Венера - утренняя и вечерняя звезда
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Венера
 Исследователи
Новая "Венера"
Страница: Новое поколение, Первые панорамы (Part #1, Part #2), Атмосфера Венеры (Part #1, Part #2), Цветные панорамы Венеры (Part #1, Part #2, Part #3.1, Part #3.2), Радиолокация Венеры (Part #1, Part #2, Part #3, Part #4), Аэростаты на Венере (Part #1, Part #2, Part #3), Венера и комета Галлея (Part #1, Part #2, Part #3), Выводы (Part #1);
Венера - кривое зеркало Земли

АМС "Вега-1" и АМС "Вега-2"

Полезная нагрузка


     Пролетный космический аппарат

     Приборы, установленные на сканирующей платформе АСП-Г:
     1. Телевизионная система ТВС (СССР-Франция-Венгрия).
     2. Трехканальный спектрометр ТКС на ультрафиолетовый, видимый и ближний ИК-диапазоны (Франция-СССР-Болгария).
     3. Инфракрасный спектрометр ИКС (Франция).

АСП-Г на испытательном стенде
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Приборы, установленные на самом аппарате:
     1. Масс-спектрометр для пылевых частиц («ПУМА», ФРГ-СССР-Франция).
     2. Счетчик частиц пыли (СП-1).
     3. Счетчик частиц пыли (СП-2).
     4. Детектор частиц пыли («ДУСМА», США).
     5. Детектор частиц пыли («ФОТОН»).
     6. Масс-спектрометр для нейтральных газов (ИНГ, ФРГ).
     7. Плазменный спектрометр («ПЛАЗМАГ»).
     8. Анализатор высокоэнергичных частиц («ТУНДЕ-М», Венгрия-СССР-ФРГ-Европейское космическое агенство).
     9. Анализатор высокоэнергичных частиц (МГУ-ТАСПД).
     10. Магнитометр (MISCHA, Австрия).
     11. Низкочастотный анализатор плазменных волн (АВР-Н, СССР-Полына-Чехословакия).
     12. Высокочастотный анализатор плазменных волн (АВР-В, СССР-Польша-Чехословакия).

АСП-Г
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

Испытания платформы АСП-Г в ИКИ
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     На сканирующей платформе АСП-Г были смонтированы три прибора для дистанционного зондирования кометы Галлея: 32-килограммовая камера ТВС, 14-килограммовый трехканальный спектрометр ТКС и 18-килограммовый спектрометр дальнего инфракрасного диапазона ИКС. Телевизионная камера была советской, а спектрометры предоставила Франция. Приемник спектрометра дальнего ИК, охлаждаемый в криостате Джоуля-Томпсона, работал в диапазоне от 2,5 до 12,0 мкм. Трехканальный спектрометр работал в ультрафиолетовом диапазоне от 120 до 290 нм, в видимом - от 272 до 715 нм и в ближнем ИК - от 950 до 1200 нм. Пролетное расстояние до кометы Галлея было умышленно выбрано большим, чтобы избежать повреждений космической станции от воздействия пыли, так что для получения изображения ядра в узком угле зрения камере требовалась длиннофокусная оптическая система с разрешением 150 м на расстоянии 10000 км. Оптико-механические телевизионные камеры либо фототелевизионные устройства, использовавшиеся на всех предыдущих советских межпланетных станциях, были непригодны для получения изображений ядра из-за их очень низкого быстродействия и кратковременности встречи с кометой. Единственно возможным было использование ПЗС-матриц, обеспечивающих получение изображений высокого качества.

