Дорога к Венере была уже хорошо освоена многими советскими межпланетными станциями, начиная с "Венеры-2" и кончая "Венерой-16". Поэтому и полет обеих станций "Вега" проходил практически без осложнений.
На трассе перелета проводились научные исследования, включающие в себя изучение межпланетных магнитных полей, солнечных и космических лучей, рентгеновского излучения в космосе, распределение компонент нейтрального газа, а также регистрацию пылевых частиц.
Продолжительность перелета от Земли к Венере составила для станции "Вега-1" 178 суток, а для "Веги-2" - 176 суток.
За двое суток до подлета от автоматической станции "Вега-1" был отделен спускаемый аппарат, при этом сам космический аппарат ушел на пролетную траекторию. В отличие от аналогичных маневров, проведенных на станциях "Венера-11" - "Венера-14", эта коррекция являлась неотъемлемой частью гравитационного маневра, необходимого для последующего полета к комете Галлея.
11 июня 1985 года спускаемый аппарат станции "Вега-1" вошел в атмосферу Венеры на ночной стороне.
После отделения от него верхней полусферы, в которой в сложенном состоянии находился аэростатный зонд, каждая часть совершала автономный спуск. Через несколько минут началось наполнение аэростата гелием, По мере прогрева гелия зонд всплыл на расчетную высоту (53-55 км), начался дрейф.
В это же время посадочный аппарат также совершал спуск на парашюте и одновременно передавал научную информацию на космический аппарат "Вега-1" с последующей ретрансляцией информации на Землю. Через 10 минут после входа в атмосферу на высоте 46 км произошел сброс тормозного парашюта, после чего спуск проходил уже на аэродинамическом тормозном щитке.
А на высоте 17 км атмосфера Венеры преподнесла сюрприз: сработал сигнализатор посадки. Возможно, виной всему стала сильная турбулентность атмосферы на высотах 10-20 км. Последующие расчеты показали, что причиной преждевременного срабатывания сигнализатора посадки мог послужить внезапный вихревой поток скоростью более 30 м/с. Но главное, что по этому сигнализатору запустилась циклограмма работы приборов на поверхности планеты, в том числе грунтозаборного устройства (ГЗУ). Получилось, что бур сверлил воздух, а вовсе не грунт Венеры.
После 63 минут спуска посадочный аппарат опустился на поверхность планеты в низменную часть равнины Русалки северного полушария. Хотя от ГЗУ пользы уже не было никакой, зато другие научные приборы все-таки передали ценную информацию. Продолжительность приема информации со спускаемого аппарата после посадки составила ~20 минут.
Однако не посадочный аппарат привлекал всеобщее внимание. Все ждали появления сигнала с аэростатного зонда.. После выхода на высоту дрейфа включился передатчик, и радиотелескопы всего мира начали прием сигнала.
Для обеспечения приема научной информации от аэростатного зонда были созданы две сети радиотелескопов: советская, координируемая ИКИ АН СССР, и международная, координируемая CNES (Франция). Советская сеть включала радиотелескопы в Евпатории, Уссурийске, Медвежьих озерах, Пущино, Симеизе и Улан-Удэ. Международная сеть включала антенны DSN в Голдстоне (США), Канберреа (Австралия) и Мадриде (Испания), а также радиотелескопы Грин-Бэнк (США), Аресибо (Пуэрто-Рико), Форт-Дейвис (США), Пентиктон (Канада), Атибая (Бразилия), Эффельсберг (ФРГ), Онсала (Швеция), Хартбестек (ЮАР) и Паркс (Австралия). Французский национальный центр космических исследований (CNES) координировал международную сеть радиотелескопов.
В течение 46 часов они вели прием. За это время аэростатный зонд под действием ветра преодолел вдоль экватора расстояние 11500 км со средней скоростью 69 м/с, измеряя вдоль трассы полета температуру, давление, вертикальные порывы ветра и среднюю освещенность. Полет зонда начался из района середины ночи, а закончил он свою работу на дневной стороне.
Для определения координат и скорости АЗ (методом дифференциальной интерферометрии с большой базой) на пролетном аппарате все это время работал передатчик, работающий в том же диапазоне (18 см), что и передатчик аэростатного зонда.
Только завершилась работа с первым аэростатным зондом, а к Венере уже подлетала следующая межпланетная станция - "Вега-2". 13 июня 1985 года произошло разделение ее спускаемого и пролетного аппаратов, с уводом последнего с помощью собственной двигательной установки на пролетную траекторию.
15 июня 1985 года, как под копирку, прошли операции по входу спускаемого аппарата в атмосферу Венеры и приему информации с него, вплоть до посадки, отделения аэростатного зонда и выхода его на высоту дрейфа. Единственным отличием стало своевременное срабатывание сигнализатора посадки в момент касания поверхности. В результате, грунтозаборное устройство отработало штатно, что позволило провести анализ грунта в месте посадки, расположенном в предгорьях земли Афродиты (южное полушарие) в 1600 км от места посадки СА "Вега-1".
Второй аэростатный зонд также дрейфовал на высоте 54 км и за 46 часов преодолел путь в 11 тыс. км.
Подводя промежуточный итог результатам полета советских межпланетных станций "Вега-1" и "Вега-2", можно сказать, что удалось сделать качественно новый шаг в освоении Венеры. С помощью малых аэростатных зондов, разработанных и изготовленных в НПО имени С.А. Лавочкина, была изучена циркуляция атмосферы планеты на высоте 54-55 км, где давление составляет 0,5 атмосферы, а температура 40њС. Эта высота соответствует наиболее плотной части облачного слоя Венеры, в которой, как предполагалось, более отчетливо должно проявиться действие механизмов, поддерживающих быстрое вращение атмосферы с востока на запад вокруг планеты - так называемую суперротацию атмосферы.
Встреча с кометой