С точки зрения космического археолога, лучше всего было бы исследовать комету Йкея-Секи, имеющую период обращения 874 года, она уходит от нас в пять раз дальше, чем комета Галлея. Но эта комета последний раз прилетала в 1965 году, так что ее следующего визита придется ждать довольно долго. До 2839 года. Во время путешествия конструкция кометы сильно меняется — вдали от Солнца это микроскопическая по космическим масштабам глыба снега или льда, связавших пыль и более крупные твердые частицы. По мере приближения к Солнцу льдина разогревается, ее постепенно окружает все больших размеров газообразная шуба, значительная часть которой под давлением солнечного света вытягивается в длинный хвост кометы. Вот в общих чертах анатомия кометы: ОЧеНЬ Маленькое ядро, огромная газо-пылевая атмосфера — кома, простирающаяся на несколько десятков тысяч километров, и сильно ионизованный газовый хвост, вытянувшийся на 10 миллионов километров. Если бы мы захотели построить модель кометы и взяли бы в качестве ядра песчинку, то ее нужно было бы окружить комой размером с многоэтажный дом и пристроить десятикилометровый газовый хвост. Попробуйте представить себе эту картину — летит песчинка, а за ней десятикилометровый хвост. Кстати, только за счет огромных газовых «детален» мы видим комету с Земли, ее ядро невооруженным глазом Никто, конечно, увидеть бы не смог.
[smszamok]
Как видите, встретиться с кометой Галлея, когда она огибает Солнце, это совсем не значит попасть в ее километровых размеров ядро. Встреча с кометой, непосредственный контакт с ее веществом, произойдет на расстоянии в несколько десятков и даже несколько сотен тысяч километров от ядра. Более того — космическому аппарату опасно подходить близко к ядру, он может получить серьезные повреждения даже от мельчайших частиц вещества комы. Ведь скорость сближения аппарата с кометой, как уже отмечалось, 78 км/с, а при этой скорости пылинка массой 0,01 мг производит удар с силой стокилограммового молота, делает в алюминии сантиметровую дырку! С учетом пылевой опасности, а также с учетом высокой чувствительности научной аппаратуры на аппаратах «ВЕГА» для них намечена программа встречи с кометой, при которой аппараты пролетают на расстоянии 10 тысяч километров от ядра. Сближение с ядром с такого расстояния заняло бы 2 минуты, но маловероятно, чтобы в течение всего этого времени аппарат мог оставаться живым, пробиваясь к ядру кометы сквозь кому. При выбранной пролетной траектории аппараты тоже проходят сквозь кому планеты, но в сравнительно разреженных ее областях, здесь вероятность встречи со смертельно опасными сравнительно крупными пылинками (тысячные н сотые доли грамма) достаточно мала, хотя, конечно, тоже не равна нулю.
Первый двухчасовой сеанс исследования аппараты «ВЕГА» начнут за двое суток до встречи с кометой, то есть с расстояния 14 млн. км. Второй двухчасовой сеанс пройдет за сутки н начнется с расстояния 7 млн. км. Наконец, третий сеанс, трехчасовой пройдет уже в период наибольшего сближения, он будет вестись ДО последнего, до тех пор, пока аппарат жив. Если же аппарат благополучно минует кому (у ряда приборов имеются экраны противопылевой защиты, во многих системах предусмотрено дублирование, обходные пути в случае каких-либо отказов), то уже после встречи с кометой будет проведено еще два сеанса ее исследований и связи с Землей.
- Профессор Ц. Гогошева (Болгария): При участии специалистов и используя свой опыт спектрометрических исследований верхней атмосферы Земли, мы разработали трехканальный спектрометр для станций «ВЕГА», Это один из основных приборов, позволяющих выявить химический состав вещества кометы и ее «деталей». Болгария уже не новичок в космических исследованиях, но участие в таком грандиозном проекте не может не взволновать.
- Профессор В. Ридлер (Австрия): Мы изготовили для проекта «ВЕГА» магнитометры, которые должны измерять магнитное поле в районе кометы с точностью до 10-6гаусс — это в тысячу раз меньше магнитного поля вблизи Земли. Измерения позволят, в частности, выявить ударные волны, возникающие при взаимодействии кометы с солнечным ветром. Это уже не первая наша совместная работа с советскими коллегами — австрийские магнитометры стояли на аппаратах «Венера-13, 14».