Сканирующая платформа космической станции «Вега»
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Компьютеры, обеспечивавшие работу научных приборов, были усовершенствованы за счет использования западной электроники. Однако, поскольку ПЗС-технологии имели ограничения на области их применения, советским специалистам пришлось разработать для телекамер собственные матрицы 512x512. Оптика была изготовлена во Франции и состояла из широкоугольных объективов 150 мм f/3, которые работали в красном диапазоне длин волн, и длиннофокусных объективов 1200 мм f/6,5 с шестью светофильтрами от видимого до инфракрасного диапазонов. Венгры (при поддержке СССР) отвечали за электронику камеры. Аппаратура для получения изображений ядра предусматривала резервирование: на каждой станции стояло по четыре комплекта фотоприемного устройства. Поскольку при сближении с Солнцем станция нагревалась достаточно сильно, использовалась остроумная система захолаживания приемника при помощи «тепловых» труб от затененного радиатора и специальных «аккумуляторов холода», которые захолаживали детектор перед съемкой и передачей данных при максимальном сближении с кометой. Наиболее интересные снимки были получены аппаратом «Вега-2».
     Пять приборов для исследования пыли, испускаемой ядром кометы, включали: 19-килограммовый масс-спектрометр пылевых частиц «ПУМА» для измерения состава отдельных частиц пыли, 2-килограммовый СП-1 и 4-килограммовый СП-2, а также 3-килограммовый счетчик частиц пыли «ДУСМА» для определения потока и распределения по массе частиц пыли разных размеров, детектор частиц пыли «ФОТОН», который был установлен для измерения больших частиц, которые могли пробить пылевой щит. Прямые in-situ-измерения при помощи 7-килограммового масс-спектрометра нейтральных газов ИНГ, имели целью анализ газа, сквозь который пролетает космическая станция. Состав и энергетический спектр ионов должен был определять 9-килограммовый спектрометр плазмы «ПЛАЗМАГ», а поток и энергию ионов измерял 5-килограммовый анализатор высокоэнергичных частиц «ТУНДЕ-М». Также имелись 4-килограммовый магнитометр MISCHA и два анализатора плазменных волн: 5-килограммовый прибор АПВ-Н для измерения потока ионов и частот ниже 1 кГц и 3-килограммовый АПВ-В для измерения плотности плазмы, температуры и частот в диапазоне от 0 до 300 кГц.
     В совокупности со сканирующей платформой и структурой поддержания ее работы масса аппаратуры пролетной космической станции составляла 253 кг.

     Посадочный аппарат
     В связи с тем, что по баллистическим условиям посадка совершалась на ночной стороне Венеры, с посадочного аппарата были сняты телефотометры (соответственно отсутствуют иллюминаторы) и плотномер. Были сохранены грунтозаборные устройства и аппаратура «Арахис» для определения содержания в грунте породообразующих элементов.

     Приборы, работающие во время входа в атмосферу и во время спуска:
     1. Датчики температуры, давления и ветра «МЕТЕО» (СССР-Франция).
     2. Гигрометр для измерения содержания водяного пара ВМ-4.
     3. Ультрафиолетовый спектрометр для измерения содержания в атмосфере SO2 и серы ИСАВ-С.
     4. Оптический нефелометр-рефлектометр для измерения размера аэрозольных частиц и изучения их физических свойств ИСАВ-А.
     5. Спектрометр для измерения размеров аэрозольных частиц ЛСА.
     6. Рентгеновский флуоресцентный спектрометр для анализа состава аэрозолей ИФП.
     7. Газовый хроматограф для химического анализа аэрозолей «СИГМА-3».
     8. Масс-спектрометр для химического анализа аэрозолей «МАЛАХИТ-В» (СССР-Франция).
     9. Радиопередатчики для доплеровских измерений скорости ветра и турбулентности.

ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Приборы, работавшие во время снижения аппарата в атмосфере, были ориентированы главным образом на исследование аэрозолей. Имелось две установки для измерения физических свойств аэрозолей, два прибора для определения химических свойств аэрозолей и одно устройство для изучения поэлементного состава аэрозолей. Эти пять приборов имели компоненты, закрепленные на внешней стороне корпуса и ограниченно защищенные от температуры и давления окружающей среды, но, поскольку аэрозоли локализованы в верхних слоях атмосферы, соответствующее оборудование должно было работать выше 35 км. Внутрь корпуса аэрозоли подавались по всасывающим трубкам. Некоторые приборы анализировали рассеяние света аэрозолем внутри трубок для определения размеров аэрозольных частиц. Установка ИСАВ-А также включала простой нефелометр обратного рассеяния для определения плотности облаков, подсвечивая облака лучом света сквозь окно в герметичном корпусе и измеряя отраженный свет. Электроника этого прибора была общей с ультрафиолетовым спектрометром.
     Газовый хроматограф был специально разработан для «Веги» и предназначался для измерения аэрозолей серной кислоты путем захвата капелек в насыщенный углеродом фильтр, который реагировал с серной кислотой с образованием двуокиси серы и двуокиси углерода.
     Рентгеновский спектрометр был значительно усовершенствован по сравнению со стоявшими на посадочных аппаратах «Венера-13» и «Венера-14». Он мог различать размеры гранул с помощью изображения в лазерном свете. Система забора образцов масс-спектрометра использовала аэродинамический инерционный сепаратор для разделения гранул разных размеров на двух отдельных фильтрах. Затем гранулы испарялись и продукты анализировались в масс-спектрометре.
     Приборы для измерения температуры и давления были аналогичны стоявшим на «Венере-13» и «Венере-14», но обеспечивали более высокую точность измерений. Они включали в себя два платиновых проволочных термометра и три датчика давления, охватывавших диапазоны от 0 до 2 бар, от 0 до 20 бар и от 20 до 11О бар. Гигрометр также был немного модернизирован.

