Межпланетная станция Вега

Вега — советские автоматические межпланетные станции, предназначенные для изучения Венеры и кометы Галлея. Были изготовлены два идентичных аппарата, которые в 1984-1986 гг. успешно выполнили свою миссию, в частности, впервые провели изучение венерианской атмосферы с помощью аэростатов .

Характеристики аппаратов

Аппарат 'Вега'

Общая масса станции в полностью снаряженном состоянии составляла 4920 кг. Станции серии 'Вега' состояли из двух частей — пролетного модуля, массой около 2,5 тонн, и спускаемого аппарата, массой около двух тонн. Спускаемый аппарат, в свою очередь, подразделялся на посадочный модуль и аэростатный атмосферный зонд.

Данные с посадочных модулей ретранслировались на Землю через пролетные аппараты, а с аэростатных зондов — непосредственно на 60-70-метровые антенны, расположенные на территории ряда государств, в том числе СССР и США.

Пролетный модуль 'Веги'

На пролетном модуле были установлены следующие научные приборы:

• телевизионная система;
• инфракрасный спектрометр;
• трехканальный спектрометр 0,3-1,7 мкм.
• пылеударный масс-спектрометр для исследования химического состава пылевых частиц;
• три счетчика пылевых частиц;
• магнитомер;
• спектрометр кометной плазмы;
• спектрометр энергичных частиц;
• измеритель нейтрального газа;
• анализатор плазменных волн высокочастотный;
• анализатор плазменных волн низкочастотный.

Посадочный модуль 'Веги'

Посадочный модуль был оборудован следующими научными приборами:

• датчики для измерения температуры и давления атмосферы;
• спектрофотометр для исследования атмосферы Венеры;
• газовый хроматограф для изучения химического состава атмосферы и облачного слоя Венеры;
• прибор для изучения элементного состава аэрозоля облаков;
• спектрометр для получения данных об аэрозольном слое облаков Венеры;
• масс-спектрометр для исследования облаков;
• измеритель влажности для определения содержания водяных паров в атмосфере;
• спектрометр с грунтозаборным устройством для рентгенофлюоресцентного анализа состава пород венерианского грунта;
• гамма-спектрометр для определения в венерианских породах содержания естественных радиоактивных элементов — урана, тория, калия;
• прибор для определения физико-механических свойств поверхностного слоя грунта.

Для изучения состава грунта посадочный модуль располагал маленькой буровой установкой.

Аэростатный зонд нес аппаратуру для измерения метеорологических параметров и был оборудован гелиевыми баллонами для многочасового дрейфа в атмосфере.

Изучение Венеры

'Вега-1' и 'Вега-2' стартовали 15 и 21 декабря 1984 года с помощью ракеты 'Протон'.

Через 6 месяцев полета аппараты преодолели 500 млн км и приблизились к Венере. 9 и 13 июня 1985 года от 'Веги-1' и 'Веги-2' были отделены спускаемые аппараты, которые 11 и 15 июня при входе в атмосферу разделились на посадочные модули и аэростатные зонды.

Работа посадочных модулей

В процессе снижения посадочных модулей измерялись характеристики облачного слоя и химического состава атмосферы. Была измерена концентрация серной кислоты в облаках, а также обнаружено присутствие серы, хлора и, вероятно, фосфора. Плотность облаков оказалась невысокой, концентрация была максимальна в двух слоях, имеющих ширину 3 — 5 км и расположенных на высотах 50 и 58 км.

Посадочные модули совершили мягкую посадку на ночную сторону Венеры в районе равнины Русалки.

Посадка модуля 'Веги-2' была впервые совершена в высокогорном районе, поэтому анализ грунта в этом месте представлял особый интерес. После посадки были осуществлены заборы грунта и проведены измерения рентгенофлюоресцентных спектров венерианской породы, которая оказалась близка к оливиновому габбро-нориту.

Гамма-спектрометры обеих АМС, предназначенные для измерения содержания урана, тория и калия в венерианских породах, начали работать во время спуска посадочных модулей на высоте 25 км и функционировали вплоть до окончания работы аппаратов. В обеих точках, где произвели посадку модули, обнаружены породы с относительно невысокими содержаниями естественных радиоактивных элементов.

Работа аэростатных зондов

Аэростатные зонды произвели снижение на парашютах и после наполнения их оболочек гелием начали дрейф в атмосфере планеты на высоте 53-55 км, проводя измерения метеорологических параметров.

Давление на этой высоте составляло 0,5 атм, а температура 40 њC.

Данный облачный слой является наиболее плотным в атмосфере Венеры, и в нем, как предполагалось, наиболее отчетливо должна проявляться суперротация атмосферы Венеры — глобальное вращение атмосферы с востока на запад. Каждый зонд проработал около 46 часов и за это время пролетел под действием ветра около 12 тыс. км со средней скоростью 250 км/ч, измеряя вдоль трассы полета температуру, давление, вертикальные порывы ветра, дальность видимости в облаках, среднюю освещенность и следя за наличием световых вспышек. Первый зонд дрейфовал вдоль экватора в северном полушарии, второй — в южном.

Данные зондов показали наличие очень активных процессов в облачном слое Венеры, характеризующихся мощными восходящими и нисходящими потоками. Когда зонд 'Веги-2' пролетал в районе Афродиты над вершиной высотой 5 км, он попал в воздушную яму, резко снизившись на 1,5 км. Оба зонда обнаружили на ночной стороне вариации освещенности и световые вспышки, то есть грозовые разряды. Аэростатный эксперимент позволил получить новую, уникальную информацию об атмосфере планеты.

Изучение кометы Галлея

'Веги' и комета Галлея двигались на встречных курсах и скорость сближения превышала 70 км/с. Если бы аппараты опоздали хотя бы на час, то отклонение при сближении составило бы порядка 100 тыс. км. Трудность состояла еще и в том, что заранее невозможно было рассчитать траекторию движения кометы с необходимой точностью. Для наземной астрометрической поддержки в СССР была разработана и реализована программа СоПроГ, в которой приняли участие 22 астрономических учреждения. Уточнение орбиты кометы продолжалось вплоть до прохождения 'Вег' мимо ее ядра. Благодаря информации, полученной от 'Вег', удалось более точно подвести к комете европейский аппарат 'Джотто'.

6 и 9 марта 1986 года 'Веги' прошли на расстоянии 8890 и 8030 км от ядра кометы.

'Веги' передали около 1500 снимков внутренних областей кометы Галлея и ее ядра, информацию о пылевой обстановке внутри кометы, характеристиках плазмы, измерили темп испарения льдов и другие данные. Изображения ядра кометы были получены впервые в истории. Кроме того, аппараты обнаружили наличие сложных органических молекул.