Vega (sondă spațială)

Vega
Space Probe Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos Sonda Vega cu lander-ul său. Date generale
Organizare Uniunea Sovietică
Constructor Lavochkin
Program Venera
Camp Studiul Venus și cometa Halley
Tipul misiunii Survol, aterizator atmosferic, balon
Numarul copiilor 2
Lansa Vega 1: 15 decembrie 1984
Vega 2: 21 decembrie 1984
Lansator Proton -K
Sfârșitul misiunii Vega 1: 30 ianuarie 1987
Vega 2: 24 martie 1987
Identificator COSPAR 1984-125A
Principalele repere
Vega 1: Prezentare generală a lui Venus 11 iunie 1985
Vega 1: zbura cometei lui Halley 6 martie 1986
Vega 2: Venus flyby 15 iunie 1985
Vega 2: zbura cometei lui Halley 9 martie 1986
Caracteristici tehnice
Liturghie la lansare 4.925  kg,
inclusiv lander și balon: 1.700 kg
Instrumente de masă 130 kg (navă mamă)
Masa de propulsor 590 kg
Controlul atitudinii stabilizat 3 axe
Sursa de energie Panouri solare (nave-mamă)
Principalele instrumente
Televizoare aparat foto
TKS Spectrometru cu 3 canale
IKS Spectrometru cu infraroșu
SP-1/2, DUCMA, FOTON Detectoare de praf
PUMA Spectrometru de masă praf
PLASMA-G Spectrometru cu plasmă
TUNDE-M, MSU-TASPD Detectoare de particule de energie
MISCHA Magnetometru
VREMEA (lander) Canalul de vreme
ISAV-S (lander) Spectrometru ultraviolet
Y (balon) Canalul de vreme
Z (balon) Spectrometru de fluorescență cu raze X

Vega 1 și Vega 2 sunt două sonde spațiale sovietice lansate în 1984 cu o dublă misiune: studiul lui Venus de pe orbită și utilizarea baloanelor sonore și zborul peste cometa lui Halley , pentru a profita de trecerea sa în 1986 lângă Soare, care reproduce doar fiecare 76 de ani.

Zbaterea cometei lui Halley a dat naștere unei mobilizări la nivel mondial: pe lângă cele 2 sonde sovietice, sonda europeană Giotto și 2 sonde japoneze, Suisei și Sakigake , au efectuat un survol al cometei. Cele două sonde Vega 1 și Vega 2 , construite de Uniunea Sovietică cu instrumentare, cu ajutorul multor țări din Europa de Est și de Vest, inclusiv Franța și Germania , s-au bazat pe modele de sonde Venusiene din programul Venera . Numele Vega este o contracție de Венера = Venera = Venus și Галлей = Gallej = Halley.

Sondele urmau să fie construite inițial ca parte a unui program franco-sovietic care combina un orbitator și un balon meteorologic mare destinat să plutească în atmosfera lui Venus. După anularea participării americane la programul flyby Halley, cele două sonde sunt modificate pentru a putea zbura peste cometă, iar balonul mare este înlocuit cu un balon de dimensiuni mult mai modeste. Cele două sonde sunt lansate respectiv pe15 decembrie si 21 decembrie 1984.

Sondele Vega sunt, la sfârșitul anului 2020, ultimele sonde de explorare ale sistemului solar sovieto-rus care au reușit să își atingă obiectivele. Misiunile sondelor Phobos (1988/1989) s-au încheiat cu eșec. După dizolvarea URSS , sonda rusă Mars 96 (1996) nu a reușit să părăsească orbita Pământului în urma unui eșec al lansatorului Proton . Sonda marțiană Phobos-Grunt lansată în 2012 a fost, de asemenea, victima unui eșec intern chiar înainte de a părăsi orbita Pământului.