     Приборы для работы на поверхности:
     1. Бур и система забора образцов поверхностных пород ССЦА.
     2. Рентгеновский флуоресцентный спектрометр БДРП.
     3. Гамма-спектрометр ГС-15СТсВ.
     4. Динамический пенетрометр ПрОП-В.

     Как уже отмечалось, поскольку для выхода на траекторию встречи с кометой Галлея с помощью маневра в гравитационном поле Венеры и для ввода аэростатов требовался вход в атмосферу на ночной стороне, на посадочные аппараты не стали устанавливать камеры или оптические устройства, требующие освещения. Остальное бортовое оборудование было таким же, как и в предыдущих программах. Посадочные аппараты «Вега» были ориентированы, главным образом, на исследования свойств поверхности и ее взаимодействия с атмосферой и по возможности на устранение неполадок в работе оборудования в агрессивной атмосфере, возникших в предыдущих программах. После полетов «Венеры-9» и «Венеры-10» из состава аппаратуры посадочных аппаратов исключили гамма-спектрометр для анализа грунта, заменив его на комбинированную установку с буром и рентгеновским флуоресцентным спектрометром. Но на этот раз были установлены все эти приборы. А поскольку камеры для получения изображений поверхности отсутствовали, пенетрометр был модифицирован для того, чтобы обеспечить электрическое считывание данных.

     Масса оборудования посадочного аппарата: 117 кг.

     Аэростат:

     1. Датчики температуры и давления (СССР-Франция).
     2. Анемометр для измерения вертикальной скорости ветра.
     3. Нефелометр для измерения плотности и размера частиц аэрозолей (США).
     4. Фотометр для определения уровня освещенности и детектор молний.
     5. Стабилизатор частоты для VLBI-измерений.

     С гондолы была развернута штанга, на которой размещались датчики приборов. Один из них представлял собой анемометр в виде крыльчатки. Он измерял вертикальную скорость ветра от 2,0 м/с. Горизонтальный ветер измерялся путем анализа данных при помощи VLBI. Температура атмосферы измерялась двумя тонкопленочными термометрами сопротивления в диапазоне от 0 до 70 °С с точностью 0,5 °С, установленными в разных точках штанги. Давление измерялось вибрирующим лучевым кварцевым датчиком в диапазоне от 0,2 до 1,5 бар с точностью 0,25 мбар. Фотометр состоял из кремниевого регулируемого резистивного диода, чувствительность которого лежала в диапазоне от 400 до 1100 нм, а поле зрения охватывало 60° в надире. Он также был рассчитан на регистрацию молний путем счета коротких вспышек аномально интенсивной яркости. Нефелометр представлял собой сравнительно простой прибор для регистрации обратного рассеяния света, аналогичный применявшимся на аппаратах «Венера» в предыдущих программах.

Описание миссии

На космодроме
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Пролетные космические аппараты
     Международный характер проекта позволил западным представителям посетить Байконур и увидеть запуск «Веги-1» 15 декабря и «Веги-2» 21 декабря 1984 года. Впервые советское телевидение показало старт «Протона». И хотя США рутинным образом вели слежение за советскими космическими станциями, впервые они делали это официально. Кроме того, было сообщено, что на борту советской космической станции стоит американский прибор, и это произвело фурор в США. В целом все приборы функционировали нормально, за исключением того, что одна из штанг для проведения экспериментов с плазменными волнами первоначально не смогла развернуться, но затем обе штанги раскрылись после первого маневра на промежуточном участке траектории.