С каким же оснащением отправляются аппараты «ВЕГА» в свою трудную экспедицию? Можно смело сказать — на борту каждого аппарата богатая научная лабора-торият большой комплекс приборов, гибкая система управления программой полета и исследований и, наконец, еще один элемент первостепенной важности — радиоаппаратура, позволяющая быстро передать иа Землю собранную информацию. Именно быстро—в сложной н опасной для аппарата обстановке пролета через кому с передачей информации медлить нельзя. Рассказ о научном оборудовании аппаратов «ВЕГА» обычно начинают с телевизионной системы, очевидно, с учетом знаменитого «лучше один раз увидеть…». Но в данном случае у телевидения есть еще одна не менее важная миссия — при подлете к комете и движении сквозь кому оно возьмет на себя роль штурмана, управляя наведением многих научных приборов, а нередко и режимом их работы. В бортовом телецентре две камеры с двумя разными объективами, их фокусные расстояния 15 и 120 см. Короткофокусный широкоугольный объектив, имея широкое поле зрения, позволит поймать комету, заметить ее на большом участке неба. А телеобъектив позволят подробно рассмотреть комету — с расстояния 10 тысяч километров его разрешающей способности хватит, чтобы увидеть ее детали размером до 180 метров. Это примерно то же самое, что, рассматривая с расстояния 100 метров журнальную страницу, читать заголовки статей я видеть на рисунках детали размером 2 миллиметра. Обе камеры снабжены набором светофильтров на поворотной турели, так что можно будет рассматривать комету в разных участках спектра Н синтезировать цветное изображение.
В обеих телекамерах вместо традиционных вакуумных передающих трубок при-
менен «полупроводниковый глаз» — приборы с зарядовой связью, ПЗС. И, конечно, телецентр, работающий без оператора, оснащен целым вычислительным центром, мощнейшими электронными системами, которые могут проанализировать картинку, ее динамику, дать прогноз движения кометы в кадре, быстро перестроить аппаратуру, приспосабливаясь к меняющимся условиям телепередачи с кометы Галлея. В частности, возможен переход с режима передачи полного кадра, разбитого на 260 000 элементов (512 X 512, четкость, близкая к нашему земному телевизионному стандарту), к передаче выбранной «плавающим окном» наиболее интересной части кадра из 16 000 элементов (128X128). Этот переход позволит экономно расходовать очень дефицитный бортовой ресурс — пропускную способность канала связи с Землей. Кроме того, система автоматики должна в широких пределах регулировать время экспозиции, так как яркость кадра может меняться в миллион раз.
В космических масштабах комета действительно очень мала, но по нашим земным меркам это огромная махина — каменно-ледяная глыба размером с Эльбрус, а то и в два-три раза больше. В течение всех последних месяцев полета к комете станции будут находиться в режиме трехосной ориентации — они занимают в пространстве строго определенное положение, при котором остронаправленная передающая антенна точно нацелена на Землю. Как же в этих условиях еще и телевизионную камеру направить на комету?
Масс-спектрометр нейтрального газа ИНГ (7,5 кг)—ионизируя нейтральные атомы сильным электрическим полем и анализируя тонкие физические эффекты, позволяет, в частности, найти соотношение изотопов, многих атомов, выявить тепловые н химические условия в солнечной плазме на стадии образования комет; 6. Магнитометр МИША (3 кг) — измеряет магнитные поля по всей трассе полета и вблизи кометы; 7. Спектрометр кометной плазмы ПЛАЗМАГ-1 (7,8 кг) — измеряя энергию ионов, приходящих с разных направлений, даст информацию о взаимодействии кометы с солнечным ветром; 8. Спектрометр энергичных частиц ТЮНДЕ-М (4,5 кг) — работает на всей трассе полета, измеряет уровень солнечной активности, основная задача — измерение энергии ионов в районе кометы; 9. Анализатор высокочастотных плазменных волн АПВ-В (2,8 кг) — регистрирует волновые процессы в плазме, может раньше других приборов обнаружить комету; 10. Еще один анализатор плазменных волн, уже низкочастотный — АПВ-Н (4,25 кг); 11. Счетчик пылевых частиц СП-1 (4 кг) — его акустический и ионизационный детекторы рассчитаны на регистрацию частиц с массой от 3-Ю-13 до 2-10 б г; 12. Счетчик пылевых частиц СП-2 (4 кг) — измеряет массу частиц другим методом, по электрическому заряду (измеряется заряд до 3-10_и кулона), возникающему в детекторе при ударе частицы; 13. Оптико-электронный прибор ФОТОН (2,1 кг)—одна из его задач— выявление механизмов высокоскоростного удара пылинок и оценка противопылевой защиты; 14. Счетчик и масс-анализатор ПЫЛИНОК ДУСМА (2,7 кг) — датчик прибора — это своего рода конденсатор с диэлектриком, в котором создана остаточная электрическая поляризация; пылинки, разрушая микро-участки диэлектрика, меняют общий его заряд.
