В связи с изменением баллистических условий для полета к Венере в 1978 году была выбрана пролетно-десантная схема. До момента сброса спускаемого аппарата баллистиче-ская схема полета КА серии 4В1 полностью повторяет схему полета КА серии 4В ('Вене-ра-9' и 'Венера-10').
После прохождения этапов выведения на опорную орбиту ИСЗ и старта с нее в направ-лении Венеры КА серии 4В1 выводится на попадающую траекторию первого полувитка (угловая дальность перелета меньше 180 градусов).
На трассе перелета проводятся две коррекции: одна - через 20-40 суток после старта, а другая - за 10-20 суток до подлета к Венере. С помощью первой коррекции исправляются ошибки выведения, а с помоѓщью второй корректируется высота перицентра подлетной гиперболы и наклонение орбиты, а также район посадки спускаемого аппарата.
За 30 суток до разделения орбитального и спускаемого аппаратов включается заряд свинцово-цинковой батареи спускаемого аппарата. Кроме того, проводится захолаживание спускаемого аппарата, что позволяет увеличить продолжительность функционирования на поверхности планеты.
За двое суток до подлета к планете производится разделение орбитального и спускаемого аппаратов, после чего включается двигатель 11Д425А для увода орбитального аппарата на пролетную траекторию.
Продолжительность перелета - 107 суток.
Спускаемый аппарат входит в атмосферу Венеры со скоростью 11,2 км/с. При снижении до высоты 62-67 км и уменьшении величины проѓдольной перегрузки до значения nх= -2 вводится парашютная система, причем последовательно срабатывают вытяжной парашют площадью 1,4 м2 и парашют увода верхней полусферы спускаемого аппарата площадью 6 м2.
Спуск на парашюте увода осуществляется в течение 10-14 секунд, после чего по команде ПВУ производится разъединение (с применением пиротехнических устройств) полусфер теплозащитной оболочки. За счет аэродинамического воздействия верхняя полусфера отделяется с парашютом от СА, при этом вводится тормозной парашют площадью 24 м2. В этот момент включается телеметрическая система спускаемого аппарата и научные приборы. Через 3-5 секунд после ввода тормозного парашюта происходит отделение нижней полусферы теплозащитной оболочки. Одновременно с этим включается передатчик СА. Тормозной парашют обеспечивает плавное снижение спускаемого аппарата в облачном слое Венеры в течеѓние 9-10 минут. Фактически тормозной парашют исполняет функции основного.
В области нижней границы облачного слоя на высоте 46-48 км тормозной парашют отделяется, и дальнейший спуск ПА осуществляется на аэродинамическом тормозном щитке. Этап спуска на тормозном щитке заканчивается посадкой на поверхность. В зависимости от давления атмосферы в месте посадки расчетная посадочная скорость аппарата составляет 7,3-8,5 м/сек, а полное время спуска 58-70 минут.
Поскольку из состава парашютной системы исключен трехкупольный основной парашют площадью 180 м2, общее время спуска аппарата в атмосфере уменьшилось по сравнению с 'Венерой-9, 10' на 15 минут.
После мягкой посадки на поверхность, через 32 секунды после достижения контакта, начинается одновременная работа грунтозаборного устройства и телефотометров. Передача телевизионного изображения, чередующаяся со вставками телеметрической информации и цифрового массива с результатами проведения анализа грунта, продолжается до пропадания радиосвязи.
По окончании выполнения главной задачи экспедиции - исследования Венеры - ОА продолжает полет по гелиоцентрической орбите, передавая на Землю научную информацию о межпланетном пространстве.