Запуск «Веги-1»
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     «Вега-1» прибыла к Венере в начале июля 1985 года, всего через несколько недель после окончания работы «Венеры-16», а вскоре с планетой сблизилась и «Вега-2». Обе космические станции в штатном режиме отделили свои посадочные аппараты за 2 дня до встречи с планетой: «Вега-1» - 9 июня, а «Вега-2» - 14 июня. Точки входа в атмосферу находились на ночной стороне, поскольку требовалось, с одной стороны, космические станции направить к комете Галлея, а с другой стороны - максимизировать время жизни аэростатов до того, как они пострадают от нагрева. После отделения посадочного аппарата «Вега-1» совершила гравитационный маневр в поле тяготения Венеры, пройдя на расстоянии 39000 км от планеты, что позволяло ей выйти на траекторию встречи с кометой Галлея и вместе с тем передать на Землю данные с посадочного аппарата. «Вега-2» совершила аналогичный маневр на расстоянии 24500 км от планеты. Каждая космическая станция сориентировалась в положение от Солнца, чтобы установить связь со своим посадочным аппаратом со скоростью 3072 кбит/с в метровом диапазоне и ретранслировать данные на Землю в сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн. Сами станции не проводили научных исследований в окрестности Венеры. Закончив сеанс ретрансляции, станции продолжили операции на траектории полета к комете. Хотя большая часть работы по отклонению траектории в направлении сближения с кометой Галлея была совершена гравитационным полем Венеры, оставалась еще необходимость маневров для тонкой настройки траектории на финальном участке сближения.

ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     «Вега-1» пролетела на расстоянии 8890 км от ядра кометы 6 марта 1986 года, а «Вега-2» - на расстоянии 8030 км 9 марта того же года. Оба аппарата выполнили успешные научные измерения. Две японские космические станции провели наблюдения кометы с экстремально большого расстояния, а европейский аппарат «Джотто» должен был прибыть 13 марта с целью отважного пролета на расстоянии всего 500 км от кометы. Сочетая данные наземных радионаблюдений траектории с полученными изображениями, космические аппараты «Вега» измерили положение кометы Галлея более точно, чем это можно было сделать с помощью наземных телескопов. Эти данные были использованы для улучшения точности завершающих маневров «Джотто» и снижения погрешностей нацеливания аппарата для проведения запланированных наблюдений с близкого расстояния и вместе с тем снижения потенциального риска получить повреждения вблизи кометы. Таким образом, космические аппараты «Вега» выполнили миссию лоцманов для европейского аппарата «Джотто». Они пролетели сквозь хвост кометы и подверглись бомбардировке мелкими частицами, летевшими со скоростью 80 км/с. От повреждений их защитили щиты, установленные на каждом аппарате. Солнечные батареи пострадали как от ударов пыли, так и от электрических разрядов, индуцированных плазмой кометы. «Вега-1» потеряла 40% питания, а «Вега-2» около 80%. После завершения витка вокруг Солнца оба космических аппарата еще раз прошли сквозь хвост кометы в 1987 году, передав небольшую порцию данных. «Вега-1» истратила газ системы ориентации 30 января того же года, а затем 24 марта прервался контакт с «Вегой-2».

