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.
Одна из самых удивительных особенностей венерианской атмосферы — вращение всего облачного слоя с ураганной скоростью. И хотя подобная — в одну сторону, с востока на запад — супер циркуляция существенно отличается от земной (венерианская атмосфера прокручивается этим своеобразным глобальным циклоном всего за 4 суток), ее исследование имеет принципиальное значение для понимания тех механизмов, что определяют долгопериодическпе изменения климата Земли. Так, предполагалось, что причиной столь стремительной закрутки являются приливные явления. Но в этом случае уже через короткий промежуток времени необычайно плотная атмосфера Утренней звезды увлекла бы, раскрутила и саму планету, ускорив ее вращение за счет сил трения! Но может быть, действуют и какие-то иные факторы? В таком случае, как осуществляется передача момента количества движения от твердой поверхности к пусть даже и весьма плотному, но все-таки газовому слою?
До настоящего времени неясно, однако, что же поддерживает столь быстрое его вращение. Поскольку температура дневной и ночной сторон планеты практически одинакова, причин для теплового движения атмосферы нет. Вокруг оси сама Венера вращается очень медленно, да и у ее поверхности ветры, как измерили метеоприборы посадочных аппаратов (так и ожидалось), всего лишь 1 м/с. Поскольку это один из наиболее интересных пунктов программы, продолжающей на новом, более высоком уровне исследования венерианской атмосферы, остановимся на нем подробнее.
АЗ начал действовать сразу после того, как от спускаемого аппарата была отстранена верхняя теплозащитная полусфера. Зонд был сброшен, отделена крышка парашютного контейнера и выпущен стабилизирующий парашют. Автономный спуск зонд совершал до тех пор, пока не сработало программно-временное устройство, по команде которого был сброшен стабилизирующий парашют и выброшен купол другого, тормозящего. В это время и открылся аэростатный контейнер, нижняя балластная часть которого, падая под действием собственного веса, извлекала аэростатную оболочку. Когда ее фторлоновая, пропитанная лаком ткань расправилась и гондола с подвешенными к ней метеоприборами и радиопередатчиком устремилась вниз, раздался еще один выстрел. Это включился пироклапан, аэростат наполнился гелием. Скорость спуска АЗ замедлилась: начала действовать аэростатическая сила, к тому же резко увеличилось торможение за счет лобового сопротивления АЗ. Понемногу падение, погружение в атмосферу прекратилось. Скорость АЗ упала до нуля, поскольку атмосфера, разогревая аэростатную оболочку, заставила расширяться содержащийся в ней газ. Достигнув максимального погружения, аэростат подвсплыл на высоту равновесия. Начался его дрейф в раскаленных струях, за которым неотрывно следили самые мощные радиотелескопы Европы, Азии, Америки, Африки и Австралии. Используя метод радиоинтерферометрии с большой базой, 70-метровые, работающие в паре радиотелескопы в Уссурийске и Евпатории, разнесенные на расстояние — базу — около 10 тыс. км, с точностью до метра определяли перемещение невидимой точки на диске Венеры, с огромной точностью рассчитывая скорость «огненного дрейфа». Причем на расстоянии, превышающем 110 млн. км. 1:10 000 000 — такова погрешность этого фантастического эксперимента.
— Это все равно, что наблюдателю, находящемуся в Европе, измерить перемещение секундной стрелки ручных часов у рыбака, ведущего промысел в Мексиканском заливе — так оценил один из американских астрономов качество уникального межпланетного эксперимента.
— Научные приборы для метеорологических измерений на аэростатах были разработаны в ИКИ АН СССР, — говорит заместитель директора института В. М. Балебанов. — В качестве партнеров в этих экспериментах участвовали ученые Франции, а вместе с ними, как своего рода «субподрядчики», американские специалисты.
Прежде всего были зарегистрированы чрезвычайно сильные вертикальные порывы ветра, достигающие более 1 м/с (на Земле, например, вертикальный ветер не превышает нескольких сантиметров в секунду). О чем это говорит? Прежде всего о мощных атмосферных вихрях на высотах порядка 54 км (т. е. в зоне плавания аэростатов).
На ночной стороне аппаратурный комплекс аэростатов зафиксировал световые вспышки. Что они означают — пока неясно. Может быть, это молнии?.. Ведь грозовые явления в атмосфере Венеры были обнаружены еще спускаемыми аппаратами станций «Венера-11» и «Венера-12». Или, может, это извержения вулканов? Вспомним картину К. Брюллова «Гибель Помпеи», где над извергающимся Везувием сверкают молнии… Во всяком случае, именно предположение о вулканической деятельности перекликается с объяснением факта изменения содержания двуокиси серы в атмосфере Венеры.
— Одна из главных задач исследований облачного слоя Венеры, — продолжает Вячеслав Михайлович, — состояла в уточнении фотохимических процессов, ответственных за его образование. Судя по полученным ранее косвенным данным, можно было предположить, что облака состоят в основном из серной кислоты (концентрации 75–85%) с примесью хлора. Но прямых определений серной кислоты в облачном слое не было. Да и непонятно, в какой форме в облаках присутствует хлор.
Химический анализ аэрозоля — использовался метод каталитического разложения серной кислоты на угле — показал: облака Венеры содержат серную кислоту в аэрозольной форме. Кроме того, в аэрозоль входят также элементная сера, хлор, фосфор. Вот такой коктейль!
Что касается формы облаков, то измерения выявили их сложную слоистую структуру. Один из спускаемых аппаратов, АМС «Вега-1», обнаружил, как минимум, пять облачных ярусов.