Context

La începutul anilor 1980, sovieticii au început să proiecteze împreună cu agenția spațială franceză și ca o extensie a programului lor de a explora Venus , o misiune de a studia această planetă, care urma să desfășoare un balon mare pentru prima dată în ea. această planetă. În același timp, revenirea cometei lui Halley, programată pentru 1985, a stârnit interesul oamenilor de știință din întreaga lume, iar agențiile spațiale sovietice, americane și japoneze aveau în vedere lansarea unor misiuni pentru a o întâlni. Sovieticii decid să fuzioneze cele două proiecte botezând viitoarea misiune Vega (contracția în rusă a lui Venera și Halley). În conformitate cu liberalizarea recentă a regimului sovietic ( Perestroika ), managerii de proiect lansează pentru prima dată în istoria programului spațial sovietic o cerere internațională de contribuții la nivel instrumental.

Obiective

Caracteristici tehnice

Sondele Vega 1 și Vega 2 sunt identice. Fiecare sondă spațială include o navă mamă care transportă landerul pentru a ateriza pe suprafața lui Venus. Acesta din urmă trebuie să elibereze un balon meteorologic în timpul trecerii sale prin atmosferă. Nava-mamă efectuează un simplu zbor al lui Venus. În timp ce este încă aproape de Venus, colectează datele transmise de balonul sondei și de lander, care au o durată de viață foarte scurtă, apoi își continuă drumul îndreptându-se spre sonda Halley pe care trebuie să o zboare. Cele două sonde spațiale sunt proiectate de biroul de proiectare Babakine și construite sub numele de cod 5VK de către Lavotchkine în Khimki .

Nava-mamă

Nava-mamă are caracteristici foarte asemănătoare cu sondele spațiale Venera 9 până la Venera 14 . Diferențele se referă la adoptarea unor panouri solare de spațiu mai mare sonde Venera de 15 / de 16 , dublarea cantității de carburant transportate (590 kg în loc de 245 kg) și adăugarea unui scut la impactul protejari de praf comete. Fiecare sondă este alimentată cu energie de două panouri solare mari . Instrumentele includ o antenă satelit , camere, spectrometru , sondă de radiații infraroșii, magnetometre (MISCHA) și sonde de plasmă . Fiecare sondă, cântărind 4920  kg pe unitate , a fost lansată de o rachetă Proton de la Baikonur . Cele două sonde au fost stabilizate pe 3 axe. Fiecare sondă a primit un scut dublu care trebuie să-l protejeze de coliziunile cu praful emis de cometa lui Halley.

Principalele instrumente ale sondei

Instrumentele utilizate în timpul zborului cometei includ:

  1. Camere;
  2. Spectrometru cu infraroșu  ;
  3. Spectrometru UV și lumină vizibilă;
  4. Detectoare de penetrare a scutului;
  5. Detectoare de praf;
  6. Spectrometru de masă pentru praf;
  7. Spectrometru de masă gaz neutru;
  8. Instrument de analiză a energiei cu plasmă APV-V;
  9. Instrument de analiză a energiei particulelor;
  10. Magnetometru  ;
  11. Instrumente de analiză a radiației și plasmei.

Landerul

Landerele sunt identice cu cele utilizate în misiunile anterioare Venera. Ei trebuie să studieze atmosfera și solul de la suprafață; fiecare are instrumente pentru analiza temperaturii și presiunii, un spectrometru ultraviolet, un sistem de măsurare a concentrației de apă, un cromatograf de gaze , un spectrometru cu raze X, un spectrometru de masă și un instrument pentru prelevarea unei probe de sol.

Încărcătură utilă

Sarcina utilă a inclus următoarele instrumente:

Balonului meteorologic

Presiune constantă de tip balonului meteorologic are un diametru de 3,4 metri și cântărește un total de 25  kg , cu instrumentele. Este desfășurat la 54  km de la suprafață în cea mai activă parte a atmosferei Venus. Bateriile electrice care alimentează instrumentele științifice le permit să măsoare temperatura , presiunea atmosferică și viteza vântului timp de 60 de ore. Cele două baloane Vega 1 și Vega 2 au reușit să transmită date timp de 46 de ore.

