Венера - утренняя и вечерняя звезда
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Венера - кривое зеркало Земли
Космические исследователи Венеры

"Вега": комета Галлея

    Комета Галлея появляется в окрестностях Солнца каждые 76 лет. В ХХ веке такое событие состоялось дважды – в 1910 и в 1986 гг. Загадочная комета всегда привлекала внимание землян. В 1910 г. ее исследовали астрономы с применением самой современной на тот момент техники и впервые получили ее фотографии. К прилету кометы в 1986 г. готовились не только астрономы. В США, Европе, Японии и СССР началось проектирование КА для исследования этого небесного тела. Такое внимание объяснялось возможностью получить информацию о происхождении Солнечной системы. Большую часть времени небесная странница пребывала далеко от центрального светила, и в отсутствии нагрева в ней могло сохраниться вещество газопылевой туманности, из которой наша система когда-то образовалась.

Обработанный снимок кометы Галлея
АМС "ВЕГА"

    Американский и европейский аппараты предполагалось запустить в рамках единого проекта Международной кометной миссии, но... США не нашли возможности профинансировать свою часть работ, и европейцы взялись за пролетный зонд в одиночку. Аппарат Giotto («Джотто») массой 960 кг, который разрабатывался Европейским космическим агентством (ЕКА), должен был стартовать в июле 1985 г. и в марте 1986 г. пройти через кому на расстоянии 30000 км от ядра кометы. КА стабилизировался вращением вокруг продольной оси. Для защиты от повреждений высокоскоростными пылевыми частицами кометы он имел двухслойный противопылевой экран.
    Японские аппараты Sakigakе («Пионер») и Suisei («Комета») массой около 140 кг каждый планировалось вывести на траекторию полета к комете Галлея в январе и августе 1985 г. В марте 1986 г. они должны были провести исследования кометы с расстояний 7 млн и 150 тыс км соответственно. Оба аппарата стабилизировались вращением.

Общая схема проведения исследований кометы аппаратами «Вега»
АМС "ВЕГА"

    В СССР специальный КА для исследования кометы не разрабатывался. По предложению директора Института космических исследований (ИКИ) академика Р.З.Сагдеева планировалось дооборудовать специальной исследовательской аппаратурой служебные модули станций, которые должны были стартовать к Венере в декабре 1984 г. После завершения в июне 1985 г. исследований Венеры под действием гравитационного поля планеты они переводились на траекторию встречи с кометой и после коррекции траекторий должны были пройти в марте 1986 г. через кому на расстоянии 10000 км от ядра кометы. Скорость встречи составляла почти 80 км/с. До стартов КА «Вега» оставалось меньше четырех лет. За это время нужно было сформировать программу исследования кометы, разработать и изготовить научную аппаратуру, испытать ее автономно и в составе КА, дооборудовать служебные модули.
    Задача была сложная. Для ее решения Р.З.Сагдеев организовал международный коллектив ученых и специалистов – разработчиков научной аппаратуры. Аппаратура включала в себя:

    - телевизионную систему ТВС с датчиком наведения на комету и вычислительным комплексом обработки видеоинформации ВИК (СССР, Венгрия, Франция);
    - инфракрасный спектрометр ИКС (Франция);
    - трехканальный спектрометр ТКС (Болгария, СССР, Франция);
    - пылеударный масс-анализатор ПУМА (СССР, ФРГ, Франция);
    - масс-спектрометр нейтрального газа ИНГ (ФРГ, Венгрия, СССР);
    - магнитометр MISCHA (Австрия);
    - спектрометр кометной плазмы «Плазмаг-1» (Венгрия, СССР, ФРГ);
    - спектрометр энергичных частиц «ТюндеМ» (Венгрия, СССР, ФРГ);
    - анализатор высокочастотных плазменных волн АПВ-В (СССР, Франция);
    - анализатор низкочастотных плазменных волн АПВ-Н (Польша, СССР, Чехословакия);
    - счетчики пылевых частиц СП-1, СП-2 (СССР, США);
    - масс-анализатор пылинок ДУСМА (Венгрия, СССР, ФРГ);
    - система управления, сбора и передачи научной информации (СССР);
    - блок логики и сбора информации БЛИСИ (Венгрия, СССР);
    - автоматическая стабилизированная платформа АСП-Г (Чехословакия, СССР).

