НАЗНАЧЕНИЕ

Космические аппараты серии 4В1М предназначены для проведения исследований планеты Венера с помощью доставляемого на поверхность планеты посадочного аппарата, а также с пролетной траектории.

Серия 4В1М состоит из двух аппаратов (КА «Венера-13» и КА «Венера-14»), являющихся полной аналогией друг друга по конструкции, составу бортовых агрегатов, служебных систем и приборов, комплекту научной аппаратуры и предназначенных для выполнения идентичных исследовательских программ.

Первоначально экспедиция космических аппаратов серии 4В1М планировалась на 1980 год как простое повторение экспедиции 4В1 при той же схеме полета и с тем же составом бортовой служебной и научной аппаратуры. Однако неудача с получением цветных фотопанорам и отказ грунтозаборных устройств на посадочных аппаратах «Венеры-11, -12» вынудили провести серьезную доработку ГЗУ и механизма отделения (отстрела) крышек телефотометров, а также их отработку на стендах и экспериментальных изделиях. В результате, запуски двух аппаратов 4В1М были перенесены на 1981 год и осуществлены: «Венеры-13» - 30.10.1981 г., «Венеры-14» - 4 .11.1981 г.

В программу экспедиции входило:

• доставка СА в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения СА в атмосферу Венеры;

• репортажная передача, транслируемая на ОА в процессе спуска СА в атмосфере, содержащая результаты измерений её основных физико-химических параметров (давления, температуры, химического состава атмосферы, содержания в ней влаги), результаты исследований облачного слоя, атмосферных грозовых электроразрядов;

• осуществление посадки ПА на поверхность планеты, на ее дневную сторону;

• транслируемая на ОА передача цветных телефотометрических изображений поверхности в месте посадки и результатов проведения непосредственного анализа грунта;

• ретрансляция с ОА на Землю результатов выполнения научной программы ПА;

• проведение с помощью ОА исследований околопланетного и межпланетного пространства при движении по пролетной траектории.

Основные научные эксперименты, проводимые в месте посадки, - получение цветных фотопанорам поверхности Венеры, а также забор образцов грунта и их физико-химический анализ.

СХЕМА ПОЛЕТА

Для экспедиций космических аппаратов серий 4В1 и 4В1М выбрана пролётно-десантная схема. Подробное описание схемы полета приведено в разделе Космические аппараты серии 4В1.

Отличия заключаются в продолжительности перелета (для аппаратов серии 4В1М она составляет чуть более 120 суток) и последовательности выполнения операций бортовой аппаратурой ПА после посадки. Работа грунтозаборного устройства начинается так же как в предшествующей экспедиции через 32 сек после достижения контакта с поверхностью, а работа телефотометров – с 4-х минутной задержкой. Первые четыре минуты отведены на трансляцию информации с других научных приборов и телеметрии о работе ГЗУ, а затем идет передача панорамы поверхности Венеры, которая продолжается до прекращения радиосвязи.

Далее ОА 4В1М продолжают полет по гелиоцентрической орбите, передавая на Землю научную информацию о межпланетном пространстве.

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕКТА

Несмотря на то, что КА серии 4В1М во многом повторяли своих предшественников («КА «Венера-11,-12» серии 4В1), для проверки всех изменений было изготовлено 18 экспериментальных машин. Только для проверки операции сброса крышек телефотометров запланировано 39 видов испытаний. В реальности проведено 78. Перед проведением отстрела спускаемый аппарат нагревался до 450 градусов, а затем сбрасывался с высоты, имитируя тем самым посадку на поверхность Венеры. И только после этого производился отстрел крышки. Испытания проводились на грани отказов. В результате при расчетном запасе работоспособности новых узлов ~7,5 был получен запас 20,5. С этим запасом уже можно было отправляться полет.

Выбор демпфера на посадочном устройстве и проверка теоретических расчетов потребовали многочисленных продувок модели посадочного аппарата в аэродинамической трубе.

Оба космических аппарата серии 4В1М (КА «Венера-13, -14») успешно прошли всесторонние наземные испытания и стартовали с космодрома Байконур осенью 1981 года.

Как уже ранее было сказано, запуск двух одинаковых аппаратов планировался не только для повышения общей надежности выполнения целевой задачи, но и для исследования поверхности Венеры в двух различных районах планеты.

Места посадки выбирались таким образом, чтобы определить характер рельефа и пород наиболее типичных геолого-морфологических про¬винций планеты.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «ВЕНЕРА-13»

Общая масса КА «Венера-13» составила 4397,85 кг. Масса спускаемого аппарата –1643,72 кг, масса посадочного аппарата на поверхности Венеры – 750 кг. Корректирующая двигательная установка «Венеры-13» заправлена 629,68 кг топлива: 221,75 кг горючего и 407,93 кг окислителя.

Стартовая масса головного блока с КА «Венера-13» составила 23530 кг. Масса головного блока на ОИСЗ после первого включения ДУ блока ДМ – 19822,44 кг.

Старт ракеты-носителя «Протон-К» с КА «Венера-13» произведен с космодрома Байконур 30 октября 1981 года в 9 часов 4 минуты 22,5 секунды МДВ. Старт к Венере осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты высотой 175 на 161 км. Импульс второго включения двигателя блока ДМ, обеспечивший выведение КА «Венера-13» на межпланетную траекторию, составил 3995,2 м/с. В 10 часов 26 минут 53,0 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.

После раскрытия элементов конструкции КА перешёл в режим постоянной солнечной ориентации. Все бортовые системы функционировали штатно. В связи с этим на следующий день были включены научные приборы: АСМ, КВ-77, «Альт», РПП-01, «Снег-2М3» и «Конус».

После нормализации газопылевой обстановки вокруг аппарата 3 ноября он был переведён в режим трехосной ориентации ПСЗО по Солнцу и звезде Канопус. 6 ноября были заложены уставки в БЦВМ САУ для проведения коррекции, а 10 ноября 1981 года была проведена сама коррекция траектории. При этом двигатель проработал на малой тяге 2 секунды, обеспечив импульс 2,47 м/с при расходе топлива 8,9 кг.

На следующий день после коррекции КА был переведён на 21 час в режим стабилизации закруткой (ГС) для калибровки магнитометра АСМ.

Уже после проведения коррекции был обнаружен отказ 6 каналов в приборе «Конус» и ФЭУ в приборе РПП-01. Кроме того, было зафиксировано падение температуры на шаробаллонах. Чтобы подогреть шаробаллоны, КА был слегка развернут в режиме так называемого «косого» ПСЗО.

На трассе перелёта сеансы связи проводились 1 раз в 3-4 суток и были в основном посвящены воспроизведению научной информации, записанной на бортовые магнитофоны в дежурном режиме. Воспроизведение обычно велось в дециметровом диапазоне со скоростью 139 измерений в секунду в режиме кодирования PN–последовательностью.

По мере приближения КА к Венере началась подготовка к посадке на планету, в связи с чем сеансы связи стали проводиться ежедневно. Этому был посвящен весь февраль. Проводились проверки режимов ретрансляции по дециметровому каналу, включение сантиметрового и метрового каналов радиокомплекса, а также ленточных магнитофонов ЭА 079, на которые должна записываться информация, принимаемая со спускаемого аппарата. В ходе проверок зафиксирован отказ одного из этих магнитофонов.

Параллельно с проверкой бортовых систем пролётного аппарата с приближением к Венере начали проводиться операции по подготовке к посадке спускаемого аппарата. В связи с увеличением теплового потока от Солнца 4 января 1982 года закрыта шторка радиационного нагревателя спускаемого аппарата.

15 февраля по команде с Земли заблокирована автоматика холодного контура спускаемого аппарата и выключен вентилятор, в результате чего температура внутри СА опустилась до минус 3-4°С.

22 февраля проведено первое пробное захолаживание в течение двух часов, что привело к понижению температуры в приборном контейнере ПА до –5,2°С.

24 февраля проведено второе пробное захолаживание в течение 4 часов (–7,6°С), а через два дня – штатное захолаживание, позволившее снизить температуру в СА до –12,3°С к моменту отделения его от пролётного аппарата.

