Hẹn hò với sao chổi

17

1. Lựa chọn mục tiêu

Vì vậy, chúng tôi phóng tới sao chổi Halley. Trước hết, tại sao lại đến gặp cô ấy? Rõ ràng, các cuộc thám hiểm cần phải được chuẩn bị trước - đây là công việc tốn nhiều năm lao động trong nhiều năm; nhưng bạn chỉ có thể chuẩn bị trước cho cuộc gặp với một sao chổi quen thuộc nào đó, tần suất của nó đã được nghiên cứu. Đương nhiên, đây là những sao chổi có chu kỳ ngắn. Mặt khác, từ quan điểm lợi ích vật lý, rõ ràng sao chổi phải hoạt động - sáng, có khí màu nâu, đuôi “tươi tốt”, bầu khí quyển phát triển, tầng điện ly “serbez”, v.v. Hoạt động, theo quy luật, là những sao chổi trẻ tiếp cận Mặt trời lần đầu tiên, nhưng những “vị khách trên trời” như vậy xuất hiện trong trường quan sát, nhanh chóng quét qua các điểm cận nhật và lại đi vào trạng thái “không tồn tại”. Không thể chuẩn bị một con tàu vũ trụ và phóng nó tới một sao chổi như vậy. (Trong cuốn “Con quỷ” của Lermontov có những công trường xây dựng về cách

“…sao chổi đang chạy
Xin chào với nụ cười dịu dàng
Tôi thích ở bên anh ấy…”
Đây hoàn toàn là tình huống tương tự - cả tàu vũ trụ và sao chổi sẽ không có thời gian để truyền đạt bất cứ điều gì ngoại trừ “xin chào” với nhau.)

Pozny vẫn phải tập trung vào các sao chổi trong thời gian ngắn. Nhưng những sao chổi như vậy, theo quy luật, không hoạt động nhiều - thường là sự di chuyển của Mặt trời trong suốt “cuộc đời” của chúng, chúng mất đi chất mùa hè và ít được quan tâm, các cuộc gặp gỡ với chúng không gây ra nhiều nhiệt tình.

Sao chổi Halley đặc biệt theo nghĩa này. Mặc dù thực tế là sự xuất hiện của nó gần Mặt trời (hoặc gần quỹ đạo hiện tại) của con người có thể mất hơn 100 nghìn năm, sao chổi này vẫn tiếp tục hoạt động. Khó có thể nói bí quyết tuổi trẻ của cô ấy là gì nhưng có lẽ chúng ta sẽ tìm ra sau buổi hẹn hò đầu tiên.

2. Những con đường chúng ta chọn

Dự án Vega ra đời vì tác giả của nó, nhà vật lý nổi tiếng Liên Xô, Viện sĩ R.Z. Sagdeev, đã thu hút sự chú ý đến vị trí thuận lợi của Sao Kim trong quá trình sao chổi Halley đi qua thời điểm tiền nhật của nó. Vị trí của sao Kim vô tình hóa ra lại có thể kết hợp, nói theo nghĩa bóng, “kinh doanh một cách vui vẻ”. Vào tháng 12 năm 1984, Liên Xô đã lên kế hoạch phóng các trạm tự động hướng tới Sao Kim. Nhưng hóa ra, một thao tác nhỏ trong trường hấp dẫn của Sao Kim có thể đủ để hướng trạm đang thực hiện nghiên cứu “Sao Kim bài toán” tới sao chổi Halley. Các tính toán cho thấy ý tưởng này khả thi và dự án Sao Kim - Sao chổi Halley đã thành hiện thực.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang “những con đường chúng ta chọn”. Trong ngôn ngữ khoa học, có rất ít thảo luận về chiến lược chọn quỹ đạo bay của tàu vũ trụ tới sao chổi Halley. Chiến lược này được xác định bởi trình độ năng lực công nghệ vũ trụ hiện tại. Sự thật là Trái đất tự bay

Sự định hướng lẫn nhau của sao chổi Halley. Vào tháng 6 năm 1985, khi Vega chạm trán Sao Kim, sao chổi sẽ nằm giữa quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Thổ.

19

Đi từ Trái đất: ngày 15 và 21 tháng 12 năm 1984.
Sự điều chỉnh quỹ đạo trên tuyến đường Trái đất-Sao Kim.
Gặp sao Kim: giữa tháng 6 năm 1985; Khoảng cách giữa Trái đất và Sao Kim vào thời điểm này là khoảng 103 ml. km.
Thời gian của chuyến bay tới sao Kim là khoảng 175-180 ngày.
Hiệu chỉnh quỹ đạo PA trên đường đi của Sao Kim - sao chổi Halley.
Gặp sao chổi: nửa đầu tháng 3 năm 1986; khoảng cách tới Trái Đất tính từ điểm PA gặp sao chổi là khoảng 173 ml. km.
Tốc độ hội tụ tương đối của PA với sao chổi khi gặp nhau là 78 ​​km/s.
Tổng thời gian của chuyến bay tới sao chổi là khoảng 450 ngày.
Vị trí của các “diễn viên” chính của kịch bản này trong các thời điểm phát triển được thể hiện trên hình trên trang thứ hai của trang bìa số tạp chí này.

