Баллистическая проработка экспедиции к Венере 1985 года показала, что пролетные аппараты 5ВП после выполнения целевой задачи (сброса десантных аппаратов) могут быть перенаправлены к комете Галлея. Это и было отмечено в вышеупомянутом эскизном проекте. Правда, эта задача рассматривалась как факультативная, поскольку состав научной аппаратуры на пролетном аппарате не способствовал проведению полномасштабных исследований кометы. При этом максимальное сближение аппарата с кометой должно было составить около 100 тысяч километров. Кроме того, бортовые системы межпланетной станции имели расчетный ресурс 360 суток, а к комете нужно было лететь 450 суток.

В принципе, совместить две задачи было можно. Однако плавающая аэростатная станция почти полностью "съедала" резервы массы пролетного аппарата, и на приборы для исследования кометы Галлея резервов уже не оставалось. Нужно было чем-то поступиться.

В июле 1980 года Академия наук СССР и НПО имени С.А. Лавочкина выступили с совместным предложением организовать экспедицию к комете Галлея с попутным облетом Венеры. Самым горячим сторонником исследования кометы Галлея от Академии наук стал директор Института космических исследований, академик Р.З. Сагдеев. Предложение было поддержано совместным решением Академии наук СССР и Министерством общего машиностроения от 22 августа 1980 года. Этим решением вместо запуска четырех станций 5В к Венере предписывалось создание двух станций для полета к комете Галлея с попутным облетом Венеры и доставкой в ее атмосферу малых аэростатных зондов.

В начале декабря 1980 года были выпущены "Основные положения по автоматическому космическому комплексу 5ВК".

За основу для создания аппарата 5ВК или "Вега", названного так по первым буквам названия проекта "Венера-Галлей" был взят пролетный аппарат 5ВП. Впрочем, изменение задач экспедиции потребовало значительных изменений в конструкции и составе бортовой научной и служебной аппаратуры. В первую очередь это коснулось состава научной аппаратуры, поскольку для изучения кометы требовались абсолютно другие приборы, нежели для исследования Венеры и космического пространства. Кроме того, большая взаимная скорость аппарата и кометы (~79 км/с) потребовала разместить научные приборы на поворотной платформе, поскольку отслеживать аппаратом направление на комету при таких огромных скоростях было просто немыслимо. Впрочем, и создание самой платформы явилось сложнейшей инженерной задачей, которую предстояло решить.

Кратковременность встречи с кометой повлияла и на выбор средств получения изображений. Дело в том, что на всех предыдущих советских межпланетных станциях использовались либо оптико-механические телевизионные камеры, либо фототелевизионные устройства. Однако оптико-механические камеры или телефотометры имеют очень низкое быстродействие. Время получения одного кадра, не говоря уже о панораме, исчисляется минутами. Такие камеры использовались на посадочных аппаратах "Луна-9" и "Луна-13", "Венера-9" - "Венера-14", а также на орбитальных аппаратах "Венера-9" и "Венера-10". Разумеется, для съемки кометы Галлея такая камера была просто непригодна.

С помощью фототелевизионной установки можно было бы получить качественное изображение кометы. Однако процесс обработки пленки с последующим считыванием изображения мог занять достаточно много времени, что также было неприемлемо. Вероятность выживания аппарата после встречи с кометой существенно отличалась от 100%, следовательно, научные данные, включая телевизионные изображения, необходимо было передавать в реальном времени.

В этих условиях находкой стало появление так называемых полупроводниковых приборов с зарядовой связью (ПЗС). С их помощью можно получать изображения высокого качества. Телевизионная система с использованием ПЗС-матрицы отечественного производства была разработана в Венгрии.

Стоит отметить, что впервые комплекс научной аппаратуры для советской межпланетной станции разрабатывался в широкой международной кооперации, куда вошли социалистические страны, а также ФРГ, Франция и Австрия.

Но вернемся к "Основным положениям". Как уже говорилось, за основу при создании пролетного аппарата 5ВК был взят 5ВП, а по сути - "Венера-13" и "Венера-14" с некоторыми изменениями. Учитывая большую энергонапряженность сеанса пролета кометы, на аппарате решено было установить дополнительные солнечные батареи, разработанные для межпланетных станций "Венера-15" и "Венера-16".

Кроме того, для обеспечения передачи научной информации со скоростью 65 кбод в сеансе встречи с кометой на пролетном аппарате решено было установить новый сантиметровый передатчик, аналогичный установленному на межпланетных станциях "Венера13 и 14" и астрофизической обсерватории "Астрон".

Для размещения научных приборов, предназначенных для изучения собственно кометы, на "юбке" приборного отсека была установлена поворотная платформа.