- Назначение планетные исследования
- Статус выведен из эксплуатации,
- Объект исследований Венера
- Дата запуска 09.09.1978 г., 14.09.1978 г. (соответственно)
- Космодром Байконур
- Средства выведения Ракета-носитель 'Протон-К'
- Масса аппарата 4447,3 кг, 4457,9 кг (соответственно)
- Рабочая орбита орбита Венеры
- доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры;
- репортажная передача, транслируемая на ОА в процессе спуска СА в атмосфере, содержащая результаты измерений ее основных физико-химических параметров (давления, температуры, химического состава атмосферы, содержания в ней влаги), результаты исследований облачного слоя, атмосферных грозовых электроразрядов;
- осуществление посадки ПА на поверхность планеты, на ее дневную сторону;транслируемая на ОА передача телефотометрических изображений поверхности в месте посадки и результатов проведения непосредственного анализа грунта;
- ретрансляция с ОА на Землю результатов выполнения научной программы ПА;
- проведение с помощью ОА исследований околопланетного и межпланетного пространства при движении по пролетной траектории. Основные научные эксперименты, проводимые в месте посадки - получение цветных фотопанорам поверхности Венеры, а также забор образцов грунта и их физико-химический анализ.
Оба космических аппарата серии 4В1 (КА 'Венера-11, -12') успешно прошли всесторонние наземные испытания и стартовали с космодрома Байконур в сентябре 1978 года.
КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 'ВЕНЕРА-11'
Общая масса КА 'Венера-11' составила 4447,3 кг. Масса спускаемого аппарата -1645 кг, а масса посадочного аппарата на поверхности Венеры - 750 кг. Корректирующая двигательная установка 'Венеры-11' была заправлена 687,4 кг топлива: 241,9 кг горючего и 445,5 кг окислителя.
Старт ракеты-носителя 'Протон-К' с КА 'Венера-11' произведен с космодрома Байконур 9 сентября 1978 года в 6 часов 25 минут 39,5 секунды. Старт к Венере осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты высотой 177 на 159,6 км. Масса головного блока на опорной орбите составила 19833,1 кг. Импульс второго включения двигателя блока ДМ, обеспечивший выведение станции 'Венера-11' на межпланетную траекторию, составил 3887,42 м/с. В 7 часов 51 минуту 37,8 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.
В первом же сеансе связи произошел сбой только что построенной постоянной солнечной ориентации в момент раскрытия антенн метрового и дециметрового диапазонов. Она почти тут же была восстановлена, а уже 12 сентября КА переведен в режим постоянной солнечно-звездной ориентации.
По результатам траекторных измерений с целью парирования ошибок выведения 16 сентября 1978 года проведена первая коррекция траектории КА 'Венера-11'. Импульс коррекции составил 9,42 м/с. Двигатель проработал на малой тяге 5,5 секунды, затратив на коррекцию 20,2 кг топлива.
С первых же минут полета произошел отказ основной и резервной ступеней вентилятора холодного контура спускаемого аппарата (вентилятор приборного контейнера ПА продолжал работать), вследствие чего обычная схема захолаживания СА стала невозможной. Чтобы как-то компенсировать радиационный нагрев спускаемого аппарата, почти на месяц раньше запланированного срока (17 октября) была закрыта шторка радиационного нагревателя СА. Другой мерой стал отворот от Солнца на 40 градусов путем перехода в так называемое 'косое' ПСЗО. Все это позволило снизить температуру в СА на момент разделения до 12њС при норме -10 - -15њС.
Стоит также отметить, что баллистические условия в течение почти всего перелета 'Венеры-11' оказались таковы, что было невозможно поддерживать постоянную трехосную ориентацию по Солнцу и звезде. Для воспроизведения магнитофонов в отдельных сеансах строилась трехосная ориентация по Солнцу и Земле, но по окончании сеанса аппарат снова переводился в режим ПСО. Только в начале декабря КА был переведен в режим постоянной солнечно-звездной ориентации.
В ходе межпланетного перелета проводились исследования солнечного ветра и космических источников гамма-излучения.
23 сентября 1978 года произошла солнечная вспышка, зафиксированная научными приборами КА, но которая, однако, не повлияла на работоспособность бортовых систем КА. Еще одна вспышка произошла 2 октября 1978 года.
17 декабря 1978 года проведена вторая коррекция, которая незначительно подправила параметры траектории полета 'Венеры-11': импульс составил 2,02 м/с.
За двое суток до подлета к Венере, 23 декабря, прошло разделение ОА и СА 'Венеры-11' и выполнен маневр увода ОА на пролетную траекторию. Эти операции также прошли штатно, причем импульс увода составил ~213 м/с.
Время перелета 'Венеры-11' составило 107 суток.
