Что ищут «археологи космоса»? - Александр Николаев

Таким образом единым запуском одновременно решались сложнейшие научно-технические задачи по исследованию сразу двух интереснейших объектов Солнечной системы. Кстати, именно эта двойная цель научно-космической миссии отражена в названии международного проекта: Вега — звезда первой величины на небосводе; в то же время это слово составлено из начальных слогов названий ключевых пунктов этого необычного космического маршрута — «Венера — Галлей».

Тут возникает резонный вопрос: зачем понадобилось запускать две «Венеры», две «Веги», а позже и два «Фобоса»?.. Одна из причин та, что эффективного способа избежать непредсказуемых сюрпризов дальнего космоса пока не существует. Недавний выход из строя «Фобосов», успевших выполнить лишь часть запланированных экспериментов, — печальное тому подтверждение. Поэтому главный принцип разработчиков космической техники — принцип дублирования — вряд ли когда-нибудь будет снят с повестки дня. Причем, для повышения надежности и живучести рукотворных космических объектов делаются дубли не только отдельных узлов, агрегатов, систем, но и целых космических комплексов. Ну а что касается свидания с кометой Галлея, выпадающего раз в 76 лет, его, ясно, упустить никак нельзя: в жизни нынешнего поколения такого случая больше не представится.

Формы космороботов, автономно работающих в космосе, предельно просты и выразительны.

Действительно, что может быть проще цилиндра топливного бака, сопряженного с усеченным конусом и увенчанного сферой спускаемого аппарата?

В огромном ряду образцов космической техники «Веги» не являются исключением, скорее правилом: они созданы с использованием той же геометрической формулы, что и их предшественницы «Венеры». Нет в них ни позлащенной мишуры оберток, ни вычурных деталей — совершенно не нужных в космосе зализов, выступов и т. д. Их силовые каркасы имеют предельно обобщенную и в то же время выразительно-простую индивидуальную форму.

Они построены по принципу афоризма: в них отсечено все лишнее. Оставшееся и есть главное.

По традиции в качестве конструктивной основы АМС использованы баки двигательной установки (ДУ). К конической юбке примыкает приборный отсек, выполненный в виде тора. К верхнему и нижнему шпангоутам баков прикреплены ферменные конструкции солнечных батарей. Поверх баков ДУ смонтирована коническая подставки — в ее ложбинку укладывается шар спускаемого аппарата.

В центре баков расположена остронаправленная параболическая антенна. Она строго ориентирована в сторону Земли при пролете Венеры и кометы Галлея. На солнечной стороне приборного отсека смонтирован блок астронавигационных приборов с датчиками ориентации: на Солнце, а также на звезду Канопус и Землю.

Характерная для космороботов деталь: уже по одному тому, как расположены на борту АМС научные приборы, можно судить об их назначении, характере проводимых с их помощью экспериментов.

Вот, например, магнитометр и анализаторы плазменных волн. Чтобы измерить невозмущенные магнитные и электрические поля, их датчики вынесены на специальных штангах как можно дальше от корпуса космического аппарата. В то же время датчики у тех приборов, что предназначены для контактных измерений частиц и плазмы кометы, смонтированы с той стороны корпуса АМС, которая обращена к набегающему потоку кометной пыли.

Особняком держатся оптические средства наблюдения за ядром кометы — трехканальный и инфракрасный спектрометры, телевизионные камеры и аналоговый датчик наведения, они установлены на автоматической стабилизированной платформе (АСП).

Ниже мы еще посмотрим, что представляет и откуда появилась платформа, а пока, вернемся к космическому тандему, приближающемуся к Венере.

3. Репортажи из «горячей точки» Утренней звезды

При подлете к Утренней звезде от каждой «Веги» отделился спускаемый аппарат (СА), который, совершив сначала аэродинамическое торможение, затем плавный спуск на парашюте и на тормозном щитке, мягко опустился на скорости около 7 м/сек на венерианскую поверхность. Энергию удара поглотил своего рода одноразовый амортизатор — тонкостенная тороидальная оболочка, которая в момент посадки пластически деформировалась. Она же и сориентировала СА после посадки.

В течение часового полета в атмосфере приборы СА передали на борт «Веги», а та в свою очередь транслировала на Землю информацию о температуре, давлении, скорости ветра. Специальные датчики проанализировали состав атмосферных газов. Специалистам, изучающим развитие Солнечной системы, особенно важно знать, каково содержание инертных газов и их изотопов, в том числе и реликтовых, поскольку многие из них сохранились со времен формирования планеты.

Совершив посадку, СА включил грунтозаборное устройство с миниатюрным буром, способным забуриться в породы практически любой твердости, и приступил к исследованию химического состава грунта, а также измерил содержание в нем радиоактивных элементов.

В считанные после посадки минуты были отобраны образцы. После удаления окружающей их газовой атмосферы, они через шлюзовой канал попали внутрь посадочного аппарата, в грунтоприемник. Здесь порода облучалась радиоизотопным источником. Возникающее при этом флюоресцентное излучение — оно зависит от содержания того или иного элемента — регистрировалось детектором. Информация по мере ее накопления в многоканальном анализаторе импульсов периодически передавалась на Землю телеметрической системой.

Напомним, что впервые химический состав грунта Утренней звезды анализировали рентгенорадиометры космических станций «Венера-13» и «Венера-14». Чтобы не дублировать их результаты, СА впервые были посажены в высокогорном районе. Знание состава грунта в различных точках поверхности, отстоящих друг от друга на многие сотни километров, дало возможность судить о том, насколько разнообразны типы местных пород. С другой стороны, теперь можно представить, как осуществляется химическое взаимодействие поверхности и атмосферы.

Сравнение элементного состава грунта — а он иной, чем в местах предыдущих посадок — позволило исследователям представить, в каких условиях формировались геологические структуры, как развивались процессы эрозии. Ну а рассчитав возможный состав местных минералов, можно судить и о процессах взаимодействия атмосферы с раскаленной поверхностью.

В экстремальных условиях Венеры нельзя было пренебречь единственным, пожалуй, способом исследовать ее породы на предмет содержания в них таких естественных радиоактивных элементов, как уран, торий, калий. Ведь предшествующие эксперименты, когда была получена уникальная информация о составе венерианских пород, показали высокую эффективность гамма-спектрометрических приборов.

Гамма-спектрометры «Веги» действовали по следующему, уже знакомому нам сценарию. Гамма-кванты, излучаемые радиоактивными породами Венеры, попадали на чувствительный кристалл, вызывая в нем вспышки тем большие, чем «энергичнее» попадающие на кристалл гамма-кванты. После дополнительного усиления сигналы регистрировались многоканальным амплитудным анализатором. Телеметрия четко передавала информацию на Землю.

Последующее изучение полученных материалов (оно, кстати, продолжается до сих пор) позволит ученым заглянуть в далекое геологическое прошлое нашей соседки по Солнечной системе.

Работа на поверхности, нагретой до нескольких сотен градусов, длилась почти четверть часа. Гораздо более длительное время — двое суток — велись исследования в облачном слое Венеры при помощи аэростатного зонда (АЗ), отделившегося от спускаемого аппарата на высоте примерно 54 км.

Нужна поистине снайперская точность наведения АМС, чтобы не имеющий собственной системы управления СА выполнил эту операцию точно на заданной высоте, а главное — в нужном районе. Ведь АЗ должен был попасть на ночную сторону планеты, оставаясь при этом на границе прямой видимости с Земли! Только благодаря соблюдению всех этих условий оболочка АЗ не была испепелена огненной атмосферой, а зонд смог дрейфовать в течение почти двух суток (46 ч), преодолев расстояние около 12 тыс. км со скоростью 250 км/ч! Один из аэростатов дрейфовал в северном, а другой — в южном полушарии.

Любопытно, что почти 20 лет назад на одном из заседаний творческой лаборатории «Инверсор», действующей при редакции журнала «Техника — молодежи», энтузиастами обсуждался проект, предусматривающий использование аэростатных газонаполненных оболочек сначала для исследования, а впоследствии для освоения Венеры. И вот то, что некогда казалось фантастическим, не слишком обоснованным домыслом, стало реальной конструкцией, с помощью которой впервые в мире осуществлено принципиально новое направление в исследовании атмосферы Утренней звезды. В частности, найдены ответы на ряд вопросов, которые до сих пор не удалось решить с помощью спускаемых аппаратов.