 đo K, U và Th trên bề mặt thông qua phân tích tia gamma. Venera 9 cung cấp những hình ảnh đầu tiên về bề mặt Sao Kim cũng như phân tích tia gamma nhiều hơn. Bằng cách gửi những hình ảnh đầu tiên về bề mặt sao Kim về Trái đất, các sứ mệnh của Venera đã mang lại cho các nhà khoa học khả năng truyền đạt những thành tựu này tới công chúng. Venera 13 đã cung cấp những hình ảnh màu và dữ liệu huỳnh quang tia X đầu tiên về bề mặt hành tinh. Sau khi phân tích các hình ảnh radar gửi về từ Venera 15 và 16, người ta kết luận rằng các đường gờ và rãnh trên bề mặt Sao Kim là kết quả của sự biến động kiến tạo. Điều này được phát hiện bằng hình ảnh radar khi ở trên quỹ đạo. Ngay cả với thời gian tồn tại ngắn ngủi, mỗi sứ mệnh của Venera đều bổ sung thêm sự hiểu biết đáng kể về hành tinh chị em của chúng ta, sao Kim