Balonul, de formă sferică, are un diametru de 3,54 metri și este umplut cu heliu . Un coș care cântărește 6,9  kg și măsoară 1,3 metri lungime este suspendat sub balon printr-un cablu lung de 13 metri. Masa totală este de 21  kg .

Partea superioară a nacelei este acoperită de o antenă conică de 37  cm înălțime și 15  cm în diametru la bază. Sub antenă este un modul care conține emițătorul radio și sistemul de control electronic. Partea inferioară a capacului conține instrumentele științifice și bateriile.

Instrumentele includ:

Transmițătorul radio de mică putere, permite transmiterea datelor la viteza foarte mică de 2048 biți pe secundă, deși sistemul utilizează tehnici de compresie pentru a transmite cât mai multe date prin această lățime de bandă îngustă . Cu toate acestea, frecvența măsurătorilor de către instrumente este de 75 de secunde. Datele radio emise de balon sunt capturate de două rețele care reunesc un total de 20 de radiotelescoape, inclusiv o rețea sovietică coordonată de Academia de Științe a URSS și o rețea internațională susținută de agenția spațială franceză ( CNES ).

Baloanele sunt aruncate pe partea neluminată a planetei și desfășurate la o altitudine de aproximativ 50 de kilometri. Au nevoie de puțină înălțime (câțiva kilometri) înainte de a găsi o altitudine în care forța de ridicare este echilibrată cu greutatea coșului. La această altitudine, presiunea și temperatura atmosferei lui Venus sunt apropiate de cele ale Pământului. Cu toate acestea, vânturile suflă cu forța unui uragan și atmosfera este compusă în principal din dioxid de carbon amestecat cu acid sulfuric și concentrații mai mici de acid clorhidric și acid fluorhidric .

Baloanele s-au deplasat rapid din partea de noapte a planetei în partea iluminată înainte ca bateriile să se epuizeze și să se piardă contactul. Datele de telemetrie indică faptul că mișcarea balonului a inclus mișcări verticale în atmosferă care nu au fost detectate de misiunile anterioare. Cu aceste desfășurări de succes, cele două baloane devin primii aeroboti care zboară pe o altă planetă decât Pământul.

Progresul misiunii Vega 1

Studiul lui Venus

Zborul peste Venus are loc pe 15 iunie 1985. Sonda cade în apropierea planetei, cu câteva zile înainte de zborul efectiv, un subansamblu care are forma unei sfere cu diametrul de 240  cm și cântărind 1.500  kg . Aceste subansamble, care conțin un lander și un balon meteo , intră în atmosfera venusiană fără schimbarea înclinației .

Instrumentele Vega 1 vor fi pornite accidental de o rafală de vânt deosebit de violentă la 20  km deasupra suprafeței și, prin urmare, nu au furnizat date. Aterizarea a avut loc la următoarele coordonate: 7,5 ° N, 177,7 ° E.

Zburatul cometei lui Halley

După zborul lor peste Venus, sondele Vega iau direcția cometei Halley folosind asistența gravitațională a lui Venus. Obiectivul este de a zbura deasupra nucleului cometei cât mai aproape posibil și de a oferi informații despre dimensiunea nucleului , forma acestuia, temperatura și caracteristicile suprafeței, structura și dinamica cozii sale, compoziția gazelor. lângă nucleu, compoziția particulelor de praf și distribuția lor în funcție de distanța față de nucleu, precum și de interacțiunile dintre vântul solar și cometă.