10 февраля кроме работ по захолаживанию спускаемого аппарата проведен заряд химической батареи СА, отключение прошло по счётчику ампер-часов.

21 февраля, за 8 дней до подлёта к Венере, проведена вторая коррекция траектории, при этом импульс составил 5,13 м/с.

27 февраля, за 2 суток до подлёта, в типовом сеансе 6Р произошло отделение спускаемого аппарата, после чего был включён двигатель в режиме малой тяги для увода орбитального аппарата на пролетную траекторию. Импульс увода составил 224,35 м/с (время работы двигателя – 60,2 секунды, расход топлива – 218 кг), то есть оказался близок к расчетному.

1 марта, то есть спустя 122 суток после старта, начался пролетный сеанс. Баллистические условия пролета Венеры в 1982 году не потребовали изменения ориентации КА с целью наилучшего приема антеннами метрового радиокомплекса информации со спускаемых аппаратов (как на КА «Венера-13», так и на работающим одновременно с ним КА «Венера-14»).

Даже без этих частичных отворотов от Солнца сеанс оказался достаточно напряженным с точки зрения энергетики. Поэтому по началу сеанса был заблокирован датчик минимального напряжения для исключения формирования сигнала «Umin».

Сеанс начался с включения передатчиков дециметрового и сантиметрового диапазонов для ретрансляции сигнала со спускаемого аппарата. Приём сигнала в обоих диапазонах осуществлялся с помощью 70-метровой антенны П2500 в Евпатории. Практически в расчетное время появился сигнал со спускаемого аппарата, а затем началось выделение информации из него. Приём информации на участке спуска длился 61 минуту.

Спускаемый аппарат штатно прошёл все этапы снижения в атмосфере: аэродинамическое торможение, спуск на парашюте и, наконец, спуск ПА на тормозном щитке. Спустя 62 минуты после входа СА в атмосферу ПА совершил мягкую посадку в равнинной местности к востоку от области Феба (7°30' южной широты и 303°11' долготы). Первые четыре минуты помимо информации с других научных приборов передавалась телеметрия о работе ГЗУ, а затем началась передача панорамы поверхности Венеры, которая длилась 127 минут. За это время панорамы с обоих телефотометров были дважды переданы, причем с использованием каждого из бортового комплекта светофильтров, и начался третий цикл съёмки. Приём информации с посадочного аппарата был прекращён по команде с Земли.

В ходе спуска в атмосфере Венеры и после посадки на её поверхность проводились комплексные научные исследования. В том числе - эксперименты по изучению химического и изотопного состава атмосферы и облаков, структуры облачного слоя, рассеянного солнечного излучения, а также регистрация электрических разрядов в атмосфере. Температура окружающей среды в месте посадки ПА составила 462° С, давление 88,7 атмосфер, освещенность 3 килолюкс. Высота в месте посадки - 1,9 км относительно среднего уровня, соответствующего радиусу планеты 6050 км.

После пролёта Венеры ОА «Венера-13» вышел на гелиоцентрическую орбиту. В течение нескольких дней неоднократно воспроизводились записи на магнитофонах ЭА 079 информации, полученной со спускаемого аппарата.

В дальнейшем сеансы связи с ОА проводились один раз в 3-5 суток и были посвящены, в основном, воспроизведению с магнитофонов научной информации, записанной в дежурном режиме - продолжалась работа по изучению межпланетного пространства. В частности, продолжались исследования рентгеновского, гамма-излучений и магнитных полей в космическом пространстве, характеристик солнечного ветра, космических лучей и межпланетной плазмы.

Уже в 1980 году появилось решение о проведении в последующей экспедиции (1984 г.) последовательного сближения КА с двумя космическими объектами - Венерой и кометой Галлея. С целью отработки баллистической схемы полета к комете Галлея было запланировано проведение (после выполнения основных задач) соответствующих коррекций траектории на одном из аппаратов серии 4В1М. Для этой цели был выбран КА «Венера-13».

Первая из таких коррекций, которая имитировала прицеливание в точку встречи с кометой, состоялась 10 июня 1982 года. Импульс коррекции составил 192 м/с, время работы двигателя – 47,8 секунды.