    В связи с тем, что КА «Вега» имел трехосную солнечно-звездную стабилизацию, оптические приборы ТВС, ИКС и ТКС устанавливались на платформе АСП-Г, которая должна была наводиться на ядро кометы. Одной из сложных проблем являлось создание датчика наведения. Основной советский разработчик приборов наведения – НПО «Геофизика» – не брался за создание подобного датчика из-за отсутствия фотометрической модели кометы. «Безумству храбрых поем мы песню!» – эти известные слова М.Горького можно отнести к заместителю начальника отдела ИКИ Г.А.Аванесову, который, изучив результаты исследования кометы Галлея в прошлые годы, разработал свою модель. Опираясь на нее, он приступил к разработке телевизионного датчика наведения ТДН, который одновременно предлагалось использовать как широкоугольную телекамеру для получения изображения кометы. На этих же принципах разрабатывалась узкоугольная телекамера с фокусным расстоянием 1.2 м. Для дублирования ТДН на платформу устанавливался аналоговый датчик наведения, разрабатываемый ИКИ.
    Изготовление телевизионных систем и разработка программно-математического обеспечения (ПМО) велись в Центральном институте физических исследований (ЦИФИ) в Будапеште. Здесь сумели закупить западную элементную базу, что позволяло значительно улучшить характеристики телевизионных систем. В то время на Западе появились приборы с зарядовой связью (ПЗС-матрицы), которые применялись вместо фотопленки в аппаратуре видеонаблюдения. ПЗС-матрицы позволяли многократно фиксировать изображение цели и сбрасывать его в цифровом виде в запоминающее устройство или по радиоканалу. Приборы были крайне необходимы для ТВС, но закупить их на Западе не удалось.
    Создать отечественную ПЗС-матрицу для проекта «Вега» поручили ленинградскому объединению «Светлана». Объединение в сравнительно короткий срок разработало и поставило ПЗС-матрицы с числом пикселей 512x512. Эти приборы совсем незначительно уступали зарубежным образцам. Изготовление ТВС задерживалось, и весной 1983 г. я приехал в ЦИФИ для ознакомления с состоянием работ. Мне показали первый экземпляр системы, которая хорошо работала в лабораторных условиях. Ее монтаж, выполненный сотрудниками ИКИ и ЦИФИ аккуратно, но не профессионально, мог не выдержать нагрузки на участке выведения КА. Выяснилось также, что проверить работоспособность ТВС в условиях вакуума невозможно – в ЦИФИ не было вакуумной камеры.
    При обсуждении состояния дел с директором ЦИФИ господином Ф.Сабо выяснилось, что деньги, выделенные правительством ВНР на закупку элементов для ТВС, израсходованы и получить дополнительно 200 тыс $ на новую партию деталей невозможно. Вернувшись в Москву, я рассказал о положении дел директору НПО имени С.А.Лавочкина А.П.Милованову. Опытный руководитель знал, что без всесторонних испытаний на Земле невозможно достичь успеха в космосе. Он дал задание заместителю главного инженера В.В.Купченко разработать и изготовить камеру для испытания ТВС. Через три месяца вакуумная камера была поставлена в ЦИФИ.
    Необходимые деньги можно было добыть только у министра общего машиностроения. Я рассказал С.А.Афанасьеву о положении дел в ЦИФИ. «Когда приехал?» – спросил министр. «Неделю назад». – «Что же ты сразу не пришел?» – упрекнул Сергей Александрович. Сначала министр позвонил по «кремлевке» академику Г.И.Марчуку, в то время председателю Госкомитета по науке и технике СССР. «Гурий Иванович отдыхает в санатории “Красные камни”», – ответил секретарь. С.А.Афанасьев связался с Г.И.Марчуком по ВЧ и договорился с ним о выделении ЦИФИ из фонда Комитета 200 тыс $ на закупку элементов для ТВС. Следующий звонок был директору НИИ прикладной механики академику В.И.Кузнецову с указанием подготовить и направить в ЦИФИ четырех монтажников. Такой был стиль работы этого выдающегося руководителя советской промышленности!
    На телевизионные системы, собранные руками советских монтажников, сотрудники ЦИФИ приходили смотреть как на произведения искусства. Опираясь на опыт создания телевизионного датчика наведения, Г.А.Аванесов взялся за разработку звездных датчиков. Сегодня его приборы не уступают зарубежным образцам. Программное обеспечение ТВС делалось группой программистов ЦИФИ с участием Ю.К.Зайко и С.И.Зацепина, командированных из НПО имени С.А.Лавочкина.
    В конце 1983 г. в ЕКА наметилось значительно отставание в разработке ПМО для Giotto. Для исправления положения европейцы пригласили на работу программистов ЦИФИ, предложив им зарплату значительно выше той, которую они получали дома. Венгры не стали долго думать: вся группа программистов института уехала в ЕКА, а разработка ПМО для ТВС легла на плечи двух наших прикомандированных программистов. Увеличив длительность рабочего дня и используя только им известные приемы, наши ребята закончили работу в заданный срок. На совещаниях Международного научно-технического комитета – органа, созданного для координации работ по проекту, – регулярно рассматривалось положение дел по АСП-Г и научным приборам. Проблем было много, и, несмотря на интенсивную работу, сроки поставки системы сдвигались. Сотрудник ЕКА г-н Жирар образно представил наше состояние дел на шутливой картинке.