Dintre cele cinci sonde spațiale lansate pentru a întâlni cometa, Halley Vega 1 este prima care a zburat peste ea. Ea începe să-i facă poze pe 4 martie, când se află la 14 milioane de kilometri de ea. Vega 1 începe să detecteze moleculele de apă din cometa ionizată și accelerată de vântul solar când se află la 10 milioane de kilometri de cometa lui Halley. Vega zboară peste cometă pe 6 martie. Magnetometrul său începe notând o întărire a câmpului magnetic la 3 h 46 UT, în timp ce este la 1,1 milioane de kilometri. Acest eveniment corespunde regiunii spațiului în care câmpul magnetic solar se ciocnește cu gazul ionizat din cometă. Detectorul american de praf de la bordul Vega 1 detectează primul praf din coadă atunci când sonda spațială se află la 637.000 de kilometri de nucleu. Se dovedesc a fi cu dimensiuni mult mai mici decât se aștepta. Camera reușește să detecteze nucleul mai precis atunci când se află la doar 50.000 de kilometri distanță. Imaginea prezintă două zone luminoase distincte. Șocul de praf scoate din funcțiune un prim instrument la 28.600 de kilometri distanță. Vega 1 a zburat peste miez la 0720 UTC, trecând la o distanță de 8.890 kilometri și o viteză de 79,2 km / s. Detectorul de praf înregistrează la momentul acestui pasaj un vârf brusc al numărului de particule care merge de la 100 la 40.000 pe secundă. Pe măsură ce sonda spațială s-a deplasat la 45.000 de kilometri de nucleu, instrumentele au detectat traversarea unui jet de gaz lat de 500 de kilometri. La sfârșitul acestui zbor, 55% din celulele solare nu mai funcționează și două dintre instrumentele montate pe panourile solare nu mai funcționează.

Progresul misiunii Vega 2

Studiul lui Venus

Zborul peste Venus are loc pe 11 iunie 1985. Sonda cade în apropierea planetei, cu câteva zile înainte de zborul efectiv, un subansamblu care are forma unei sfere cu diametrul de 240  cm și cântărind 1.500  kg . Aceste subansamble, care conțin un lander și un balon meteo , intră în atmosfera venusiană fără schimbarea înclinației .

Landerul lui Vega 2 a lovit pământul 15 iunie 1985la 3:00 UT la 8,5 ° S, 164,5 ° E în partea de est a Afroditei Terra . Locul de aterizare al sondei este situat la aproximativ 100 de metri deasupra nivelului mediu al lui Venus. Presiunea este de 91 atmosfere și temperatura este de 736 Kelvin ( 463  ° C ). Proba de sol analizat este de anortosit - troctolite tip . Datele vor fi transmise timp de 56 de minute.