Еще одна коррекция была проведена 14 октября того же года. На сей раз импульс коррекции составил 69,08 м/с, а время работы двигателя – 17,3 секунды.

В принципе, баллистическая схема перелета от Венеры к комете Галлея предусматривала проведение трех коррекций, но на КА «Венера-13» еще на одну коррекцию топлива просто не осталось. Впрочем, и без нее была подтверждена реализуемость баллистической схемы полета к комете Галлея.

Последний раз сигнал с КА «Венера-13» был получен 25 апреля 1983 года.

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ «ВЕНЕРА-14»

Общая масса КА «Венера-14» составила 4394,5 кг. Масса спускаемого аппарата – 1632,71 кг, масса посадочного аппарата на поверхности Венеры – 750 кг. Корректирующая двигательная установка «Венеры-14» заправлена 641,35 кг топлива: 225,8 кг горючего и 415,55 кг окислителя.

Старт ракеты-носителя «Протон-К» с КА «Венера-14» произведен с космодрома Байконур 4 ноября 1981 года в 8 часов 31 минут 16,1 секунды МДВ. Старт к Венере осуществлялся с промежуточной околоземной орбиты высотой 178 на 159 км. Импульс второго включения двигателя блока ДМ, обеспечивший выведение КА «Венера-14» на межпланетную траекторию, составил 3990,5 м/с. В 9 часов 53 минуты 50,6 секунды произошло отделение КА от разгонного блока.

После раскрытия элементов конструкции КА перешёл в режим постоянной солнечной ориентации. Все бортовые системы функционировали штатно. Единственные замечания - завышенный на 0,5 ампера ток дежурной нагрузки и регулярное изменение ТМ-параметра, свидетельствующего о запуске программно-временного механизма СА, чего на самом деле не было.

10 ноября 1981 года построена трёхосная постоянная солнечно-звёздная ориентация. В том же сеансе, а также на следующий день заложены временная уставка на включение сеанса коррекции и уставки в БЦВМ САУ.

14 ноября проведена первая коррекция траектории КА «Венера-14». Импульс коррекции составил 7,3 м/с, что лежало в преде¬лах допуска, при этом двигатель проработал на малой тяге 4,1 секунды. Расход топлива составил 15,05 кг.

После коррекции, как и на «Венере-13», произошел отказ 4-х каналов прибора «Конус» и упала температура на шар-баллонах, причем весьма значительно. Официальная версия – нарушение целостности ЭВТИ. Принято решение слегка развернуть аппараты, чтобы подогреть Солнцем оголившиеся шар-баллоны. После выполнения этой процедуры температура на шар-баллонах резко «скакнула» вверх. Вероятно, маты ЭВТИ с них просто сорвало.

Однако в результате отворота в режим так называемого «косого» ПСЗО некоторые клапаны системы исполнительных органов резервной пневмосистемы попали в тень, и температура на них упала ниже нормы. Зафиксировано травление газа. По-видимому, из-за низких температур начался процесс «стеклования» резиновых прокладок с их растрескиванием. Через эти трещины и утекал азот. По команде с Земли осуществлен переход на основную пневмосистему, а из резервной газ постепенно весь вышел.

Спустя некоторое время аппарат возвращен в режим «прямого» ПСЗО, когда ось +Z смотрит точно на Солнце. Еще через некоторое время, уже в декабре, произведен наддув магистралей резервной пневмосистемы. После этого в каж¬дом сеансе особенно тщательно контролировали давление в магистралях, однако оно не менялось. Проблема была снята. По-видимому, в результате прогрева резина восстановила свои изолирующие свойства.

Кроме того, во время проведения коррекции произошел скачок времени в ПВУ – на 1 минуту. Возможной причиной этого стала помеха, возникшая в результате пробоя каналов «Конуса».

Во время полета произошла переполюсовка отдельных банок аккумуляторной батареи системы электропитания, в результате чего реальная максимальная разрядная емкость оказалась меньше заявленной. Чтобы предотвратить процесс дальнейшей деградации батареи, без которой невозможно провести длительный сеанс радиосвязи во время пролета Венеры, регулярно проводилось её циклирование.

