Vega (kosmická loď)

"Vega" (název pochází ze slov "Venuše" a "Halley") - sovětské automatické meziplanetární stanice určené ke studiu Venuše a Halleyovy komety . Byla vyrobena dvě identická zařízení („Vega-1“ a „Vega-2“), která v letech 1984-1986 úspěšně dokončila své letové programy, zejména poprvé provedla studium atmosféry Venuše pomocí balonů : jednalo se o první zkušenost s letectvím prostřednictvím mimozemské atmosféry v historii.

Vědeckým ředitelem projektu byl akademik R. Z. Sagdějev . Na návrhu vědeckých přístrojů a systémů jim sloužících se podíleli vědci z devíti zemí: SSSR, Rakouska, Bulharska, Maďarska, východního Německa, Polska, Francie, Německa a Československa [1] . Na projektu se podílela Evropská kosmická agentura , Japonsko, USA . V SSSR se na vytvoření vědeckého komplexu projektu Vega podílela řada vědeckých institucí a vědců, 12 lidí bylo oceněno státní cenou SSSR (v roce 1986).

Vývojáři, specialisté z NPO pojmenované po S. A. Lavočkinovi, se domnívají, že automatické stanice Vega napsaly skvělou stránku do historie vesmírného průzkumu [2] .

Na počest AMS „Vega-1“ a AMS „Vega-2“ byla pojmenována země Vega ( lat.  Vega Terra ) na Plutu (název byl schválen IAU 30. května 2019) [3] .

Charakteristika zařízení

Celková hmotnost stanice v plně vybaveném stavu byla 4920 kg . Stanice řady Vega se skládaly ze dvou částí - průletového vozidla o hmotnosti 3170 kg a sestupového vozidla o hmotnosti 1750 kg . Užitečným zatížením sestupového vozidla bylo přistávací vozidlo o hmotnosti 680 kg a balónová atmosférická sonda, jejíž hmotnost spolu s padáky a systémem plnění heliem nepřesáhla 120 kg .

Data z přistávacích modulů byla přenášena na Zemi prostřednictvím létajících vozidel a z balónových sond - přímo do 60-70metrových antén umístěných na území řady států, včetně SSSR a USA .

Automatické stanice "Vega" jsou nejnovější zařízení vytvořená na základě stanic "Mars-71".

Lander

Lander byl vybaven následujícími vědeckými přístroji:

Ke studiu složení půdy měl lander malou vrtnou soupravu.

Balónová sonda

Balónová sonda se skládala z fluoroplastového pláště balónu o průměru 3,4 metru , naplněného heliem, a gondoly o hmotnosti 6,9 kg zavěšené na nylonovém závěsu dlouhém 13 metrů . Nosná konstrukce gondoly je vybavena zařízením pro měření meteorologických parametrů (snímače teploty, tlaku, vertikální rychlosti větru, koeficient atmosférického zpětného rozptylu, světelné záblesky, osvětlení), radiovým systémem a napájecím zdrojem. Použití standardního sestupového vozidla o průměru 2,4 metru , ve kterém byl umístěn i lander, neumožnilo umístit do něj velkou balónovou sondu. V důsledku toho byl vyvinut a vyroben kompaktní balónek s heliovým systémem plnění v NPO pojmenovaný po S.A. Lavočkinovi. Nádoba na balon, umístěná na sestupovém vozidle kolem antény, měla toroidní tvar. Hmotnost balónu včetně výtažných skluzů, balastu, heliového balónu a pyrotechnických vystřelovacích systémů byla 120 kg. Balón samotný měl hmotnost 21,5 kg : plášť vyrobený z fluoroplastové sítě pokryté fluoroplastovou fólií a nylonový závěs - 12,5 kg ; helium ve skořápce - 2,1 kg ; gondola - 6,9 kg . Obálka balónu v provozuschopném stavu byla naplněna heliem o přetlaku 30  mbar . Únik helia z pláště během odhadované doby provozu baterie sondy (2 dny) nepřesáhl 5 %, což odpovídalo výškové ztrátě asi 0,5 km . Skořápka byla průhledná pro rádiové vlny [4] [5] .

Gondola balónové sondy byla vysoká 1,2 metru a skládala se ze tří částí spojených ohebnými linkami. V horní části byla kónická směrová vysílací anténa (výška 37 cm , průměr základny 14 cm , poloviční úhel otevření 15°); na vrchol kužele byl připevněn táhlo, spojující gondolu s pláštěm balónu. Střední část gondoly, připevněná k vrcholu dvěma pružnými závěsy, byla obdélníková nádoba o rozměrech 40,8 × 14,5 × 13,0 cm . V horní části sekce byl rádiový vysílač, modulátor, systém zpracování dat a elektronika pro zpracování signálu a řízení výkonu. Ve spodní části střední části se nacházely tlakové a světelné senzory a také sklopný držák, na který byly instalovány teplotní senzory a vertikální anemometr . Spodní část gondoly (pravoúhlý kontejner o rozměrech 9,0 × 14,5 × 15,0 cm ) byla rovněž připevněna ke střední části dvěma pružnými závěsy. Obsahoval nefelometr a baterie. Lithiové baterie o celkové hmotnosti 1 kg a kapacitě 250  Wh zajistily sondě předpokládanou výdrž baterie 46 až 52 hodin . Gondola byla pokryta bílým ochranným nátěrem na ochranu proti korozi způsobené kyselinou sírovou a zvýšení albeda povrchu [4] [5] .

Elektronika sondy zajišťovala jednosměrnou komunikaci se Zemí, bez přijímání příkazů. Rádiový vysílač (nosná frekvence 1,6679 GHz , výstupní výkon 4,5 W ) mohl pracovat ve dvou režimech. V telemetrickém režimu byl 30sekundový přenos čisté nosné pro VLBI Dopplerova měření rychlosti sondy následován 270sekundovým přenosem 48bitového synchronizačního slova a 852 bitů dat shromážděných za předchozích 30 minut (celkem 900 bitů na dávku, rychlostí 4 bps) s pro prvních 840 bitů a 1 bps pro posledních 60), následuje dalších 30 sekund přenos nosné. V režimu souřadnicového vyzařování, používaném pro VLBI anténní sledování polohy a rychlosti sondy, byly vysílány dva tóny v postranních pásmech po dobu 330 s na frekvenci ± 3,25 MHz a potlačení nosné 20 dB . Na Zemi bylo pro sledování VLBI použito 20 antén - 6 na území SSSR, koordinované Ústavem pro výzkum vesmíru Akademie věd SSSR , a 14 po celém světě (včetně 11 astronomických radioteleskopů a 3 antén NASA Deep Space Communications Network), kterou koordinuje Národní centrum pro výzkum vesmíru ve Francii, ve skutečnosti všechny největší radioteleskopy na světě, které v té době existovaly. Během prvních 10 hodin autonomního letu každé balónové sondy a také od 22. do 34. hodiny byly každých 30 minut prováděny komunikační relace a po jedné koordinační relaci následovaly tři telemetrické relace. V období od 10. do 22. hodiny a od 34. hodiny do konce mise byly každých 60 minut prováděny komunikační relace, střídavě 1 telemetrie a 1 souřadnicový přenos, aby se šetřila životnost baterie [6] [4 ] [5] .

Průletový modul

Na létajícím vozidle byly instalovány následující vědecké přístroje:

G. A. Avanesov byl zodpovědný za technickou část televizního systému. Televizní systémy obou létajících modulů ("Vega-1" a "Vega-2") byly stejného typu. Skládaly se ze dvou televizních kamer: jedné s dlouhým ohniskem, která dávala rozlišení 100 m na vzdálenost 10 000 km , a jedné s krátkou ohniskovou vzdáleností s rozlišením 800 m , ale s větším zorným polem. Obraz každé kamery byl pořízen na matrici 512 × 512 křemíkových fotobuněk v rozsahu 400-1000 nm  . Při natáčení komety zaujímala Vega pevnou pozici v tříosém souřadnicovém systému díky gyroskopům , které ovládaly proudové motory. Televizní systém byl umístěn na točně, která se otáčející podle příkazů vydaných televizním systémem směřovala ke kometě [7] .

Let

Zkoumání Venuše

Vega-1 a Vega-2 odstartovaly 15. a 21. prosince 1984 pomocí rakety Proton .

Po 6 měsících letu urazila vozidla 45 milionů km a přiblížila se k Venuši . Ve dnech 9. a 13. června 1985 se od Vega-1 a Vega-2 oddělila sestupová vozidla, která 11. a 15. června dopravila k Venuši landery a balónové sondy.

Provoz přistávacích modulů

Během sestupu přistávacích modulů byly měřeny charakteristiky vrstvy oblačnosti a chemické složení atmosféry. Byla naměřena koncentrace aerosolu kyseliny sírové v oblacích (průměrně 1 mg / m 3 ve výškách 61,5-48 km nad místem přistání Vega-1 a 0,6 mg/m 3 nad místem přistání Vega-2) [8] , a byla také zjištěna přítomnost síry, chloru a pravděpodobně i fosforu. Hustota oblačnosti se ukázala jako nízká (podle pozemských měřítek), koncentrace byla maximální ve dvou vrstvách o šířce 3–5 km a nacházejících se ve výškách 50 a 58 km .