25 декабря 1978 года спускаемый аппарат 'Венеры-11' вошел в атмосферу со скоростью 11,2 км/с (угол входа -18њ). После аэродинамического торможения в атмосфере, длившегося 35 секунд, и снижения на тормозном парашюте до высоты 46 км аппарат продолжил спуск с использованием тормозного устройства. Посадочный аппарат 'Венеры-11' совершил мягкую посадку на поверхность Венеры. При этом продолжительность спуска на тормозном щитке составила 52 минуты 58 секунд, а общее время спуска в атмосфере составило 62 минуты 41секунду. Информация с места посадки в течеѓние 95 минут передавалась на пролетный аппарат, миниѓмальное расстояние от которого до поверхности планеты составило 34370 км.
Во время спуска аппарата с высоты 62 км до поверхности планеты с помощью установленных на борту научных приборов проводились эксперименты по тонкому химическому анализу состава атмосферы и облаков, спектральному анализу рассеянного в атмосфере солнечного излучения, изучению электрических разрядов в атмосфере планеты. Кроме того, проводились измерения температуры, давления и аэродинамических перегрузок.
Хотя для приема информации со спускаемого аппарата был специально разработан типовой сеанс ?7 с разворотами на гироплатформе, но на самом деле выполнять развороты не потребовалось. При пролете был включен типовой сеанс ?6П, в котором обошлись без гироплатформы, но аппарат переводился на время сеанса из режима ПСЗО в режим РС с повышением точности ориентации с +1њ до +30 угловых минут.
К моменту окончания приема информации с посадочного аппарата 'Венеры-11' температура в приборном контейнере превысила величину 70њС, однако аппаратура продолжала работать.
После выполнения главной задачи экспедиции - исследования Венеры - 'Венера-11' продолжала полет по гелиоцентрической орбите, передавая на Землю научную информацию о межпланетном пространстве.
Для проведения советско-французского эксперимента по локализации гамма-всплесков с максимально большой базой измерений были задействованы два одновременно выполняющих полет к Венере космических аппарата - 'Венера-11' и 'Венера-12'. С этой целью были скорректированы полетные траектории обоих аппаратов. При этом коррекция траектории 'Венеры-11' проведена 7 февраля 1979 года, а чуть раньше, 5 февраля 1979 года, - 'Венеры-12'. Были израсходованы практически все запасы топлива; импульс каждой коррекции составил ~350 м/с.
По мере удаления от Солнца начали неустойчиво работать солнечные датчики системы ориентации. В результате такого сбоя 'Венера-11' перешла в режим гироскопической стабилизации. 1 февраля 1980 года с ней был проведен последний сеанс связи, а 8 февраля аппарат на команды с Земли не откликнулся. Одна из возможных причин - плохое качество 'закрутки' вследствие разбалансированности аппарата после сброса СА и 'выжигания' почти всего топлива. В результате, средний ток солѓнечной батареи стал меньше тока нагрузки, и батарея разрядилась.
КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ 'ВЕНЕРА-12'
Общая масса КА 'Венера-12' составила 4457,9 кг. Масса спускаемого аппарата - 1645 кг, масса посадочного аппарата на поверхности Венеры - 750 кг. Корректирующая двигательная установка 'Венеры-12' заправлена 685,3 кг топлива: 237,7 кг горючего и 447,7 кг окислителя.
Старт ракеты-носителя 'Протон-К' с КА 'Венера-12' произведен с космодрома Байконур 14 сентября 1978 года в 5 часов 25 минут 13 секунд. Старт к Венере осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты высотой 185 на 163 км. Масса головного блока на опорной орбите - 19826,05 кг. Импульс второго включения двигателя блока ДМ, обеспечивший выведение 'Венеры-12' на межпланетную траекторию, составил 3962,54 м/с. В 6 часов 53 минуты 49,8 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.
В первых сеансах бортовая аппаратура функционировала штатно. Однако при построении режима трехосной ориентации 17 сентября точный солнечный прибор не сформировал признака поиска звезды. В те же сутки режим ПСЗО был построен на другом комплекте солнечного прибора.
21 сентября 1978 года была проведена первая коррекция траектории 'Венера-12'. Импульс коррекции составил 13,22 м/с, при этом двигатель проработал на малой тяге 7,2 секунды. Расход топлива - 25,1 кг.
