"Вега" - межпланетный бросок

Известна яркая звезда Вега в созвездии Большой Медведицы, по которой сотни лет назад ориентировались мореплаватели и путешественники.
Однако смелый научный космический проект «Вега» (Венера — комета Галлея) также был одним из самых ярких и сложных в истории исследований Солнечной системы при помощи космических аппаратов.
По сути, это был дерзкий межпланетный бросок в разведку человеческой мысли, концентрации ее возможностей и могущества на тот момент.
Научным руководителем смелого проекта был директор Института космических исследований АН СССР академик Рауль Сагдеев.
Итак, 20 лет спустя, именно сегодня, юбилейная дата празднуется в научном мире космонавтики.
15 декабря 1984 года на космодроме Байконур был осуществлен запуск автоматической межпланетной станции «Вега-1», а спустя несколько дней вслед за первой станцией ушла в космос и вторая, — «Вега-2».
Обе станции были аналогичны по конструкции и назначению. На них была установлена научная аппаратура, разработанная и изготовленная в рамках международного проекта «Вега — Галлей».
В создании комплекса научной аппаратуры и оборудования станций вместе с советскими специалистами принимали участие специалисты Австрии, Болгарии, Венгрии, ГДР, Польши, Франции, ФРГ и Чехословакии.
Согласно плану, научная программа полета состояла из двух этапов. В середине июня 1985 года станции с интервалом в несколько дней подлетали к планете Венера, от них отделялись спускаемые аппараты с научной аппаратурой (массой 117 кг), которые приступили к проведению исследований облачного слоя и атмосферы планеты, а после мягкой посадки — поверхности Венеры.
При снижении в атмосфере от каждого спускаемого аппарата отделялся аэростатный зонд массой 115 кг с приборами и радиоинтерферометрическим передатчиком.
В течение 1-2 суток зонды дрейфовали в венерианской атмосфере, что позволило, благодаря приему от них радиосигналов, провести принципиально новые эксперименты по изучению циркуляции атмосферы Венеры и ее метеорологических параметров.
На втором этапе, после отделения спускаемых аппаратов, станции «Вега» перешли на траектории, которые должны были обеспечить им в начале марта, но уже 1986 года, долгожданную встречу с кометой Галлея; впервые с пролетной траектории были проведены непосредственные комплексные исследования этой кометы. Станции с интервалом в несколько дней прошли на расстоянии примерно 10 000 км от ядра кометы Галлея, при этом они пересекли ее атмосферу (кому).
Исследования кометы включали изучение ядра оптическими приборами, физических и химических характеристик состава пыльцевых частиц, покидающих ядро кометы, заряженных частиц, нейтрального газа и полей в кометной атмосфере.
Страницы из досье Венеры
Венера — ближайшая соседка нашей планеты Земля (по Солнечной системе), она имеет почти такую же массу и размеры, как и Земля. Поверхность Венеры, постоянно закрытая плотным облачным слоем, недоступна для визуального наблюдения с Земли.
Однако радарное картирование венерианской поверхности американскими космическими аппаратами «Пионер-Венера» позволило выявить на ней холмистые возвышенности и Высокогорные плато (Иштар и Афродита), а также отдельные горные образования Бета — Феба — Темис.
Большую роль в изучении Венеры сыграли научные исследования после запуска советских аппаратов «Венера — 8, -9, -10, -13, -14», а затем и их тщательная работа после «привенеривания» на поверхность в разных (заданных) районах.
В середине октября 1983 года на орбиты спутников Венеры вышли космические аппараты «Венера-15» и «Венера-16» с радиолокационной системой для картографирования поверхности планеты. За 8 месяцев — с 11 ноября 1983 года, когда началась регулярная съемка, по 10 июля 1984 года — снято все северное полушарие Венеры от полюса до 30* (градусов) северной широты общей площадью 115 млн кв. км.
Научно-методологические основы эксперимента были подготовлены предшествующими радиолокационными наблюдениями Венеры с Земли, которые в Советском Союзе возглавлял директор Института радиотехники и электроники АН СССР академик В.А.Котельников. Именно с того момента нам стали известны те достопримечательности «Утренней Звезды» (очень крупного небесного тела, ярко сияющего не только утром), которые сегодня столь популярны в мире планетологов: Горы Максвелла. Патера Клеопатры, плато Лакшми (на котором видны огромные вулканы), равнины Лады, Гиневры, Русалки.
Мнение специалиста
В.Л.Барсуков, член-корреспондент Академии Наук (СССР):
— Важнейший результат изучения Венеры (также Луны и Марса) — установление факта синхронного с Землей появления ранних базальтовых расплавов (3,6 — 3,8 миллиардов лет назад), которые явно накладываются на ранее сформированную «материковую» кору, перекрывая ее в депрессиях поверхности.
Получаемая их космоса информация поставила перед учеными ряд фундаментальных проблем в геологической истории Земли и подчеркнуло необходимость использовать в ее расшифровке сравнительно-планетологический анализ.
Мы знаем, что формирование и ранняя эволюция планет земного типа шли по очень близким путям. Но мы знаем также, что планеты, как и любые саморегулирующиеся (в том числе и живые) системы, рождаются, живут и умирают.