Более серьезные изменения коснулись десантного аппарата, который вновь стал спускаемым аппаратом по типу "Венеры 9-14". Это было связано с общим изменением задач экспедиции и связанного с этим перераспределением массы пролетного аппарата в пользу научных приборов. Всего для науки отводилось 130 кг массы, включая 50 кг на поворотной платформе и 25 кг массу самой платформы. В результате масса спускаемого аппарата снизилась с 2250 кг до 1750 кг. Уложить в заданные ограничения плавающую аэростатную станцию (ВПАС) проекта "ВЕГА" не представлялось возможным. К тому же, из-за отсутствия спутников-ретрансляторов информация с аэростатов должна была передаваться непосредственно на Землю, что резко снижало научную отдачу от ВПАС. В результате, решили ограничиться практически тем же спускаемым аппаратом, который был разработан для межпланетных станций "Венера 9-14". Правда, баллистическая схема экспедиции к комете предполагала пролет Венеры с ночной стороны. Соответственно и посадочный аппарат массой 680 кг садился на ночной стороне. Поэтому с него сняли телефотометры.

Однако, самым существенным "довеском" спускаемого аппарата стал малый аэростатный зонд массой 110 кг, разработку которого взяло на себя НПО имени С.А. Лавочкина.

По результатам рассмотрения "Основных положений" было принято совместное Решение Академии наук СССР и Министерства общего машиностроения от 6 мая 1981 года о разработке автоматического космического комплекса 5ВК ("Вега") для исследования планеты Венера и кометы Галлея с выпуском дополнения к эскизному проекту.

Это дополнение к эскизному проекту было выпущено в августе 1981 года. В нем была уточнена баллистическая схема полета и состав научной аппаратуры, как спускаемого аппарата, так и пролетного аппарата, предназначенного для исследования кометы Галлея. Перелет от Земли до Венеры практически полностью повторял баллистику межпланетных станций "Венера 11-14". Сбросив в атмосфере Венеры спускаемый аппарат и приняв с него информацию, пролетный аппарат "Вега" отправлялся в 268-суточное путешествие к комете Галлея. Пожалуй, единственным отличием являлся пролет не над дневной, а над ночной стороной планеты. Ночная сторона Венеры была выбрана и по причине более стабильного температурного режима в атмосфере. После выхода на дневную сторону под действием солнечных лучей оболочка аэростата и газ нагреваются, начинается просачивание газа через оболочку, в результате чего аэростат теряет подъемную силу.

На трассе перелета от Венеры к комете Галлея планировалось проведение трех коррекций, причем последняя из них - за месяц до пролета кометы. При сближении с кометой проводятся три сеанса исследования кометы: первый сеанс - за двое суток до пролета на дальности ~14 млн. км, второй сеанс - уже на дальности ~7 млн. км за сутки до сближения с кометой. Третий сеанс включается в непосредственной близости от кометы, при этом минимальная дальность до нее составляет 10000 км, а взаимная скорость аппарата и кометы - 79 км/с.

В принципе, если аппарат выдержит испытание, "прорываясь" сквозь кому, можно было провести еще два сеанса исследования: один сеанс - через сутки после встречи, а второй - через двое суток. Но эти два сеанса относились к разряду факультативных.

Величина максимального сближения с кометой выбиралась с учетом неточности знания траектории движения кометы, которая составляла ~3000 км, а также условий безопасного пролета сквозь пылевое облако, окружающее ядро кометы, - кому.

Среди всех проблем, встретившихся разработчикам межпланетных станций "Вега", можно выделить следующие:

• увеличение времени активного существования аппаратов с 365 до 450 суток;
• обеспечение эффективной и легкой противопылевой защиты от потока микрочастиц, сопровождающих комету;
• обеспечение наведения научных приборов на комету Галлея в ходе максимального сближения с ней;
• создание легкого аэростатного зонда.

Первая проблема досталась в "наследство" от предшественниц - автоматических станций "Марс 2-7" и "Венера 9-14", на базе которых и создавалась "Вега". Эти станции имели срок активного существования 1 год, в то время как полет до кометы Галлея длился 450 суток. Результат дополнительных испытаний показали, что это возможно. Кроме этого, для отработки баллистической схемы полета к комете Галлея в июне и октябре 1982 года были проведены две пробные коррекции траектории автоматической станции "Венера-13" после выполнения ею основной задачи - доставки спускаемого аппарата на поверхность Венеры в марте 1982 года.