Во время перелета произошел отказ одного из телеметрических магнитофонов, что привело к необходимости более частого воспроизведения информации с оставшегося магнитофона.
В ходе межпланетного перелета с помощью научной аппаратуры ОА проводились исследования солнечѓного ветра и космических источников гамма-излучения.
КА 'Венера-12' летел по более короткой, чем 'Венера-11', траектории (время перелета - 98 суток) и приблизился к цели полета первым.
17 ноября 1979 года была закрыта шторка радиационного нагревателя спускаемого аппарата, а 28 ноября проведено первое пробное захолаживание приборного отсека спускаемого аппарата с целью продления сроков активного существования ПА на венерианской поверхности.
9-10 и 13-14 декабря проведены еще два пробных захолаживания, после чего за сутки до разделения 18 декабря 1978 включено штатное захолаживание, позволившее в итоге снизить температуру в СА до -12,3њС. К моменту входа спускаемого аппарата в атмосферу температура в отсеке поднялась до 5њС.
К этому времени была уже заряжена химическая батарея СА и 14 декабря проведена коррекция траектории. Поскольку 'Венера-12' была нацелена на планету достаточно точно, импульс коррекции составил всего лишь 2,37 м/с.
19 декабря, за двое суток до входа в атмосферу Венеры, от КА отделился спускаемый аппарат, а ОА был переведен на пролетную траекторию. Импульс увода составил 212,83 м/с. Спускаемый аппарат продолжал движение по попадающей траектории и спустя двое суток вошел в атмосферу Венеры со скоростью 11,2 км/с и углом входа -19њ.
После аэродинамического торможения в атмосфере, длившегося 35 секунд, и снижения на тормозном парашюте до высоты 46 км аппарат продолжил спуск с использованием тормозного устройства. Интервал от сброса тормозного парашюта до касания поверхности составил 52 минуты 11 секунд, а общее время спуска в атмосфере с условной высоты входа 125 км до момента посадки составило 61 минуты 53 секунды. Во время спуска аппарата с высоты 62 км до поверхности планеты с помощью установленных на борту научных приборов проводились эксперименты по тонкому химическому анализу состава атмосферы и облаков, спектральному анализу рассеянного в атмосфере солнечного излучения, изучению электрических разрядов в атмосфере планеты. Кроме того, проводились измерения температуры, давления и аэродинамических перегрузок.
21 декабря 1978 года спускаемый аппарат 'Венеры-12' совершил мягкую посадку и в течение 110 минут передавал с поверхности планеты научную информацию, которая ретранслировалась на Землю ОА 'Венера-12', совершавшим в это время пролет на высоте ~ 34 000 км. При пролете был включен типовой сеанс ?6П.
После выполнения главной задачи экспедиции - исследования Венеры - ОА 'Венеры-12' продолжил полет по гелиоцентрической орбите, передавая на Землю научную информацию о межпланетном пространстве.
Для проведения советско-французского эксперимента по локализации гамма-всплесков с максимально большой базой измерений были задействованы два одновременно выполняющих полет к Венере космических аппарата - 'Венера-11' и 'Венера-12'. С этой целью были скорректированы полетные траектории обоих аппаратов. При этом коррекция траектории 'Венеры-11' проведена 7 февраля 1979 года, а чуть раньше, 5 февраля 1979 года, - 'Венеры-12'. Были израсходованы практически все запасы топлива; импульс каждой коррекции составил ~350 м/с.
Спустя 1,5 года после запуска для 'Венеры-12' представилась возможность исследовать только что открытую комету Брэдфилда, пусть и с большого расстояния. 13 февраля 1980 года был включен сеанс, в ходе которого 'Венера-12' развернулась с помощью гироплатформы и провела исследование кометы. В это время 'Венера-12' пересекала орбиту Земли, то есть была на расстоянии 150 млн. км от Солнца, а комета находилась внутри орбиты Венеры, то есть как минимум на 50 млн. км ближе к Солнцу. Хотя комплекс научной аппаратуры не был предназначен для изучения комет, ультрафиолетовый спектрометр ДУМС-1 позволил получить спектр кометы Брэдфилда. Сеанс исследования кометы Брэдфилда был повторен 17 марта 1980 года.