За месяц до посадки начались проверки режимов ретрансляции по дециметровому каналу, включение сантиметрового и метрового каналов радиокомплекса, а также магнитофонов ЭА 079, на которые должна была записываться информация, принимаемая со спускаемых аппаратов. Как и на «Венере-13» произошёл отказ одного из двух видеомагнитофонов.

С приближением к Венере начали проводиться операции по подготовке спускаемого аппарата к посадке. В связи с увеличением теплового потока от Солнца 4 января 1982 года закрыта шторка радиационного нагревателя спускаемого аппарата.

19 февраля включена блокировка автоматики холодного контура спускаемого аппарата и выключен вентилятор, а уже 2 марта сразу проведено штатное захолаживание в течение 11 часов, что позволяло увеличить время работы ПА на поверхности планеты. В результате, температура внутри приборного контейнера к моменту отделения СА от пролетного аппарата составила –14,5°С.

15 февраля проведён заряд химической батареи СА.

25 февраля проведена вторая коррекция траектории «Венеры-14». На время работы двигательной установки бортовой передатчик был выключен, а телеметрическая информация записывалась на бортовой магнитофон. После обратных разворотов аппарата в исходное пространственное положение, которое было перед коррекцией, передатчик включился по метке ПВУ.

Результаты коррекции оперативно определялись по скачку доплеровской частоты принимаемого с борта сигнала в режиме «Самоход»*, а о том, как работали бортовые системы, – после воспроизведения магнитофона в следующем сеансе.

Первые же замеры скачка показали, что он несколько отличается от расчетного: 4,52 м/с вместо 5,93 м/с по расчету. После построения режима ПСЗО на следующий день были проведены полноценные траекторные измерения в когеренте, оперативная обработка которых показала, что отработанный двигателем импульс несколько отличается от расчетного. Это приводило к сдвигу точки посадки спускаемого аппарата на 400 км.

Анализ воспроизведённой с магнитофона информации показал, что двигатель во время коррекции работал неустойчиво: на графике наблюдался колебательный процесс со снижением. Средняя тяга составила 700-800 кг (максимум 836 кг) вместо 1000 кг – режим малой тяги. При этом двигатель был выключен не по набору характеристической скорости, а по страховочному времени. В результате, недобор по импульсу второй коррекции составил 1,9 м/с (5,37 м/с вместо 7,27 м/с).

По мнению специалистов, произошло затирание подшипников в турбонасосном агрегате. Впоследствии в качестве версий частичного отказа КДУ были выдвинуты: переохлаждение окислителя в расходной трубе в связи с нарушением теплоизоляции, а также негерметичность клапана на линии газогенератора.

Для проведения важного маневра увода ОА на пролётную траекторию после сброса СА, импульс которого значительно превышал импульс коррекции, решено увеличить на 1 минуту страховочное время работы двигателя. При полном отказе двигателя во время увода орбитальный аппарат вошёл бы в атмосферу вслед за спускаемым аппаратом, и ретрансляция информация с него на Землю была бы невозможна.

3 марта 1982 года по временной уставке в ПВУ включён сеанс 6Р. Первые 16 минут сеанса прошли штатно. На 16-й минуте по метке ПВУ был выключен бортовой радиопередатчик. После включения передатчика через 40 минут и получения телеметрии было определено, что спускаемый аппарат отделился.

Траекторные измерения, проведённые сразу после появления сигнала, показали, что импульс коррекции существенно отличается от расчетного: 171,4 м/с вместо 227,8 м/с. Недобор по скорости составил целых 56,4 м/с. Однако отработанного двигателем импульса хватило, чтобы ОА не «врезался» в Венеру, а прошел от неё на расстоянии 26050 км. Это на 10000 км ближе к поверхности Венеры, чем необходимо для приёма в полном объёме информации с посадочного аппарата.

Уже после воспроизведения записей с магнитофона стала еще более очевидной картина нештатной работы двигателя. До 68-й секунды тяга двигателя колебалась в пределах от 340 до 680 кг (при норме 1000 кг). Затем упало давление окислителя и горючего перед камерой сгорания вследствие выхода из строя ТНА. Далее двигатель работал за счет давления наддува, при этом тяга двигателя менялась с частотой 2 Гц в пределах от 230 до 360 кг.

Снижение высоты перицентра пролетной гиперболы увеличивало скорость КА в перицентре и напрямую уменьшало время радиосвязи между орбитальным и спускаемым аппаратами. Оперативно проведённые баллистиками расчёты показали, что при возникших ограничениях на условия радиосвязи можно было в течение 17 минут гарантированно, то есть с запасом, принимать сигнал с посадочного аппарата после его посадки и 32 минуты без запаса по энергетике радиолинии**. Семнадцати минут хватало на то, чтобы принять информацию с аппаратуры «Арахис» и одну черно- белую панораму, а за 32 минуты принять панораму еще и под красным фильтром.

* Измерения в самоходе – это беззапросные измерения, когда сигнал бортового передатчика формируется от бортового же задающего генератора. Измерения в самоходе менее точны, чем измерения в когеренте, когда сигнал бортового передатчика формируется от частоты запросного сигнала, излучаемого с Земли. В этом случае говорят, что сигналы когерентны, то есть взаимозависимы.

**. При расчете потенциала радиолинии обычно принимается, что для гарантированной передачи информации нужно, чтобы уровень сигнала в 2 раза или на 3 децибела превышал сигнал, минимально необходимый для передачи информации с определенной скоростью. Соответственно, без запаса по энергетике радиолинии означает, что уровень сигнала соответствует минимально необходимому для передачи информации с данной скоростью.

Пролетный сеанс начался 5 марта 1982 года, то есть спустя 121 сутки после старта. Как и в случае с «Венерой-13» сеанс приёма информации с СА проводился в режиме постоянной солнечно-звёздной ориентации, то есть без разворотов КА на гироплатформе. С учётом энергонапряжённости пролётного сеанса, а также в связи с нештатным функционированием аккумуляторных батарей по началу сеанса был заблокирован датчик минимального напряжения для исключения формирования сигнала «Umin».

Сеанс был включён по команде с Земли. Также по командам с Земли включены дециметровый и сантимет¬ровый каналы в режим ретрансляции и подготовлен метровый канал к приему информации со спускаемого аппарата.

В 5 часов 58 минут 11 секунд начался приём сигнала со спускаемого аппарата, причём передача информации велась как по дециметровому, так и по сантиметровому каналам. Передатчики спускаемого аппарата включились на высоте 63,5 км над поверхностью Венеры, и сразу началась передача телеметрической и научной информации. На высоте ~47 км произошел отстрел тормозного парашюта, и далее продолжался спуск ПА на тормозном аэродинамическом щитке. В 7 часов 0 минут 11 секунд зафиксировано касание поверхности планеты. Продолжительность спуска от включения передатчиков до момента касания поверхности составила 62 минуты 20 секунд.

Посадочный аппарат «Венеры-14» совершил посадку на поверхность планеты в ~1000 км от места посадки ПА «Венеры-13». Координаты точки посадки аппарата составили 13°15' южной широты (номинал –16°±1°) и 310°09' долготы (номинал 314°±1°).

Первые 4 минуты работало ГЗУ ВБ02, при этом на Землю передавалась информация о его работе и работе аппаратуры «Арахис». Затем были сброшены крышки телефотометров, и началась передача изображений с вкраплениями ТМ-информации с других приборов.

Через 56 минут после посадки закончился полный цикл съёмки поверхности Венеры вторым телефотометром (первый закончил на 31-й минуте). На 57-й минуте прекратилось выделение полезной информации из принимаемого с посадочного аппарата сигнала из-за снижения его уровня ниже порогового. Таким образом, программа работы спускаемого аппарата «Венера-14» была выполнена полностью.

В последующие после посадки несколько дней воспроизводилась информация, принятая со спускаемого аппарата и записанная на бортовые магнитофоны. В дальнейшем сеансы связи с КА «Венера-14» проводились один раз в 3-5 суток и были посвящены в основном воспроизведению с магнитофонов научной информации, записанной в дежурном режиме. Таким образом, продолжалась работа по изучению межпланетного пространства. В частности, продолжались исследования рентгеновского, гамма-излучений и магнитных полей в космическом пространстве, характеристик солнечного ветра, космических лучей и межпланетной плазмы. Последний сеанс связи с КА «Венера-14» был проведен 9 апреля 1983 года.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОЛЕТА

Программа ЛКИ КА «Венера-13,-14» реализована успешно и в полном объеме. Посадочные аппараты осуществили мягкую посадку на поверхность планеты в намечаемых районах. Орбитальные аппараты, выведенные на пролетную траекторию, обеспечили прием и ретрансляцию на Землю информации, получаемой каждым со своего посадочного аппарата, в том числе, в течение 127 минут с места посадки ПА «Венеры-13» и более 56 минут с места посадки ПА «Венеры-14».

Обеспечено выполнение основных исследовательских экспериментов в рамках запланированной научной программы экспедиции.

Подтверждена реализуемость на КА серии «Венера» межпланетного полета с целью последовательного изучения двух космических объектов – Венеры и кометы Галлея.

ТЕХНИЧЕСКАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НОВИЗНА

В полете КА «Венера-13, -14» завершена отработка пролетно-десантной схемы исследовательской экспедиции к Венере.

Решена задача забора проб грунта в условиях высоких температур и давлений.

НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Ко многим из проведенных в экспедиции КА «Венеры-13, -14» экспериментов применимо слово «впервые». Впервые получены цветные панорамы поверхности Венеры с круговым обзором. Причем при сравнении между собой ряда панорам, полученных за весь сеанс передачи, обнаружены динамические явления: сдувание слоя грунта, попавшего на посадочную платформу, изменение цветовых оттенков и колебания средней освещенности. Последние явления до сих пор не объяснены.

Впервые прямыми измерениями показано, что сера явля¬ется основным элемен¬том, определяющим состав облачного слоя.

Впервые с помощью грунтозаборного устройства взяты пробы грунта Венеры для определения элементного состава пород методом рентгено-флюоресцентного анализа, что потребовало решения исключительно трудной задачи - именно забора проб грунта в условиях высоких температур и давлений.

В ходе полета СА в атмосфере Венеры и после посадки ПА на её 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.

Спускаемые аппараты «Венера-13» и «Венера-14» проводили эксперименты в различных геологических рай¬онах планеты. Место посадки выбрано таким образом, чтобы определить характер рельефа и пород в одном из наиболее типичных геолого-морфологических провинций планеты - холмистой возвышенности.

Забор пробы осуществлялся миниатюрным грунтозаборным устройством, после чего она доставлялась через шлюзовый канал в прибор, расположенный в гермоотсеке посадочного аппарата. Сложность заключалась в том, чтобы не допустить следом за грунтом огромное давление атмосферы (~95 атм.) и высокую температуру (~465°С). Проба, поданная в прибор, подвергалась интенсивному облучению радиоизотопными источниками.

Возбужденное в ней флюоресцентное излучение регистрировалось чувствительными детекторами, а получаемые в результате спектры несли информацию об элементном составе породы.

Состав породы в районе посадки «Венеры-13» оказался близким к калиевым щелочным базальтам, обнаружены и сильнощелочные базальты, довольно редко встречающиеся на Земле — главным образом на океанических островах и в рифтовых зонах Мирового океана. Следует отметить, что, по радиолокационным данным, к этому типу геологических провинций можно отнести около двух третей поверхности Венеры.

Другим важным научным экспериментом, выполненным «Венерой-13», стала передача цветных панорамных изображений поверхности. Анализируя снимки, полученные с ее помощью, ученые выдвинули гипотезу о том, что им удалось наблюдать древнюю кору планеты, поскольку поверхность в этом районе сильно эродирована (за исключением выступов коренной породы) и в большей степени покрыта дробленым мелкозернистым материалом.

Специфический цвет поверхности и необычный фон на панораме, полученной «Венерой-13» и подтвержденный на панораме, полученной «Венерой-14» — результат влияния мощной и плотной венерианской атмосферы, поглощающей синюю часть спектра солнечного излучения.

Изучение отдельных фрагментов панорам дает дополнительную интересную информацию. Так, на изображениях, переданных «Венерой-13», хорошо заметны выбросы грунта на посадочную платформу. Несколько последовательных снимков платформы показывают, что насыпной грунт не остается неподвижным, он перемещается под действием ветра. Тщательный анализ телевизионных изображений позволил уточнить направление и величину скорости ветра, определяемую по акустическим измерениям. У поверхности планеты она составляла 0,3—0,6 м/с.

Для исследования физико-механических свойств поверхности использовано выносное рычажное устройство с пружинными аккууляторами энергии для его раскрытия, внедрения и разворота штампа в грунте.

По глубине вдавливания и углу разворота штампа выявлялись прочностные свойства породы. Оценка механических характеристик при этом совмещалась с определением электропроводности грунта.

Механические свойства грунта уточнялись по результатам измерения ударных перегрузок, позволяющих судить о процессе динамического вдавливания ПА в грунт.

Так, в месте посадки «Венеры-13» оба эксперимента показали, что грунт поверхности по своим механическим свойствам соответствует уплотненному мелкозернистому песку. Следовательно, можно сделать вывод, что данная порода, по крайней мере ее поверхностный слой, имеет прочность и плотность заметно меньшие, чем изверженные кристаллические породы земной коры.

Температура окружающей среды в месте посадки «Венеры-14» составила 465°С, давление 94,7 атмосфер, освещенность 10 килолюкс, высота 1,3 км относительно среднего уровня, соответствующего радиусу планеты 6050 км.

В отличие от «Венеры-13» пробы грунта взяты из другого наиболее типичного для венерианской поверхности района - гладкой низменности. В месте посадки «Венеры-14» иной ландшафт. Довольно ровная, с ярко выраженной расслоенностью, поверхность менее выветрена, что указывает на более молодую структуру. Проведенный анализ показал, что грунт в районе посадки «Венеры-14» содержит значительно меньше щелочных элементов по сравнению с породой в месте посадки «Венеры-13». По своему составу поверхность там напоминает базальты, слагающие земную океаническую кору.

Впервые осуществлялись сейсмические измерения на планете. «Венере-14» удалось зарегистрировать микросейсмы — небольшие колебания грунта, составляющие единицы или доли микрометра. Они могли иметь различные источники. Не исключено, что их возникновение связано с вулканической деятельностью.

Впервые в экспедиции КА «Венера-13, -14» проведены измерения ультрафиолетового потока солнечного излучения в атмосфере. Обнаружено, что значительная часть солнечного излучения поглощается выше 60 км. Это позволяет объяснить совершенно необычные характеристики движения атмосферы.

Продолжены исследования атмосферы, начатые предыдущими советскими автоматическими космическими аппаратами.

Газохроматографический анализ позволил уточнить наличие малых примесей в атмосфере. Впервые удалось проанализировать содержание водорода и соединений серы (H2S ; COS ).

Обнаружено новое химическое соединение — предположительно SFe.

Macс-спектрометрические измерения проводились на более высоком уровне чувствительности, что позволило точно определить изотопный состав неона, получить сведения о содержании в атмосфере криптона и ксенона.

Все эти данные необходимы для понимания процессов образования и эволюции атмосферы не только Венеры, но и других планет «земной» группы.

Сведения о содержании водяных паров в атмосфере планеты, собранные предыдущими аппаратами, были разноречивы. Внести ясность должны были «Венера-13» и «Венера-14», оснащенные для этой цели специальным анализатором влажности, чувствительным элементом которого был датчик на основе хлористого лития.

Результаты измерений свидетельствуют о сильной обезвоженности атмосферы Венеры, а своеобразное изменение концентрации паров в зависимости от высоты указывает на то, что вода, по всей вероятности, играет значительную роль в формировании облачного слоя планеты. Эксперименты, выполненные «Венерой-13,14», стали важным шагом в развитии исследований планеты.