Přistávací moduly provedly měkké přistání na noční straně Venuše v oblasti Mermaid Plain, v bodech se souřadnicemi 8°06′ severní šířky. sh. 175°51′ východní délky  / 8,10  / 8,10; 175,85° N sh. 175,85° východní délky (Vega-1) a 7°08′  / -7,14; 117,67 jižní šířky. sh. 117°40′ východní délky  / 7,14 ° S sh. 117,67° východní délky D. ("Vega-2"). Při sestupu v atmosféře se abnormálně (brzy) zapnulo zařízení prvního landeru určeného pro výzkum na povrchu, takže tato část experimentu nebyla provedena. Druhý lander úspěšně dokončil výzkumný program na povrchu, přenos signálu trval 56 minut .

Lander Vega-2 přistál poprvé ve vysokohorské oblasti, takže analýza půdy na tomto místě byla obzvláště zajímavá. Po výsadbě byl proveden odběr vzorků půdy a byla změřena rentgenová fluorescenční spektra horniny Venuše, která se ukázala být blízká olivinickému gabro-noritu.

Gama-spektrometry obou AMS, určené k měření obsahu uranu, thoria a draslíku v horninách Venuše, začaly pracovat při sestupu landerů ve výšce 25 km a fungovaly až do konce své práce. Na obou místech, kde přistávaly, byly nalezeny horniny s relativně nízkým obsahem přírodních radioaktivních prvků.

Provoz balónových sond

Balonové sondy byly vytaženy ze svých oddílů v landerech ve výšce asi 60 km pomocí pomocných padáků. Ve výšce asi 55 km byly 200 sekund po vstupu do atmosféry za pomoci druhého padáku rozmístěny balóny z fluoroplastické fólie o průměru 3,4 metru, které byly na cca 100 sekund plněny héliem, poté se padák a přetlakový systém byly vystřeleny ve výšce asi 54 km. Po sestupu do výšky asi 50 km byl balast shozen a sondy začaly stoupat. Po 15-25 minutách dosáhly stabilní výšky a začaly se unášet v atmosféře planety ve výšce 53-55 km , přičemž prováděly měření meteorologických parametrů. Výška driftu odpovídala střední, nejaktivnější vrstvě třívrstvého systému Venušanských mraků. Tlak v této výšce byl 0,54 atm a teplota byla od 27 do 43 °C.

Tato vrstva oblačnosti je nejhustší v atmosféře Venuše a podle očekávání by se v ní měla nejzřetelněji projevit superrotace atmosféry Venuše - globální rotace atmosféry z východu na západ. Každá sonda fungovala přibližně 46 hodin („Vega-1“: od 02:08 UT 11. června do 00:38 UT 13. června; „Vega-2“: od 02:07 UT června 15 do 00:38 UT 17. června; indikovaný čas příjmu signálů na Zemi). Během této doby uletěla první sonda pod vlivem větru asi 11 600 km , druhá - asi 11 100 km průměrnou rychlostí 250 km/h . Sondy měřily teplotu, tlak, vertikální poryvy větru, dosah viditelnosti v oblacích, průměrné osvětlení podél dráhy letu a monitorovaly přítomnost světelných záblesků od blesků. První sonda driftovala podél rovníku na severní polokouli, druhá na jižní. Doba letu sond po poslední komunikační relaci není známa.

Data sondy ukázala přítomnost velmi aktivních procesů v oblačné vrstvě Venuše, charakterizovaných silnými vzestupnými a sestupnými proudy. Když balónová sonda Vega-2 přeletěla 5 km vysoký vrchol , který se nachází v oblasti Afrodity , spadla do vzduchové kapsy a prudce klesla o 1,5 km . Obě sondy detekovaly změny osvětlení a světelné záblesky na noční straně, tedy výboje blesku. Balónový experiment umožnil získat nové, unikátní informace o atmosféře planety [4] [5] [9] [10] [11] .

Studium Halleyovy komety

„Vegas“ a Halleyova kometa se pohybovaly po kolizním kurzu a přibližovací rychlost přesáhla 70 km/s . Pokud by se zařízení opozdila i o hodinu, pak by odchylka při přiblížení byla asi 100 tisíc km . Potíž byla také v tom, že nebylo možné předem vypočítat trajektorii komety s požadovanou přesností. Pro pozemní astrometrickou podporu v SSSR byl vyvinut a implementován program SoProG , na kterém se podílelo 22 astronomických institucí. Zpřesňování dráhy komety pokračovalo až do průchodu Veg kolem jejího jádra. Díky informacím získaným od Veg bylo možné přesněji přivést evropské zařízení Giotto ke kometě (na vzdálenost 596 km ).

Dráhy „Veg“, na rozdíl od dráhy Halleyovy komety, leží prakticky v rovině ekliptiky . Pro jejich neomezené přiblížení ke kometě tedy musely být splněny dvě podmínky: ve vesmíru se aparatura musí nacházet v blízkosti jednoho z průsečíků trajektorie komety s rovinou ekliptiky – sestupného nebo vzestupného uzlu její dráhy, a to v blízkosti jednoho z průsečíků trajektorie komety s rovinou ekliptiky. a doba přiblížení aparatury k uzlu se musí blížit době průchodu kometami. Byl vybrán sestupný uzel, kterým kometa prošla po průchodu perihéliem, 10. března kolem tohoto data a došlo k přiblížení „Ver“ s kometou [12] . 6. a 9. března 1986 prošla Vega ve vzdálenosti 8890 a 8030 km od jádra komety .

Přenos snímků začal 4. března. „Vegas“ přenesl asi 1500 snímků vnitřku Halleyovy komety, včetně asi 70 snímků jejího jádra, informace o prachovém prostředí uvnitř komety, charakteristiky plazmy, změřil rychlost vypařování ledu ( 40 tun za sekundu v době komety). "Veg" průlet) a další údaje . Snímky jádra komety byly získány poprvé v historii. Velikost jádra ( 8 × 8 × 16 km ), doba rotace ( 53 hodin ) a přibližná orientace osy rotace, skutečnost, že se otáčí stejným směrem jako kometa při své oběhu kolem Slunce byla zjištěna odrazivost povrchu (4 %), charakteristiky emisí prachu, přítomnost prstencových kráterů [13] . Navíc AMS detekovala přítomnost komplexních organických molekul.

Poslední komunikační relace se stanicí Vega-1 se konala 30. ledna 1987. Zaznamenala kompletní spotřebu dusíku v plynových lahvích. Poslední sezení se stanicí Vega-2, na které byly týmy na palubě, se konalo 24. března 1987.

Vegas jsou v současné době neaktivní na heliocentrické oběžné dráze .

Poznámky

  1. ↑ Avanesov, Moroz, 1988 , str. 218.
  2. ↑ Setkání s kometou (nepřístupný odkaz) . NPO je. S. A. Lavočkina . Získáno 9. října 2014. Archivováno z originálu dne 29. června 2013. 
  3. ↑ #15841  (anglicky) . Gazetteer of Planetary Nomenclature . Pracovní skupina IAU pro nomenklaturu planetárních systémů.
  4. ↑ 1 2 3 4 National Space Science Data Center. Vega 1 Balloon Archivováno 3. března 2016 na Wayback Machine .
  5. ↑ 1 2 3 4 National Space Science Data Center. Vega 2 Balloon Archivováno 14. srpna 2016 na Wayback Machine .
  6. ↑ Kremnev RS a kol. VEGA Balloon System and Instrumentation  (anglicky)  // Science. - 1986. - 21. března ( roč. 231 , č. 4744 ). - S. 1408-1411 . - doi : 10.1126/science.231.4744.1408 .
  7. ↑ Avanesov, Moroz, 1988 , str. 219.
  8. ↑ Porshnev N. V., Mukhin L. M., Gelman B. E. et al. Plynová chromatografická analýza produktů tepelných reakcí aerosolu vrstvy oblaku Venuše na AMC „Vega-1“ a „Vega-2“ // Space Research. - 1987. - T. 25 . - S. 715-720 . — .
  9. ↑ Preston R., Severny A. B., Sagdeev R. Z., Blamont J. a kol. Balonový experiment projektu Vega: globální síť radioteleskopů a první výsledky // Letters to Astron. časopis - 1986. - T. 12, č. 1. - S. 25-29.
  10. ↑ Kerzhanovich V. V. et al. Balonový experiment projektu VEGA. Malá turbulence ve střední vrstvě oblaků Venuše // Letters to Astron. časopis - 1986. - T. 12. č. 1. - S. 46-51.
  11. ↑ Blamon J., Sagdeev R. Z., Linkin V. M. et al. Balonový experiment projektu Vega. Předběžná analýza výsledků měření v aplikaci na dynamiku atmosféry Venuše // Letters to Astron. časopis - 1986. - T. 12. č. 1. - S. 52-58.
  12. ↑ Avanesov, Moroz, 1988 , str. 217.
  13. ↑ Avanesov, Moroz, 1988 , str. 223-225.

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
  Automatické meziplanetární stanice SSSR, spuštěné v rámci programu průzkumu Venuše
 Průzkum Venuše kosmickou lodí
Z letící trajektorie
Z oběžné dráhy
Sestup v atmosféře
Na povrchu
balónové sondy
Plánované mise
viz také
 Průzkum komet kosmickou lodí
Létání na velkou vzdálenost
Létání blízko jádra
Sbírání a odesílání částic na Zemihvězdný prach
Přistávací vozidla
Objevy komet
Komety navštívené kosmickou lodí
  • 1P/Halley
  • 9P/Tempel
  • 19P/Borelli
  • 21P/Giacobini-Zinner
  • 26P/Grigga - Skjellerupa
  • 67P/Churyumova — Gerasimenko
  • 81P/Wilda
  • 103P/Hartley