Zburatul cometei lui Halley

Pe măsură ce Vega 1 se îndepărtează de cometă, este rândul lui Vega 2 să intre în imagine. Această sondă spațială începe să facă poze cu cometa lui Halley pe 7 martie, în încercarea de a identifica poziția nucleului său. Flyby-ul are loc pe 9 martie. Intrarea în zona de influență a cometei are loc în timp ce sonda spațială se află la o distanță de 1,5 milioane de kilometri. Dar această influență, semnalată inițial de o creștere a temperaturii plasmei , este mult mai puțin marcată decât în ​​cazul Vega 1, iar primul praf este detectat doar la 280.000 de kilometri, adică la o distanță de jumătate din distanță. Sonda spațială traversează o primă zonă de praf mai densă la 150.000 de kilometri distanță și va experimenta un nou vârf la 50.000 de kilometri după zbor. Densitatea redusă a prafului este atribuită unei orientări diferite a cometei: în momentul zborului, zonele active (emit jeturi de praf) nu sunt întoarse spre Soare, ceea ce ajută la confirmarea perioadei de rotație. De 52 de ore care ar plasa trecerea Vega 2 la o rotație și jumătate după cea a Vega 1 . Cu 32 de minute înainte de zbor, procesorul responsabil cu orientarea către platforma orientabilă care susține camera și spectrometrele se defectează și trebuie să preia un sistem de backup mai puțin precis. Au fost făcute 700 de fotografii în timpul zborului care a avut loc la 0720 UT, la o distanță de 8030 kilometri și la o viteză de 76,8 kilometri pe secundă. Imaginile realizate sunt mai neclare decât era de așteptat, având în vedere densitatea mai mică a prafului. Spectrometrul cu plasmă reușește să identifice cele mai abundente gaze înainte de a se descompune: aceasta sună la ionii de apă urmați de cei ai dioxidului de carbon . Un vârf din spectru este atribuit prezenței fierului . Dintre toate sondele din „Halley Armada”, Vega 2 suferă cele mai multe daune. Cei trei senzori magnetometrici se pierd împreună cu unul dintre detectoarele acustice de praf, în timp ce panourile solare își pierd 80% din celulele solare . Detectoarele de unde de plasmă sunt parțial deteriorate. Deși diminuată, sonda spațială reușește să facă două serii suplimentare de fotografii după zborul din 10 și 11 martie și să le transmită. Cele mai clare fotografii făcute la mică distanță arată un miez de cartof în formă de arahide lung de 14 kilometri și lățime de 7,5 kilometri. Aceste imagini permit excluderea prezenței mai multor nuclee distincte și validarea ipotezei făcute cu trei decenii mai devreme de astronomul Whipple care sugerase că nucleul era un bulgăre de zăpadă murdar. Dar, spre surprinderea tuturor, albedo-ul măsurat este deosebit de scăzut (4%) similar cu cel al cărbunelui, în timp ce comunitatea științifică se aștepta la cea a unei bile de gheață (deci aproape de 100%). După cum indică prezența jeturilor distincte, procesul de sublimare la locul de muncă la suprafață nu este uniform, ceea ce contrazice o altă ipoteză a lui Whipple. Putem distinge în fotografii două centre strălucitoare care emit jeturi deosebit de puternice și cinci sau șase jeturi înguste. Unul dintre cele mai importante rezultate este măsurarea temperaturii la suprafață între 300 și 400 Kelvin, adică mult mai mult decât ceea ce s-a prezis pe baza modelului cu bile de gheață. Pentru a explica aceste divergențe față de modelele avansate, oamenii de știință sovietici fac ipoteza că miezul de gheață este acoperit cu o crustă fină de culoare închisă, cu o grosime de câțiva milimetri în unele locuri, această crustă dispare, ceea ce permite o sublimare mai mare și se află la originea jeturilor observate. Instrumentele celor două sonde Vega permit determinarea faptului că, în momentul zburării, Halley scoate la fiecare secundă 40 de tone de vapori de apă și câteva zeci de tone de praf (jumătate mai puțin în timpul zburării Vega 2 care are loc trei zile după aceea. de Vega 1).

Informațiile trimise de sonde au permis, de asemenea, sondei europene Giotto să-și regleze traiectoria pentru a trece cât mai aproape de nucleul cometei. Vega 1 și 2 au trimis în total 1.500 de fotografii ale cometei. Sondele au fost dezactivate la câteva săptămâni după întâlnirea cu cometa. Vega 1 și 2 au fost plasate de atunci pe o orbită heliocentrică .

Note și referințe

Note

  1. Această regiune se numește șoc de arc .

Referințe

  1. Astronautix site: Vega probe , consultat la 19/5/2009
  2. Roboți sovietici în sistemul solar: misiuni tehnologii și descoperiri , p.  343-344
  3. Roboți sovietici în sistemul solar: misiuni tehnologii și descoperiri , p.  347-348
  4. Roboți sovietici în sistemul solar: misiuni tehnologii și descoperiri , p.  349-351
  5. Știință, 1986, v . 231, p.  1416
  6. (ro-GB) „  NASA va zbura elicopterul Ingenuity Mars la începutul lunii aprilie  ” , BBC News ,23 martie 2021( citiți online , consultat la 29 martie 2021 )
  7. Explorarea robotică a sistemului solar Partea 2 Hiatus și Reînnoire 1983-1996 , p.  71-74
  8. Explorarea robotică a sistemului solar Partea 2 Hiatus și Reînnoire 1983-1996 , p.  75-79

Surse

Bibliografie

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe