Вега (КА)

Вега (КА)

Аппарат «Вега»

Вега (название происходит от слов «Венера» и «Галлея») — советские автоматические межпланетные станции, предназначенные для изучения Венеры и кометы Галлея. Были изготовлены два идентичных аппарата (Вега-1 и Вега-2), которые в 1984—1986 гг. успешно выполнили свою миссию, в частности, впервые провели изучение венерианской атмосферы с помощью аэростатов.

Характеристики аппаратов

Общая масса станции в полностью снаряжённом состоянии составляла 4920 кг. Станции серии «Вега» состояли из двух частей — пролётного 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 пролётные 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 пролётном модуле были установлены следующие научные приборы:

• телевизионная система (СССР, Венгрия, Франция);
• инфракрасный спектрометр (Франция);
• трехканальный спектрометр 0,3-1,7 мкм (Болгария, СССР, Франция).
• пылеударный масс-спектрометр для исследования химического состава пылевых частиц (СССР, ФРГ, Франция);
• три счётчика пылевых частиц (СССР, Венгрия);
• магнитомер (Австрия, СССР);
• спектрометр кометной плазмы (Венгрия, СССР, ФРГ);
• спектрометр энергичных частиц (Венгрия, СССР, ФРГ);
• измеритель нейтрального газа (ФРГ, Венгрия, СССР);
• анализатор плазменных волн высокочастотный (СССР, Франция);
• анализатор плазменных волн низкочастотный (Польша, СССР, Чехословакия).

Посадочный модуль «Веги»

Посадочный модуль был оборудован следующими научными приборами:

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

Для изучения состава грунта посадочный модуль располагал маленькой буровой установкой.

Аэростатный зонд нёс аппаратуру для измерения метеорологических параметров (датчики температуры, давления, скорости ветра, плотности облачности, световых вспышек) 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 полёта 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 (по земным меркам), 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 «Вег», 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 50-60 км, проводя измерения метеорологических параметров.

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

Данный облачный слой является наиболее плотным в атмосфере Венеры, и в нём, 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 ещё 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 её ядра. Благодаря информации, полученной от «Вег», удалось более точно подвести к комете европейский аппарат «Джотто» (на расстояние около 600 км).

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 её ядра, информацию о пылевой обстановке внутри кометы, характеристиках плазмы, измерили темп испарения льдов (40 тонн в секунду в момент пролёта «Вег») и другие данные. Изображения ядра кометы были получены впервые в истории. Кроме того, аппараты обнаружили наличие сложных органических молекул.