Причем развиваются они по заложенному при их рождении «генетическому коду», который определяется содержащимися в них химическими элементами и соответствующими внешними условиями. И нам очень важно понять механизм действия этого «генетического кода», вскрыть причины различной продолжительности и интенсивности внутренней жизни планет, разобраться в различии путей и условий их эволюции.
Поэтому хочется подчеркнуть, что получение любой информации о внеземных объектах для нас — геологов и геохимиков — не самоцель, это действенное средство расшифровки тех страниц геологической истории Земли, которые мы по тем или иным причинам не можем прочесть, пользуясь только земным материалом».
В шлейфе серной кислоты?
Фотографии Земли и Венеры, сделанные с космических аппаратов, достаточно похожи. Обе планеты почти одинаковы по размерам, обе укрыты облаками. Однако над Венерой более мощный, плотный облачный слой, чем над Землей.
Только на первый взгляд кажется, что обе планеты пригодны для жизни. Жестокие климатические условия условия Венеры полностью исключают возможность существования на ней биосферы, — температура ее поверхности около 460 градусов, давление около 90 атмосфер.
Если перечислить все газы, обнаруженные в атмосфере Венеры, получится солидный список из 15 наименований. Однако в плотных облаках, окутывающих Венеру, углекислого газа оказалось (это было известно уже в 1967 году) около 96,5%, а только 3,5 % азота, что и создает жуткую картину грандиозного парникового эффекта, наблюдающегося на этой планете.
Воды на Венере так ничтожно мало, что ученые склоняются к мысли о безводном образовании этой планеты с самого начала, другие ученые полагают, что планета потеряла воду по каким-то причинам.
Долгое время вопрос о том, из чего состоят плотные облака вокруг Венеры, оставался открытым. Однако во время запусков «Венеры — 11, -12, -13, -14» группе советских ученых под руководством Ю.А.Суркова наконец-то с помощью рентгенорадиометрического способа анализа удалось установить, что в облаках присутствуют сера и хлор.
С другой стороны, используя данные об оптических свойствах частичек облачного слоя, американские исследователи разработали модель, согласно которой облака Венеры состоят из водного раствора серной кислоты (!) концентрацией около 70% (!).
Первые результаты экспедиции «Вега»
В середине июня 1985 года спускаемые аппараты автоматических межпланетных станций «Вега-1» и «Вега-2» успешно совершили мягкую посадку на поверхность Венеры.
В атмосферу планеты были запущены аэростатные зонды. Что же можно сказать о первых, предварительных результатах, полученных в результате экспресс — анализа телеметрической информации?
Однозначно важнейшим научно-техническим достижением космонавтики явилось использование аэростата. Аэростатные зонды передавали информацию на Землю в течение 46 часов. По мнению специалистов, каждый из них прошел расстояние более 10 000 км со средней скоростью около 250 км/час. Были зарегистрированы порывы ветра, достигающие около 1 метра в секунду, в вертикальном движении, что достаточно сильно (по земным меркам). Это явление свидетельствует о большой турбулентности в атмосфере Венеры, особенно на высотах около 54 километров (зона плавания аэростатов).
Чрезвычайно интересно и следующее обстоятельство. Аэростаты, как известно, были запущены на ночной стороне Венеры. Именно на ночной стороне и были ими зафиксированы вариации освещенности и световые вспышки. Что это: молнии, или извержения вулканов? Однако Венера неохотно расстается с покровом таинственности.
Необходимо сказать, что вопрос о наличии активного вулканизма на Венере, безусловно, интересен. Миру хорошо известно об исключительно сильных извержениях на спутнике Юпитера Ио. Огромные древние вулканы находятся и на Марсе.
Открытие вулканизма на Венере очень важно для понимания строения этой планеты, а также для выяснения химических процессов, происходящих в ее атмосфере.
Ведь известно, что вариации содержания двуокиси серы в атмосфере Венеры пытались объяснить с помощью предположения об извержении вулканов.
Итак, научная аппаратура, спускаемая на «Вегах» принесла немало ценной информации.
В числе других экспериментов был произведен анализ грунта Венеры в материковом возвышенном районе. Уже первые данные показали, что состав грунта отличается от состава, исследованного в местах предыдущих посадок.
До последнего времени предполагалось, что некоторая часть облачного слоя Венеры содержит аэрозоль серной кислоты. Оптические характеристики аэрозоля соответствуют примерно 70%-ному водному раствору серной кислоты. Тем не менее, прямых определений серной кислоты в облачном слое до того момента не было. Этот чрезвычайно важный и сложный эксперимент был впервые осуществлен на спускаемых аппаратах станций «Вега» с помощью газового хроматографа «Сигма-3». Прибор уверенно зафиксировал присутствие в облаках Венеры серной кислоты как химического соединения.
Ультрафиолетовый спектрометр впервые измерил поглощение атмосферных газов на высотах от 60 километров вплоть до поверхности и на длинах волн от 2300 до 4000 А.
В этой области имеется полоса, которая становится все глубже и шире по мере снижения аппарата; частично она создается двуокисью серы, однако значительный вклад могут давать и другие газы, а возможно, и пары серной кислоты.
Ясно, что массовая плотность несет информацию о структуре облачного слоя. Уже первые полученные данные показали, что облака на Венере имеют сложную слоистую структуру. Кроме того, появились подозрения, что в облаках Венеры присутствуют и соединения железа.
Однако от полученной информации вопросов меньше не становилось, скорее, даже наоборот.
(Продолжение следует).