В середине апреля 1980 года из-за большой удаленности от Солнца, достигшей расстояния 174 млн. км, произошел сбой трехосной ориентации, и аппарат перешел в режим 'закрутки' (ГС). Последствия оказались такими же, как и в случае с 'Венерой-11', - после сеанса, проведенного 18 апреля 1980 года, войти в связь с 'Венерой-12' больше не удалось.
РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕТА
В экспедициях КА 'Венера-11, -12' ЛКИ выполнены в части доставки посадочных аппаратов в заданные районы на поверхности Венеры и получения информации с них, ретранслируемой через соответствующие орбитальные аппараты, на Землю.
Вместе с тем не обеспечено выполнение основных научных задач - не получены фото-панорамы и информация о составе грунта в месте посадки. Анализ показал - не отстрелились обе крышки телефотометров, которые были доработаны после полета 'Венеры-9' и 'Венеры-10', на каждом из посадочных аппаратов. Кроме того, также на обоих аппаратах, произошел прорыв внешней атмосферы в вакуумную полость грунтозаборного устройства ВБ01, в результате чего грунт не был подан к блоку детектирования. Не получены данные по работе прибора ПрОП, поскольку его работа оценивалась по передаваемому снимку.
Информации с прибора БДРА ПА 'Венеры-11' получено не было вследствие преждевременного обнуления памяти прибора, а с БДРА ПА 'Венеры-12' она оказалась плохого качества. Не было информации и с прибора 'Сигма', а также с прибора ИОАВ после посадки ПА 'Венера-11'. Не работал прибор МНВ-78-2 на ПА 'Венеры-12'.
ТЕХНИЧЕСКАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НОВИЗНА
В полете КА 'Венера-11, -12' отработана пролетно-десантная схема исследовательской экспедиции к Венере. Посадочные аппараты осуществили мягкую посадку на поверхность планеты в намечаемых районах. Орбитальные аппараты, выведенные на пролетную траекторию, обеспечили прием и ретрансляцию на Землю информации, получаемой каждым со своего посадочного аппарата, в том числе, в течение 95 минут с места посадки ПА 'Венеры-11' и 110 минут с места посадки ПА 'Венеры-12'.
НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Измерениями с помощью научных приборов было установлено, что наряду с основной составляющей CO2 в атмосфере Венеры имеется значительное количество азота (около 5%). Масс-спектрометр обнаружил также в незначительных количествах водяной пар, хлор, серу и их соединения. Изотопный состав углерода примерно соответствует земному. Зарегистрированы изотопы аргона, неона и криптона.
С помощью газового хроматографа были проведены анализы проб из атмосферы Венеры. Они свидетельствуют о присутствии в атмосфере, кроме СО2 (основная составляющая), целого ряда газов - азота (несколько процентов), аргона (~10-2%), угарного газа (несколько тысячных долей %). Присутствуют также сернистые соединения.
Анализ информации, полученной с помощью нефелометра, подтвердил вывод, сделанный по результатам нефелометрических измерений спускаемых аппаратов 'Венера-9' и 'Венера-10', о расположении нижней границы облаков на высоте около 48-49 км.
Анализ некоторых результатов, полученных в эксперименте по исследованию электрической активности атмосферы Венеры ('Гроза'), дал следующие сведения: электрические разряды происходят в облачном слое; их энергия примерно такая же, как у молний в атмосфере Земли, но частота следования разрядов намного выше и достигает 30 раз в секунду.
В месте посадки ПА 'Венеры-11' температура и давление у поверхности составили, соответственно, 462њС и 92 атмосферы. В месте посадки ПА 'Венера-12' (на расстоянии около 800 км от места посадки ПА 'Венеры-11') температура и давление у поверхности составили, соответственно, 470њС и 90 атмосфер.
13 февраля 1980 года был включен сеанс, в ходе которого 'Венера-12' провела исследование кометы Брэдфилда. С помощью ультрафиолетового спектрометра ДУМС-1 получен ее спектр. Сеанс исследования кометы Брэдфилда был повторен 17 марта 1980 года.