4. Hẹn hò với sao Kim

Cũng giống như “sân khấu bắt đầu bằng một cái móc áo”, “Veta” bắt đầu bằng sao Kim. Không thể nói về kịch bản dự án mà không có ít nhất một mô tả ngắn gọn về chuyến bay tới Sao Kim và nghiên cứu được đề xuất về hành tinh này.

Vào thời điểm bạn đọc những dòng này, hầu hết “màn đầu tiên” của kịch bản sẽ ở phía sau bạn. Gói vận chuyển nhiều tầng đã phóng trạm vũ trụ cùng với cái gọi là tầng tăng cường vào quỹ đạo của một vệ tinh nhân tạo trên Trái đất. Trên quỹ đạo đầu tiên, giai đoạn tăng cường được bật và trạm chuyển sang đường bay tới Sao Kim.

Hai ngày trước chuyến bay đến hành tinh, như đã đề cập, Veta được chia thành mô-đun hạ cánh và phương tiện di chuyển. Khi di chuyển trong bầu khí quyển của Sao Kim, một máy điều hòa không khí được tách ra khỏi phương tiện hạ cánh. Theo chương trình khoa học, tàu thăm dò phải trôi dạt trong bầu khí quyển và truyền về Trái đất thông tin về tốc độ của các dòng khí quyển, nhiệt độ, áp suất và các thông số khác dọc theo quỹ đạo của nó. Một mạng lưới viễn vọng vô tuyến quốc tế sẽ được sử dụng để nhận thông tin này trên Trái đất. Do đó, cả mô-đun hạ cánh và đầu dò máy điều hòa không khí phải đi vào bầu khí quyển của Sao Kim sao cho cả ở lối vào và trong toàn bộ thời gian trôi dạt (1-2 ngày) chúng vẫn ở trên phần đĩa của Sao Kim có thể nhìn thấy được từ Trái đất.

Thông tin từ tàu đổ bộ

Qia chỉ có thể truyền tới Trái đất thông qua một bộ lặp. Bộ máy protein sẽ đóng vai trò như một rơle như vậy. Sau đó, hóa ra những yêu cầu mà bản chất hoàn chỉnh của thí nghiệm Veta đặt ra cho anh ta là mâu thuẫn lẫn nhau. Bộ máy Protea phải đi vào bầu khí quyển của Sao Kim, phương tiện hạ cánh và máy điều hòa không khí, những thiết bị này không có hệ thống điều khiển chuyến bay riêng trong không gian, theo một cách rất xác định, nhưng đồng thời bản thân nó không được đi vào bầu khí quyển của hành tinh - suy cho cùng, nó vẫn phải bay xa hơn. Ngoài ra, trong quá trình vận hành phương tiện hạ cánh trên Sao Kim, phương tiện protean phải nằm trong vùng liên lạc để chuyển tiếp thông tin nhận được về Trái đất. Hóa ra là trong trường hợp này, bộ máy Protean không thể đi vào đường bay tới sao chổi Halley. Đây là lúc nảy sinh nhu cầu về cơ chế hấp dẫn - sau khi hoàn thành các chức năng của mình, bộ máy protean phải quay qua lực đẩy truyền lại và thay đổi quỹ đạo của nó để hướng tới sao chổi.

5. Từ sao Kim đến sao chổi

Trong 2-4 tuần sau khi sao Kim đi qua, người ta dự kiến ​​​​sẽ phóng bộ máy protean đầu tiên trên đường bay tới sao chổi Halley. Đây là nơi bắt đầu quá trình khắc phục đặc biệt mà chuyên gia vẫn chưa phải giải quyết. Thực tế là lần đầu tiên trên thế giới, một chuyến bay được thực hiện tới một thiên thể mà các thông số chuyển động tại thời điểm phóng sẽ không được biết với độ chính xác cần thiết. Khá thường xuyên, các chuyên gia đã mắc sai lầm khi dự đoán thời điểm sao chổi vượt qua điểm cận nhật của nó, ngay cả khi sử dụng các phương pháp tính toán toán học hiện đại. Pozny hoàn toàn cần làm rõ các yếu tố của quỹ đạo sao chổi bằng cách sử dụng các quan sát trên mặt đất trong chuyến bay tới nó. Vì lý do này, một lý thuyết cơ học thiên thể chính xác về chuyển động của sao chổi Halley hiện đã được tạo ra. Dựa trên việc phân tích dữ liệu về chuyển động của nó vào các năm 1759, 1835, 1910, lý thuyết này cho thấy sự phù hợp rất tốt với các quan sát.