Сотрудник ЕКА г-н Жирар образно представил наше состояние дел на шутливой картинке.
АМС "ВЕГА"

    Кроме монтажа и отработки научной аппаратуры в составе аппарата, НПО имени С.А.Лавочкина нужно было обеспечить их живучесть при встрече с кометой на расчетной скорости 80 км/с. При такой скорости пылинка массой в один миллиграмм пробивала в гермокорпусе отверстие диаметром в несколько миллиметров. КА и научную аппаратуру защищали экраны толщиной около 1 мм, установленные на расстоянии 15–20 мм от защищаемой поверхности. При соударении с экраном пылинка и материал экрана испарялись, а энергии образовавшейся газовой струи с углом раскрыва конуса около 30°, распределенной по большой площади, было недостаточно для разрушения защищаемой поверхности.

Фотографии стартовавших в комете космических аппратов.
АМС "ВЕГА"

    Наконец все приборы были поставлены, и иностранные специалисты попросили ознакомить их с обстановкой на космодроме, где им предстояло отрабатывать аппаратуру в составе КА. В июле 1984 г. иностранцев привезли в VIP-зал аэропорта «Внуково». Здесь их ожидал самолет министра с надписью на борту «Аэрофлот». Стюардессы тоже были в форме «Аэрофлота». Как только специалисты поднялись на борт, дверь захлопнулась, запустились двигатели, и самолет стал выруливать на взлетную полосу. По салону пронеслось: «Usine, usine (завод, завод)». Это французы высказывали коллегам мнение, что самолет принадлежит не «Аэрофлоту», а заводу. Они ошибались, но незначительно.

Аппарат Giotto.
АМС "ВЕГА"

    После ознакомления с технической позицией иностранцам организовали экскурсию по Ленинску. В книжном магазине они купили карту Казахстана и попросили показать, где находится город, – на карте Ленинска не было. Наши объяснения, что карта, вероятно, издана до строительства города, было опровергнуто: на карте стояла дата издания – 1982 г. Осенью 1984 г. зарубежные участники проекта прибыли на космодром для подготовки научной аппаратуры к полету. Как и в прошлый раз, их разместили на площадке №17 в гостинице космонавтов. Утром на автобусах они направились на техническую позицию. Я обратил внимание, что иностранцы в пути сравнивают местность с какой-то картой. Посмотрев на нее, я был поражен: они держали перед собой карту космодрома Байконур со всеми дорогами, техническими и стартовыми позициями. На карте было указано, какие предприятия, какой тип аппаратов запускают с каждой конкретной стартовой позиции. Такие данные получить с помощью спутника невозможно*. Этим жестом иностранцы намекали на глупость «издателей» карты, «забывших» указать на ней город Ленинск.
    *Общедоступные карты-схемы космодромов Байконур, Капустин Яр и Плесецк появились в книге The Illustrated Encyclopedia of Space Technology под редакцией Кеннета Гэтленда, изданной огромными тиражами и выдержавшей несколько переизданий на основных европейских языках. К сожалению, из русского варианта («Космическая техника», М., «Мир», 1986 г.) глава про космодромы исчезла. И не только она одна. – Прим. ред.
Автор: В. ПЕРМИНОВ, журнал "НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ" 
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru