«Венера-13»





30 октября 1981 года - старт
10 ноября 1981 года - коррекция
21 февраля 1982 года - коррекция
27 февраля 1982 года - отделение СА, перевод модуля на пролётную траекторию
1 марта 1982 года - пролёт Венеры, ретрансляция данных с лендера
10 июня 1982 года - тестовая коррекция
14 октября 1982 года - тестовая коррекция
25 апреля 1983 года - последний сеанс связи

Ежегодник БСЭ 1982 г

Автоматические станции для исследования планет АМС «Венера». В соответствии с программой исследования космического пространства и планет Солнечной системы 30 октября и 4 ноября осуществлены запуски двух аналогичных по конструкции и назначению космических станций: АМС «Венера-13» и АМС «Венера-14». Основной целью запуска станций являлось продолжение научных исследований планеты Венера. В процессе полета станций по трассе Земля - Венера проводились исследования рентгеновского, гамма-излучений и магнитных полей в космическом пространстве, характеристик солнечного ветра, космических лучей и межпланетной плазмы. На станциях наряду с советской научной аппаратурой были установлены приборы, созданные учеными Франции и Австрии.

АМС «Венера-13» достигла окрестностей планеты Венера 1 марта 1982 г. Спускаемый аппарат станции вошел в плотные слои атмосферы и совершил мягкую посадку в равнинной местности к востоку от области Феба.

5 марта 1982 г. приблизилась к цели и АМС «Венера-14». Ее спускаемый аппарат совершил мягкую посадку на поверхность Венеры на расстоянии ок. 1000 км от места посадки СА станции «Венера-13», в р-не, расположенном восточнее области Феба.

В ходе полета спускаемых аппаратов в атмосфере Венеры и после их посадки на ее поверхность проводились комплексные научные исследования. Были осуществлены эксперименты по изучению химического и изотопного состава атмосферы и облаков, структуры облачного слоя, рассеянного солнечного излучения, а также регистрация электрических разрядов в атмосфере.

С помощью установленных на спускаемых аппаратах грунтозаборных устройств проведены бурение поверхностного слоя, взятие проб грунта и его анализ с целью определения элементного состава пород в двух р-нах планеты.

Научно-технические эксперименты и исследования на поверхности, проводившиеся в сложных условиях высоких температур и больших давлений (СА «Венера-13»: t окружающей среды 457°С, давление 89 атм; СА «Венера-14»: t окружающей среды 465°С, давление 94 атм), включали передачу панорамных изображений окружающей местности через цветные светофильтры, измерение электропроводности, физико-механических свойств грунта и т. д.

СА станции «Венера-13» функционировал на поверхности планеты 127 мин, СА станции «Венера-14» - 57 мин (расчетное время - 32 мин). Данные о работе систем и научных приборов спускаемых аппаратов принимались на борту межпланетных станций «Венера-13» и «Венера-14» и ретранслировались на Землю.

В ходе дальнейшего полета станций по гелиоцентрическим орбитам продолжались научные исследования, начатые на межпланетных трассах Земля - Венера.
Ежегодник БСЭ 1983 г

АМС «Венера». Запущенные 30 октября и 4 ноября 1981 г. автоматические станции «Венера-13» и «Венера-14» достигли планеты Венера в марте 1982 г. 1 марта спускаемый аппарат станции «Венера-13» вошел в атмосферу Венеры и совершил мягкую посадку на ее поверхность в точке с координатами 7°,5 ю. ш. и 303°,5 долготы. СА станции «Венера-14» 5 марта вошел в атмосферу и совершил мягкую посадку на поверхность на расстоянии ~1000 км от первого аппарата в точке с координатами 13° ю. ш. и 310° долготы. СА передали сведения об атмосфере планеты, черно-белые и цветные панорамные изображения окружающей местности. С помощью грунтоза-борного устройства были взяты пробы грунта для определения элементного состава пород методом рентгено-флюо-ресцентного анализа.

АМС «Венера-13» и «Венера-14» (рис. 1,2) конструктивно состоят из орбитального блока (ОБ) и спускаемого аппарата. ОБ содержит служебные системы, обеспечивающие навигацию, измерение и коррекцию траектории полета, радиокомандную, радиотелеметрическую и ретрансляционные системы, работающие в трех диапазонах длин волн, системы энергопитания, терморегулирования и др. системы, необходимые для управления станциями и получения с них информации. На наружных поверхностях ОБ размещен научный комплекс, в состав которого входят: советско-французская аппаратура для измерения интенсивности и координат источников гамма-всплесков солнечного и галактического происхождения, магнитометр австрийского производства для исследования межпланетных магнитных полей; приборы для исследований межпланетной плазмы и космических лучей.

При разработке схемы полета станций были выбраны траектории со временем перелета 122 и 121 суток, которые обеспечили заданные скорости входа в атмосферу планеты. Через 10-11 суток были проведены первые коррекции траектории, а за 8 суток до подлета - вторые. Отделение СА от ОБ производилось за 2 суток до подлета к планете. СА продолжал пассивный полет до входа в атмосферу, а ОБ с помощью двигательной установки увода переводился на пролетную траекторию с целью приема и ретрансляции информации с СА.

Спускаемый аппарат и двухкаскадная парашютная система находятся внутри сферы, выполненной из высокопрочных материалов с нанесенным на нее теплозащитным покрытием. Сферическая оболочка гасит скорость аппарата в атмосфере планеты с 11,2 км/сек до величины порядка 300 м/сек, допустимой для ввода парашютной системы. Кроме того, она предохраняет СА от воздействия скоростного напора и высоких температур. На высоте 64,5-66,5 км вводится парашютная система, а затем происходит сброс верхней и нижней полусфер оболочки. СА после этого плавно опускается на парашюте в облачном слое планеты, проводя научные измерения и передавая информацию на Землю. После прохождения облачного слоя парашют отстреливается, и дальнейший спуск аппарата примерно в течение часа осуществляется с помощью жесткого тормозного щитка. Скорость снижения на высоте ~ 48 км сначала возрастает до ~ 40 м/сек, а затем постепенно падает по мере увеличения плотности атмосферы и не превышает 8 м/сек к моменту посадки. Схему снижения и посадки см. на рис. 3.

Спускаемый аппарат состоит из двух теплопрочных герметических отсеков, сферической и эллипсоидальной формы, защищенных от нагрева мощной теплоизоляцией, тормозного аэродинамического щитка, посадочного устройства, грунтозаборного устройства, антенно-фидерной системы и научной аппаратуры, устанавливаемой вне приборных отсеков. В сферическом отсеке размещены радиопередатчики, аккумуляторная батарея, программно-временное устройство, аппаратура для исследования элементного состава грунта, два телефотометра с иллюминаторами, система теплозащиты и др. системы. В эллипсоидальном отсеке размещена научная аппаратура для измерений в атмосфере. На посадочном устройстве, имеющем сминаемую торовую оболочку, поглощающую энергию удара, размещены буровая установка, прибор для определения механических характеристик грунта, выносное устройство с цветными тестами и др. научная аппаратура.


Рис 1. АМС «Венера-13» и «Венера-14» (схематич. изображение). Рис 2. СА станций «Венера-13» и «Венера-14».
Рис 3. Схема посадки СА станций «Венера-13» и «Венера-14».

После посадки происходит отделение защитных крышек иллюминаторов телефотометров, вынос прибора для измерения прочности и электропроводимости грунта, включение буровой установки, телефотометров и передача полученной информации на Землю.

Для передачи панорамных изображений поверхности вокруг места посадки на противоположных сторонах СА было установлено по два телефотометра, обеспечивающих практически полный круговой обзор места посадки. Они наклонены к вертикальной оси аппарата на 50°. Это позволяет рассмотреть в центральной части панорамы (см. рис. 4, 5, 6, 7) поверхность, непосредственно прилегающую к аппарату, и оценить микроструктуру грунта и характер его взаимодействия с конструкцией посадочного устройства. На краях панорамы можно видеть более удаленные объекты вплоть до местного горизонта и участков небосвода.

Рис. 4, 5. Изображения поверхности планеты Венера на месте посадки СА станции «Венера-13». Рис. 6, 7. Изображения поверхности планеты Венера на месте посадки станции «Венера-14»

Научная аппаратура СА включала: приборы для определения элементного состава атмосферных аэрозолей, определения химического состава атмосферы методом газовой хроматографии, исследования химического и изотопного состава атмосферы Венеры масс-спектрометрическим методом, уточнения данных о строении и оптических характеристиках аэрозольных слоев в атмосфере, исследования структуры и состава облачного слоя и спектрометрических исследований освещенности, измерения линейных и ударных перегрузок при аэродинамическом торможении и при посадке, регистрации и исследования электрических разрядов в атмосфере Венеры. Кроме того, в состав ПА была включена аппаратура для измерения температуры и давления атмосферы при спуске и на поверхности.

Спускаемые аппараты «Венера-13, 14» проводили эксперименты в различных геологических р-нах планеты и передавали информацию с поверхности в течение ~127 и 60 мин соответственно. Температура окружающей среды составляла соответственно 462 и 465°С, давление 88,7 и 94,7 атм, освещенность 3 и 10 килолюкс. Высоты в местах посадки составляли 1,9 и 1,3 км относительно среднего уровня, соответствующего радиусу планеты R-6050 км.

Выполнение программы полета «Венеры-13» и «Венеры-14» явилось серьезным успехом советской науки и техники. По широте, полноте и научному уровню комплекс экспериментов на «Венере-13» и «Венере-14» намного превосходил все предыдущие экспедиции на эту планету. В результате впервые проведены измерения ультрафиолетового потока солнечного излучения в атмосфере. Обнаружено, что значительная часть солнечного излучения поглощается выше 60 км. Это позволит объяснить совершенно необычные характеристики движения атмосферы. Впервые проведены измерения содержания всех инертных газов (неон, аргон, криптон, ксенон) в атмосфере Венеры и многих их изотопов. Эта информация является ключевой для разгадки тайны происхождения не только Венеры, но и всей Солнечной системы.

Впервые проведены измерения в глубоких слоях атмосферы Венеры содержания ряда малых (но существенных для понимания происходящих в ней процессов) молекулярных компонент, таких, как Н2, COS и H2S. Впервые проведены одновременные измерения содержания водяного пара прямыми и оптическими методами. Их совместная интерпретация показывает, что водяного пара в атмосфере очень мало и его распределение по высоте весьма необычно. Оба факта также важны для понимания природы планеты.

Впервые показано прямыми измерениями, что сера является основным элементом, определяющим состав облачного слоя. Впервые проведен анализ элементного состава грунта планеты. Этот эксперимент потребовал решения исключительно трудной задачи забора грунта в условиях высоких температур и давлений.

Впервые получены цветные панорамы поверхности Венеры с круговым обзором. По качеству новые панорамы относятся к числу самых лучших переданных когда-либо космическими аппаратами с поверхности других планет.

Анализ пород грунта осуществлялся в наиболее типичных для поверхности Венеры провинциях - холмистой возвышенности («Венера-13») и гладкой низменности («Венера-14»). Состав породы в районе посадки «Венеры-13» оказался близким к калиевым щелочным базальтам, состав породы в р-не посадки «Венеры-14» - близким к толеитовым базальтам земной коры. Сравнение состава типичных пород Венеры с составом пород аналогичных структурно-морфологических провинций Земли указывает на некоторые различия в формировании поверхности и коры этих планет.


Сиддики:
Научные инструменты:
Перелётный модуль:
1. магнитометр
2. детектор космических лучей
3. датчики солнечного ветра
4. Детектор гамма-всплесков Signe-2MZ2
Результаты: Венера-13 входила в третью пару тяжелых зондов пролета Венеры, запущенных к Венере Советским Союзом в 1970-х годах (после Венеры 9/10 и Венеры 11/12). Советы выбрали место посадки для «Венеры 13» на основе информации, переданной НАСА с корабля «Пионер Венера Орбитер». Они должны были летать в 1980 году, но отказы пробоотборника почвы и камер на Венере 11/12 привели к более длительному процессу перепроектирования, и эти транспортные средства - особенно лэндеры (каждый 1 643,72 килограмма), возможно, были наиболее тщательно протестированными аппаратами дальнего космоса из когда-либо выпущенных Советами. «Новые» космические аппараты имели улучшенный набор инструментов (таких как спектрофотометр, газовый хроматограф и масс-спектрометр), включая переработанный пробоотборник грунта по сравнению с его предшественниками. Операторы провели две коррекции в середине пути 10 ноября 1981 года и 21 февраля 1982 года. Во время перелёта были некоторые аномалии: например, после первой коррекции аномалии были обнаружены в двух научных инструментах (Конус" и РПП-01) и не удалось записать данные на магнитофон.
Спускаемый аппарат «Венера-13» отделился от своего модуля 27 февраля 1982 года.
Пролётный модуль вышел на гелиоцентрическую орбиту после передачи на Землю всех данных, собранных с лендера. Его двигатель был запущен дважды, 10 июня и 14 октября 1982 года, в рамках испытания, чтобы предоставить технические данные для ожидаемого пролета кометы Галлея на космическом аппарате Вега. Перелётный модуль продолжал предоставлять данные по крайней мере до 25 апреля 1983 года.

СА "Венеры-13"


30 октября 1981 года - старт в составе АМС "Венера-13"
27 февраля 1982 года - отделение СА
1 марта 1982 - посадка. Работал на поверхности 127 минут

Сиддики:
Лендер:
1. рентгенофлуоресцентный спектрометр + бур VB02
2. рентгенофлуоресцентный спектрометр для аэрозолей
3. система визуализации
4. датчики давления и температуры
5. масс-спектрометр
6. Грозозащитный детектор Гроза-2
7. Сигма-2 газовый хроматограф
8. нефелометр
9. спектрофотометр
10. Акселерометр Бизон-М
11. датчик влажности
12. ПрОП-В грунт механический / электрический зонд
13. сейсмометр


Модель пенетрометра ПрОП-В, установленного на Венерах 13 и 14

Спускаемый аппарат «Венера-13» отделился от своего модуля 27 февраля 1982 года. СА вошёл в атмосферу Венеры и начал передавать атмосферные данные на пролетный модуль, который продолжал пролетать мимо планеты после сближения на расстоянии 36 000 километров. После спуска продолжительностью примерно 1 час спускаемый аппарат приземлился на поверхность Венеры в 03:57:21 1 марта 1982 года. Скорость посадки была около 7,5 м/с, а координаты посадки были 7,55°S / 303,69°E. долготы. Лендер продолжал передавать еще 127 минут, что намного превышало запланированный срок службы 32 минуты. Лендер обнаружил, что температура и давление составляют 462°С и 88,7 атм. соответственно. Венера 13 повторила попытки фотографирования цветных поверхностей (с использованием красного, зеленого и синего фильтров), которые потерпели неудачу на Венера 11 и 12, и преуспели в том, что передали на Землю первые цветные фотографии поверхности Венеры. Венера 13 возвратила восемь последовательных панорам, показывающих поле оранжево-коричневых угловатых скал и рыхлую почву. Успешный анализ почвы (который не удался на Венера 11/12) показал, что почва похожа на наземный лейцитовый базальт с высоким содержанием калия.