Спускаемый аппарат

     Системы входа в атмосферу и спуска
     Посадочный аппарат «Веги-1» вошел в атмосферу на ночной стороне Венеры в 01:59:49 по Всемирному времени 11 июня 1985 года на скорости 10,75 км/с под углом 17,5°. Посадочный аппарат «Веги-2» вошел в атмосферу также на ночной стороне Венеры в 01:59:30 по Всемирному времени 15 июня на скорости 10,80 км/с под углом 18,13°. Последующие операции происходили согласно сценарию, хорошо отработанному в предыдущих полетах на Венеру. Ввод вытяжного парашюта произошел на высоте 65 км. Одиннадцать секунд спустя, на высоте 64,5 км, сферический модуль системы входа в атмосферу разделился на две полусферы. Вытяжной парашют унес верхнюю полусферу с помещенным внутри нее аэростатом и одновременно был введен в атмосферу и раскрылся основной парашют из нижней полусферы, в которой находился посадочный аппарат. Через четыре секунды на высоте 64,2 км каждый посадочный аппарат сбросил свои полусферы. После медленного снижения на парашюте до 47 км парашют от посадочного аппарата был отделен и начался режим свободного падения. Усовершенствованное аэродинамическое устройство успешно снизило вибрации и вращение, ,0 что повысило стабильность снижения посадочных аппаратов и благоприятные условия посадки на поверхность на скорости менее 8 м/с.
     Тем временем на каждом аппарате контейнер с аэростатом отстыковался от верхней полусферы на высоте 62 км в процессе развертывания вытяжного парашюта. На высоте 57 км раскрылся основной парашют. На 55 км началось заполнение оболочки аэростата гелием. Когда аэростат был надут полностью, на высоте 53 км отделился основной парашют. На высоте 50 км были сброшены гелиевые баллоны системы наполнения и балласт, после чего аэростат поднялся до 54 км, оказавшись в среднем облачном слое, как это было найдено по результатам нефелометрических измерений на предыдущих аппаратах «Венера», и гондола развернулась для проведения измерений.
     Посадочные аппараты
     Посадочный аппарат «Вега-1» совершил посадку на 7,11° с. ш. и 177,48° в.д., немного севернее восточной части Земли Афродиты, лежащей на (0,6 +/-0,1) км ниже среднего радиуса Венеры. Посадка произошла 11 июня 1984 года в 03:02:54 по Всемирному времени, чему соответствовали 0:24 местного венерианского времени, когда зенитный угол Солнца составлял 169,3°. Измеренная температура на поверхности оказалась равной 476 °С, давление 97 бар, что отвечало значениям на уровне поверхности ниже среднего. Передача завершилась через 20 минут после посадки, чтобы сберечь энергию на пролетной космической станции, солнечные батареи которой не были в это время направлены на Солнце и чтобы убедиться в готовности станции к последующему маневру коррекции траектории.
     На высоте 17 км посадочный модуль «Вега-1» испытал влияние электрических импульсов, а данные доплеровских измерерий показали, что аппарат резко сместился вверх. Это воздействие запустило акселерометр, который должен был включиться только при контакте с поверхностью, вызвав преждевременное включение программы по обеспечению последовательности операций, которые должны были начаться только на поверхности, в том числе развертывание и запуск бура и рентгеновского спектрометра. Поскольку прибор для рентгеновского анализа грунта отказал еще на предполетных испытаниях и не было никакой надежды на его успешную работу, произошедший сбой в атмосфере не имел никакого значения. «Венера-11»-«Венера-14» и четыре американских зонда также испытывали электрические аномалии в диапазоне высот от 12 до 18 км, в то время как «Венера-9», «Венера-10» и «Вега-2» их избежали. Причина этих аномалий осталась неизвестной.
     Посадочный аппарат «Вега-2» совершил посадку на 7,52° ю. ш. и 179,4° в.д. в 1500 км юго-восточнее «Веги-1» на (0,1 ±0,1) км выше среднего радиуса Венеры. Это произошло 15 июня 1984 года в 03:00:50 по Всемирному времени, что на Венере соответствовало 1:01 местного времени при зенитном угле Солнца 164,5°. Температура поверхности была равна 462 °С, а давление составило 90 бар. Так же, как и в случае «Веги-1», передача данных на ретранслятор пролетного аппарата прекратилась через 22 минуты после посадки с целью экономии энергии пролетного космического аппарата. В ходе снижения никаких аномалий не наблюдалось, и запланированные операции на поверхности были выполнены.
     Аэростаты
     Оба аэростата «Вега» успешно развернулись в анти-солнечной точке, т.е. в местную полночь, и начали дрейф со скоростью ветра на высоте около 53 км, где давление составляло 0,5 бар, в центральной зоне трех облачных слоев. Благодаря преимущественно зональным ветрам они дрейфовали по долготе в атмосфере на ночной стороне планеты со средней скоростью около 250 км/ч в течение 30 часов до пересечения утреннего терминатора. Широтных измерений провести не удалось, и предположили, что аэростаты оставались на постоянной широте, 8° с. ш. в случае «Веги-1» и 7° ю. ш. в случае «Веги-2». Каждый аэростат вел передачу в течение 46,5 часов, пока не разрядились аккумуляторы. Потеря сигнала произошла ранним венерианским утром, когда аэростаты пролетели 10000 км, что составляло около трети окружности планеты. Они продолжали безмолвный полет на дневную сторону, где они в конце концов погибли из-за перегрева, когда взорвались их оболочки.