Защита космического аппарата от потока микрочастиц, летящих со скоростью ~79 км/сек, оказалась более сложной задачей, поскольку защиты требовали не только научные приборы, но и гермоотсек приборного контейнера, и топливные баки. Простое увеличение толщины стенок увеличивало массу аппарата, но кардинально проблемы не решало. Была разработана легкая двух- и трехслойная противопылевая защита, которой были закрыты жизненно важные приборы и агрегаты космического аппарата. Причем аппарат был закрыт противопылевым экраном только с той стороны, которая в наибольшей степени должна была подвергнуться набегающему потоку. Значительных усилий потребовало создание автоматической стабилизированной платформы (АСП-Г), предназначенной для наведения научных приборов, включая телевизионную систему, на ядро кометы.

Проблема заключалась не только в значительной относительной скорости аппарата и кометы, но и в недостаточном знании их взаимного положения в момент пролета. За решение этой проблемы взялись специалисты НИИ прикладной механики при участии НПО имени С.А. Лавочкина, а также интернациональный коллектив, включающий представителей Чехословакии (конструкция платформы), Венгрии (телевизионная система и система управления платформой) и Советского Союза. Платформа, разработанная в НИИ ПМ с применением гироскопии, обеспечивала лучшие динамические характеристики, но имела большую массу. Поэтому предпочтение было отдано чешской платформе.

Непосредственно на платформе были установлены узкоугольная телекамера высокого разрешения, широкоугольная камера-датчик наведения инфракрасный спектрометр (ИКС) и трехканальный спектрометр (ТКС).

Вообще в создании комплекса научной аппаратуры для проекта "Вега" приняли участие ученые Австрии, Болгарии, ГДР, Венгрии, Польши, СССР, Франции, Чехословакии и ФРГ. Для координации усилий ученых многих стран мира по программе "Венера-Галлей" был создан Международный научно-технический комитет, во главе с директором ИКИ АНА СССР, академиком Р.З. Сагдеевым. Во многом именно благодаря объединенным усилиям, удалось получить первоклассные результаты.

Совершенно самостоятельной задачей стало создание малого аэростатного зонда.

Предыдущие экспедиции к Венере выявили зональное вращение атмосферы вдоль экватора. Однако подробно изучить это явление с помощью спутников Венеры или пронизывающих атмосферу Венеры посадочных аппаратов не представлялось возмож-ным. Для постоянно плавающего на определенной высоте аэростата такое было вполне по силам.

Правда, использование стандартного спускаемого аппарата диаметром 2,4 метра, в котором размещался еще и посадочный аппарат, не позволяло уложить в него аэростатный зонд достаточно большого размера. В результате в НПО имени С.А. Лавочкина был разработан и изготовлен достаточно компактный аэростат, вес которого вместе с системой наполнения не превышал 110 кг. Он состоял из оболочки аэростата диаметром 3,4 метра и подвешенной на капроновом фале длиной 12 метров гондолы, состоящей из метеокомплекта, радиосистемы и блока питания, установленных на несущей конструкции. Общая масса гондолы - 6,7 кг.

В связи с отсутствием спутника-ретранслятора (пролетный аппарат для этого не годился) передача информации с зонда шла непосредственно на Землю, а информативность исчислялась лишь единицами бит в секунду. В процессе дрейфа измерялись и передавались на Землю данные о температуре, давлении атмосферы, вертикальной компоненте относительной скорости ветра, плотности облачного слоя, освещенности и обнаружения световых вспышек.

Однако главную информацию с аэростатного зонда представляли не эти биты, а результаты измерений его положения с помощью сети радиотелескопов, расположенных по всему земному шару.

В отличие от пролетного аппарата и аэростатного зонда посадочный аппарат во многом повторял своих предшественников: посадочные аппараты межпланетых станций "Венера 9-14". Однако особенности экспедиции "Вега" повлияли на состав нуачных приборов. В связи с тем, что по баллистическим условиям посадка совершалась на ночной стороне Венеры, с посадочного аппарата были сняты телефотометры, а также плотномер. Зато оставили грунтозаборные устройства и аппаратуру "Арахис" для определения содержания в грунте породообразующих элементов.

Сам посадочный аппарат внешне похож на своих предшественников. Отсутствуют только иллюминаторы телефотометров. Кроме того, из-за установки новых научных приборов и для предотвращения колебаний посадочного аппарата в набегающем потоке при спуске на аэродинамическом щитке было предложено новое конструктивное решение, а именно: между тормозным щитком и посадочной опорой был установлен конический экран - стабилизирующий конус. Именно по этому экрану на снимках легко узнать посадочные аппараты станций "Вега".

Создание автоматических межпланетных станций "Вега" потребовало концентрации усилий многих предприятий и организаций, как в нашей стране, так и за рубежом. Для координации действий постоянно проводилсиь встречи Международного научно-технического комитета по проекту "Венера - Галлей". Можно сказать, что международный характер проекта подстегивал его участников.

Старт