А еще кометы подозреваются в том, что они переносят в межпланетном, а может быть, и в межзвездном пространстве молекулярные заготовки для зарождения жизни.
В подкрепление этой гипотезы вспоминают, что в веществе комет есть органические соединения, есть вода и, наконец, что комета — объект перемещающийся, космический транспорт. Не так давно известный астробио-лог С. Понамперума провел в Мерилендском университете научную конференцию «Кометы и жизнь», где докладчики рассматривали химические и физические аспекты проблемы. На аппаратах «ВЕГА» нет специального оборудования для поиска биологических структур, но и имеющиеся приборы, в частности спектрометры, наверняка выявят факты, интересные сторонникам или противникам гипотезы. В список научной аппаратуры следовало бы еще включить три многопроцессорных блока, три бортовых вычислительных центра, которые управляют научными приборами и производят предварительную обработку информации. И все это огромное приборно-электронное сооружение стоит на фундаменте бортового радиотелеметрического комплекса РТМ, который должен передать на Землю добытое аппаратами информационное богатство. Передача ведется в двух режимах, в одном из них с очень высокой скоростью — 65 536 бит в секунду, это в десятки раз быстрее, чем велась передача информации с Венеры аппаратами «Венера-13, -14». А скорость передачи информации — это параметр, который бесплатно не раздают, за эту скорость нужно платить мощностью бортового передатчика, реальной чувствительностью наземных приемников, размерами бортовых и наземных антенн, остротой их радиолуча.
Все перечисленные приборы и системы, не забудьте, установлены на пролетном аппарате, на машине, для исследования кометы. А есть у станций «ВЕГА» еще и посадочный аппарат, со своим богатым научным оборудованием (масс-спектрометр, ультрафиолетовый спектрометр, индикатор фазовых переходов, оптический анализатор аэрозолей, грунтозаборное устройство, влагомер и другие приборы) и большой программой исследования самой Венеры. В этой программе, в частности, полет в венерианской атмосфере аэростата (см. цветную вкладку), в семикилограммовом аппаратурном блоке которого приборы с датчиками температуры, давления, скорости ветра, освещенности и световых вспышек, плотности облаков, а также блок сбора и обработки информации и собственный радиокомплекс для передачи ее на Землю. В нужный момент сложенный шарообразный баллон диаметром 3,4 метра будет наполнен гелием, пиротехнические приспособления обрежуг кабели и трубопроводы, связывающие баллон с системой наполнения, и аэростатный зонд, сбросив балласт, выйдет на высоту дрейфа — около 53—55 километров над поверхностью Венеры. Он будет дрейфовать сутки или даже двое суток, пройдет несколько тысяч километров и поможет, в частности, пролить свет на не очень понятное пока явление — облачный слой Венеры несется над планетой со скоростью более 300 километров в час.
[/smszamok]
На протяжении ряда лет подготовку к исследованию кометы Галлея небольшими аппаратами вели Европейское космическое агентство (Проект «Джотто») и Япония (Проект «Планета-А»). Первоначально в нашей стране полеты к комете Галлея «не планировались. Но вот в Институте космических исследований АН СССР появилась идея осуществить полет к комете, так сказать, бесплатно, используя «по совместительству» пролетные аппараты станций «Венера». Эти станции в декабре 1984 года должны были отправиться в очередной, плановый рейс на Венеру. Схема их полета, как и ряда предыдущих, должна была быть такой: старт, выход на орбиту искусственного спутника Земли, разгон с этой орбиты и выход на трассу полета к Венере; при подлете к Венере разделение станции на две части — спускаемый аппарат СА садится на планету, пролетный аппарат ПА уходит в межпланетное пространство; после разделения ПА используется всего несколько часов, в частности как мощный ретранслятор, связывающий СА с Землей.
В проекте «ВЕГА» все происходит точно так же, но только ПА уже не идет на выброс — после выполнения своих обязанностей ретранслятора и после гравитационного маневра в районе Венеры ПА выходит на тропу, которая через 9 месяцев должна привести его к встрече с кометой Галлея. Таким образом начинается вторая жизнь пролетных аппаратов станций «Венера» (теперь мы их называем «ВЕГА-1, -2»): они летят к комете Галлея оснащенные новыми научными приборами, но используя все свое богатое основное оборудование — двигатели коррекции и ориентации, топливо в баках, панели солнечных батарей, остронаправленные антенны, приборы астронавигации, терморегулирования и другие. Красивая идея.
Сочинение! Обязательно сохрани - » Можно ли исследовать комету? . Потом не будешь искать!
Запись была опубликована
25.09.2009 в 21:22 в категории Занимательная физика.
Вы можете следить за ответами в этой записи через RSS 2.0 ленты.
Загрузка...