Научные результаты исследований Венеры

     Посадочные аппараты на участке спуска
     Проблемы с телеметрией не позволили «Веге-1» передать данные о температуре во время снижения. Данные «Веги-2» свидетельствовали о наличии резкой температурной инверсии на высоте 62 км с минимальной температурой -20 °С. Измерения при помощи оптического спектрометра на высотах между 63 и 30 км подтвердили данные о структуре атмосферы, полученные в предыдущих программах, в частности наличие третьего слоя облаков. Но и на этот раз, как и в измерениях на «Венере-8», четкой нижней границы облачного слоя обнаружено не было. Измерения размеров аэрозольных частиц проводились до 47 км, и результаты этих измерений оказались полностью в согласии с ранее полученными данными нефелометрических измерений на советских посадочных аппаратах «Венера» и американских зондах «Пионер-Венера», подтвердив наличие по меньшей мере двух слоев с частицами разных размеров. Измерения «Веги-1» и «Веги-2», находившиеся в согласии друг с другом и с результатами предыдущих измерений, свидетельствовали о том, что облачные слои очень похожи друг на друга в разных точках спуска аппаратов в атмосфере, за исключением самого верхнего слоя, в котором «Вега-2» обнаружила менее плотный аэрозоль, чем «Вега-1». Частицы наименьшего размера (мода 1) могли состоять из алюминия и/или хлорида железа. В то же время 80% частиц большего размера и сферической формы (мода 2) с показателем преломления 1,4 соответствовали серной кислоте, а оставшиеся 20% частиц с показателем преломления 1,7 соответствовали твердой сере. Наибольшее число облачных частиц было зарегистрировано в диапазоне от 58 до 50 км. Приборы «Веги» были нечувствительны к частицам облаков наибольшего размера (мода 3), впервые обнаруженных нефелометрами «Венеры-9 и -10» и подтвержденных измерениями на зондах «Пионер-Венера».
     Хроматографы «Веги-1» и «Веги-2» и масс-спектрометр «Веги-1» впервые непосредственно in situ зарегистрировали серную кислоту, подтвердив результаты дистанционных измерений и ранее полученные оценки по данным измерений нефелометров и гамма-спектрометров. Они дали информацию о плотности сернокислотных аэрозолей в диапазоне высот от 63 до 48 км, чему соответствовало содержание около 1 миллиграмма серной кислоты на кубический метр. Масс-спектрометр «Веги-1» нашел в образце тяжелых частиц наличие триоксида серы (ангидрида серной кислоты) и хлора. К сожалению, масс-спектрометр «Веги-2» вышел из строя. Рентгеновский флуоресцентный спектрометр на «Веге-2» зарегистрировал серу (∼ 1,5 мг/м3), хлор (∼1,5 мг/м3) и железо ((0,2 ±0,1) мг/м3). Он также впервые зарегистрировал фосфор (∼6 мг/м3), возможно в форме фосфорной кислоты, и объяснил причину малого содержания аэрозолей в подоблачном слое с основанием на уровне 33 км. Рентгеновский анализ подтвердил также наличие в аэрозолях железа, вероятно, в форме хлорида железа. Рентгеновский флуоресцентный спектрометр на «Веге-1» не работал.

Профили содержания хлора, серы и фосфора, по данным измерений при помощи рентгеновского анализатора аэрозолей облаков
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Ультрафиолетовые спектрометры на обоих аппаратах измерили вертикальные профили относительного содержания двуокиси серы, которые в верхних областях в целом согласовывались с дистанционными измерениями и другими данными и спадали до нуля у поверхности. Также была отмечена возможность наличия паров атомарной серы. Ультрафиолетовое излучение Солнца полностью поглощалось ниже 10 км, хотя, возможно, причиной такого результата были аэрозоли, осевшие на прибор. По данным измерений при помощи гигрометра содержание водяных паров от величины 0,15% на высотах от 60 до 55 км снизилось на порядок на высотах от 30 до 25 км. Тот факт, что столь большое содержание воды было несовместимо с другими измерениями, мог означать, что на показания прибора могли оказать влияние другие составляющие атмосферы. Профиль водяных паров на Венере остался плохо определенным.

     Посадочные аппараты на поверхности
     Посадочный аппарат «Вега-1» выполнил анализ грунта при помощи гамма-спектрометра. Однако бур на этом аппарате вышел из строя и рентгеновский анализ грунта осуществить не удалось. На «Веге-2» гамма-спектрометр, бур и рентгенофлуоресцентный спектрометр отработали в соответствие с программой и позволили получить важные научные результаты.
     Результаты элементного анализа грунта на «Веге-2» при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра (в виде окислов):

 кремний
47%
 титан
0,2%
 алюминий
16%
 железо
8,5%
 марганец
0,14%
 магний
11 %
 кальций
7,3%
 калий
0,1%
 сера
4,7%
 хлор
< 0,3%

     Этот анализ показал, что породы Венеры обеднены железом и магнием, но богаты кремнием и алюминием и что состав близок к возвышенным областям на поверхности Луны. Очень высокое содержание серы могло служить индикатором более древних пород.
     Результаты измерений содержания естественных радиоактивных элементов при помощи гамма-спектрометра:

Элемент
Содержание, %
 
«Вега-1»
«Вега-2»
 Калий
0,45 ± 0,22
0,40 ± 0,20
 Уран
0,64 ± 0,47
0,68 ± 0,38
 Торий
1,5 ± 1,2
2,0 ± 1,0

     Значения для калия, урана и тория были близки к полученным ранее «Венерой-9» и «Венерой-10», в отличие о «Венеры-8», которая показала значительно более высокую концентрацию этих элементов.