20

Trong phân đoạn chuyến bay của sao Kim-sao chổi, ba sự điều chỉnh sẽ được thực hiện. Việc đầu tiên đã được thảo luận. Lần thứ hai sẽ được thực hiện vào giữa chuyến bay và lần thứ ba - 2-4 tuần trước chuyến bay tới sao chổi. Buổi nghiên cứu khoa học đầu tiên bắt đầu hai ngày trước chuyến bay, khi đó khoảng cách tới sao chổi sẽ là 14 triệu km. Buổi thứ hai bắt đầu một ngày trước chuyến bay ở khoảng cách 7 triệu km. Phiên thứ ba bắt đầu khi gặp một sao chổi.

Câu hỏi vẫn còn khá không chắc chắn và theo đó, được mọi người quan tâm là khoảng cách từ nhân sao chổi Halley mà tàu vũ trụ sẽ đi qua. Ở đây mọi thứ được xác định bởi độ chính xác mà quỹ đạo của sao chổi được biết đến và độ chính xác này không quá lớn. Sau đó, tình huống này xảy ra là do ở vùng điểm cận nhật, sao chổi sẽ trải qua những gia tốc phi hấp dẫn đáng kể. Chúng được gây ra chủ yếu bởi tác động của các lực phản ứng phát sinh trong quá trình bốc hơi mạnh mẽ của các băng tạo nên nhân của sao chổi.

Dựa trên các đoạn trước của Sao chổi Halley, dự đoán về vị trí của nút quỹ đạo của nó có thể được thực hiện với độ chính xác không đạt yêu cầu - khoảng 10⁶ km. Và đường kính phần đầu của sao chổi Halley chỉ là 4·10⁵ km. Thật dễ dàng để bỏ lỡ, bay qua một sao chổi mismo. Tuy nhiên, nếu chúng ta đưa vào tính toán những quan sát đang diễn ra về chuyển động của sao chổi này, thì độ chính xác mà các chuyên gia của chương trình Vega có thể đạt được sẽ tăng lên. Hiện tại người ta dự kiến ​​​​tàu vũ trụ sẽ bay ở khoảng cách khoảng 10⁴ km tính từ nhân sao chổi.

Và một câu hỏi rất quan trọng nữa: liệu thiết bị có bay qua bầu khí quyển của sao chổi mà không gặp vấn đề gì không? Khi nó đến gần hạt nhân, mật độ bụi sao chổi tăng lên rõ rệt, và mặc dù khối lượng của hạt bụi nhỏ nhưng tốc độ chúng sẽ “bay” vào thiết bị là rất lớn - chúng ta có thể giả sử rằng chúng bằng tốc độ tương đối của thiết bị và sao chổi khi gặp nhau, tức là gần 80 km/s. Vì vậy, động năng của các hạt bụi thu được sẽ rất lớn, và tất nhiên, mức độ thiệt hại có thể xảy ra phụ thuộc trực tiếp vào nó.

4

Theo sơ đồ này, giai đoạn thứ hai của chuyến bay sẽ diễn ra - từ Sao Kim đến sao chổi Halley.

Những thông điệp này buộc người tạo ra con tàu phải suy nghĩ về các biện pháp bảo vệ đáng tin cậy. Theo tính toán của các chuyên gia Liên Xô và nước ngoài, xác suất thiệt hại xảy ra chỉ vài phần trăm. Xác suất rất nhỏ, nhưng vẫn không bằng không.

Trong các chuyến bay tới các hành tinh của Hệ Mặt trời, nơi mức độ nguy hiểm về khí tượng thấp hơn rất nhiều, thông tin khoa học và dịch vụ sẽ được ghi lại trên một thiết bị lưu trữ, từ đó nó được truyền về Trái đất trong các phiên liên lạc. Tục lệ này đã phải bị từ bỏ, vì những người giỏi nhất có “một con chim trong tay còn hơn một chiếc bánh trên trời”: nếu xảy ra hư hỏng đối với thiết bị khoa học hoặc dịch vụ, điều này sẽ gây nguy hiểm cho sự thành công của chuyến thám hiểm. Do đó, dự án Vega cung cấp khả năng truyền tải thông tin trực tiếp tới Trái đất. Tất nhiên, điều này đòi hỏi phải từ bỏ lời giải kỹ thuật hiện có. Ví dụ: nội dung thông tin của tổ hợp vô tuyến dịch vụ chịu trách nhiệm gửi dữ liệu thay đổi khoa học tới Trái đất đã tăng hơn 20 lần. Ăng-ten vô tuyến được lắp đặt trên thiết bị protenome sẽ luôn hướng về Trái đất khi truyền qua bầu khí quyển của Sao chổi Halley.