     Аэростаты
     Первая попытка запуска аэростата в атмосферу другой планеты оказалась успешной. Были проведены первые измерения атмосферы по горизонтали, дополнившие данные многочисленных измерений вертикальных профилей, полученных спускаемыми и посадочными аппаратами. Температура на пути дрейфа аэростата «Веги-1» была постоянной и равнялась 40 °С. Она была на 6 °С холоднее по сравнению с измеренной на аэростате «Веги-2». Атмосфера оказалась более турбулентной, чем ожидалось. Временами аэростаты попадали в нисходящие потоки и опускались со скоростями от 1 до 3 м/с на сотни метров, а иногда до нескольких километров. Вскоре после восхода Солнца, пролетая над возвышенностью Земли Афродиты, аэростат «Веги-2» нырнул более чем на 3 км до уровня с давлением 0,9 бар, очень близким к нижнему пределу его зоны плавучести, прежде чем снова подняться. Аэростат «Веги-1» обнаружил особенно сильную турбулентность в начале, а затем еще одну ближе к концу дрейфа.

Высотный профиль дрейфа аэростата «Веги-1» (согласно Дону Митчеллу)
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

Высотный профиль дрейфа аэростата «Веги-2» (согласно Дону Митчеллу)
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Нефелометр на аэростате «Веги-2» вышел из строя, а данные измерений нефелометра на аэростате «Веги-1» было трудно интерпретировать из-за проблем с калибровкой. Но в целом его показания, похоже, находились в согласии с данными измерений нефелометров на посадочных аппаратах «Венера». Они позволяли считать, что средний облачный слой, в котором дрейфовали аэростаты, является однородным в горизонтальном направлении и не имеет разрывов. Фотометры при движении к утреннему терминатору отметили несколько вариаций уровня освещенности, которые могли быть обусловлены неоднородностью структуры нижележащих облаков. Хотя было отмечено несколько световых вспышек, надежных свидетельств того, что они были связаны с молниями, получено не было. «Вега-1» пересекла утренний терминатор и вышла на дневную сторону планеты через 34 часа дрейфа, и ее фотометр зарегистрировал зарю за 2 часа до восхода. Фотометр «Веги-2» не функционировал нормально, и его данные при пересечении терминатора ненадежны. Анемометры зарегистрировали нисходящие потоки со скоростью 1 м/с. По данным доплеровских измерений, сетью VLBI скорость горизонтального ветра на высоте дрейфа достигала 240 км/ч, в согласии с хорошо известным» данными о суперротации атмосферы. Были получены оценки атмосферной турбулентности. В целом научные результаты полетов аэростатов оказались более чем скромными, не было получено никакой принципиально новой информации о свойствах атмосферы и облаков. Как и ожидалось, отказ от программы запуска больших аэростатов не позволил подробно изучить химические процессы на Венере, что непосредственно связано с ключевыми проблемами происхождения, эволюции и формирования природных условий на планете.

Научные результаты исследований кометы Галлея

     Исследования кометы Галлея были не только научным, но также и культурным, а отчасти и политическим явлением. Проект был направлен прежде всего на получение изображения ядра кометы, и эта цель советской программы «Вега» была известна заранее. На этом фоне часть проекта «Вега» по исследованию Венеры оставалась почти незамеченной вне научных кругов - весь мир ожидал и предвкушал зрелищные наблюдения кометы Галлея с космического аппарата. Специалисты в НПО им. Лавочкина хорошо понимали, что предстоит выполнить программу возможно более сложную, чем блестяще осуществленные ими ранее космические миссии.

Появились первые изображения кометы Галлея
ВЕГА-1 и ВЕГА-2

ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Космический аппарат «Вега-1» приблизился к комете Галлея в начале марта 1986 года со встречного направления, так что относительная скорость встречи достигала 79,2 км/с. Заключительная коррекция траектории была проведена 10 февраля. Сканирующая платформа аппарата 14 февраля сориентировалась на комету и начала слежение за ней. Изображения, снятые с большого расстояния 4 и 5 марта, продемонстрировали работоспособность телекамеры. 6 марта, в день наибольшего сближения с кометой, впервые в ИКИ было устроено шоу, на котором была представлена мировая пресса, нарушившая обычную деловую обстановку беспорядочной суетой людей, жаждущих поскорее узнать о результатах этой советской космической программы. Присутствовало, в частности, телевидение и средства массовой информации США, а Роальд Сагдеев и Карл Саган давали восторженные комментарии. Участие Сагана как комментатора полета космической станции в режиме реального времени как бы подчеркивало тот факт, что перестройка стала реальностью. «Вега-1» переключилась на высокоскоростную телеметрию за 2 часа до максимального сближения и сделала более 500 фотографий в течение 3 часов наблюдений за кометой. Полученные снимки выглядели переэкспонированными и нечеткими. Было трудно выделить ядро среди очевидных пыльных струй. Но и это вызвало восторги и аплодисменты в комнате ИКИ, предназначенной для прессы. Изображения и другие данные измерений поступали еще на протяжении 2 дней.

Снимки кометы Галлея аппаратом АМС Вега-1
ВЕГА-1

     «Вега-2» сблизилась с кометой на 3 дня позже на взаимной скорости 76,8 км/ч. Ей не потребовалась финальная коррекция траектории, но за 30 минут до сближения 9 марта она напугала специалистов произошедшим сбоем навигационной системы. Однако космический аппарат был быстро переключен на резервную систему и наблюдения прошли так, как было запланировано. Ко времени окончания наблюдений 11 марта было передано более 700 изображений.

Изображение кометы Галлея, полученное «Вегой-2»
ВЕГА-2

     Изображения кометы Галлея выявили ядро в форме картофелины размером 14x7 км с очень низким альбедо (4%), периодом собственного вращения 53 часа и по меньшей мере с пятью пылевыми струями, которые можно было наблюдать на солнечной стороне. Бортовые приборы обеих станций провели пионерские измерения плазменных полей в окрестности кометы и определили характер взаимодействия солнечного ветра с истекающими кометными газами. Некоторые из составляющих газа были отождествлены и измерены. Размер и поток частиц пыли сильно изменялись в процессе пролета станции внутри струй пыли и газа и между ними. Во время наблюдений пострадали несколько оптических приборов, а солнечные батареи были сильно повреждены механическими ударами частиц пыли и электрическими разрядами, обусловленными кометной плазмой.

Изображение кометы Галлея, полученное «Вегой-2» (обработка Тед Стрык)
ВЕГА-2

     Инфракрасный спектрометр «Веги-2» вышел из строя из-за утечки в криогенной системе. Инфракрасный спектрометр «Веги-1» получил ошибочную команду, которая перевела его в режим калибровки на 30 минут как раз на момент максимального сближения, и он сообщил только данные, полученные с гораздо больших расстояний. Была, в частности, зарегистрирована полоса С-Н углеводородов. Тот факт, что температура ядра лежала в пределах от 300 до 400 К, означал, что на поверхности кометы имеется изолирующий слой. Пыль и газ истекали сквозь трещины в поверхностной корке, образующиеся при нагревании ядра, что вызывает вынос находящихся внутри легкоиспаряющихся веществ. Трехканальный спектрометр «Веги-1» был выведен из строя сбоем в электрической цепи. Аналогичное устройство на «Веге-2» лишилось ультрафиолетового канала, но ему тем не менее удалось зарегистрировать в газовой оболочке кометы - воду, двуокись углерода, аммиак, гидроксильные и цианистые радикалы, а также различные продукты фотодиссоциации углеводородов и другие органические вещества. Был сделан вывод, что главными компонентами истекающих газов была вода, содержащая молекулы окиси углерода и двуокиси углерода, а также радикалы как продукты фотодиссоциации и атомарные водород, кислород и углерод.


     Анализ пыли в струях выявил частицы от субмикронного до микронного размера, состав которых менялся от металлического до силикатного и углеродистого. Масс-спектрометр, изучавший пыль, собрал данные о трех типах веществ: очень схожих с углистыми хондритами, содержащих углерод и азот и содержащих воду и твердую двуокись углерода. Наличие углистых хондритов подкрепляло представление о кометах как о телах, содержащих в составе самое примитивное вещество в Солнечной системе.

ВЕГА-1 и ВЕГА-2

     Так завершилась еще одна из серии наиболее комплексных и успешных программ в истории автоматических планетных исследований того времени, ставшая возможной благодаря дерзновенным усилиям замечательной плеяды ученых и инженеров, создавших за два предшествующих десятилетия уникальные лунно-планетные автоматы-роботы. Программа «Вега» выросла на волне этих достижений и укрепила лидирующие позиции СССР в этой области. Но это положение оказалось печально кратковременным и позднее было забыто.
ИСТОЧНИК:
М.Я. МАРОВ и У.Т.ХАНТРЕСС,
"Советские роботы в Солнечной системе"
НПО им. Лавочкина

2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru