برنامج فيجا

الموسوعة الحرة

وصف مهمة فيغا

كان برنامج فيغا ( بالروسية : Вега ) سلسلة من مهمات كوكب الزهرة التي استفادت أيضًا من ظهور المذنب هالي 1P في عام 1986. تم إطلاق مركبتي فيغا 1 وفيغا 2 الفضائيتين غير المأهولتين في جهد تعاوني بين الاتحاد السوفيتي ( الذي قدم أيضًا المركبة الفضائية ومركبة الإطلاق) والنمسا وبلغاريا وفرنسا والمجر وجمهورية ألمانيا الديمقراطية وبولندا وتشيكوسلوفاكيا وجمهورية ألمانيا الاتحادية في ديسمبر 1984. كانت مهمتهما مكونة من جزأين لاستكشاف كوكب الزهرة ، حيث كان من المقرر أن تطلق كل منهما مركبة هبوط ومسبارًا بالونيًا، ثم تقومان لاحقًا بالتحليق بالقرب من مذنب هالي .

كان التحليق بالقرب من مذنب هالي تعديلًا متأخرًا في برنامج فينيرا ، عقب إلغاء مهمة هالي الأمريكية عام ١٩٨١. أُلغيت مهمة فينيرا لاحقة، وخُفِّضَ نطاق مهمة فيغا ١ لتشمل كوكب الزهرة . لهذا السبب، سُمِّيت المركبة فيغا، وهي اختصار لكلمتي فينيرا وغالي (Венера و Галлей ، وهما الكلمتان الروسيتان اللتان تعنيان "الزهرة" و"هالي" على التوالي). استند تصميم المركبة الفضائية إلى مهمتي فينيرا ٩ وفينيرا ١٠ السابقتين .

أُطلق المركبتان الفضائيتان في 15 و21 ديسمبر 1984 على التوالي. ومع إعادة تصنيف مهمتيهما المزدوجتين، أصبحت مسبارات فيغا جزءًا من أسطول هالي ، وهو مجموعة من المسابير الفضائية التي درست مذنب هالي خلال أقرب نقطة له من الشمس في عامي 1985 و1986 . كما كانت المسابير البالونية التي أطلقتها المهمتان في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة أول طائرة من صنع الإنسان تحلق على كوكب آخر غير الأرض، وإن كانت غير مزودة بمحركات، وحتى تشغيل مسبار إنجينيويتي المروحي التابع لناسا في عام 2021، كانت هذه المسابير المثال الوحيد للطائرات الفضائية من صنع الإنسان في التاريخ.

المركبة الفضائية فيغا

حافلة اختبارية من طراز فيغا معروضة في المتحف الوطني للطيران والفضاء

كانت فيغا 1 وفيغا 2 مركبتين فضائيتين متطابقتين، طُوِّرتا من مركبة فينيرا السابقة. كانتا من طراز 5VK ، صُمِّمتا في مركز باباكين الفضائي ، وبُنيتا في شركة لافوتشكين في خيمكي . زُوِّدت المركبتان بالطاقة من خلال لوحين شمسيين كبيرين، وشملت أجهزتهما طبق هوائي، وكاميرات، ومطياف ، وجهاز قياس بالأشعة تحت الحمراء، ومقاييس مغناطيسية (MISCHA؛ نمساوية وسوفيتية)، [ 1 ] ومجسات بلازما.أُطلقت المركبتان ، اللتان يبلغ وزنهما 4920 كيلوغرامًا (10850 رطلًا) ، بواسطة صاروخ بروتون 8K82K من قاعدة بايكونور الفضائية ، في تيوراتام ، جمهورية كازاخستان الاشتراكية السوفيتية ( كازاخستان حاليًا). كانت كلتا المركبتين ، فيغا 1 وفيغا 2 ، مركبتين فضائيتين مُثبَّتتين على ثلاثة محاور. زُوِّدت المركبتان بدرع مزدوج للحماية من غبار مذنب هالي.  

أدوات الحافلة

مهمة الزهرة

مواقع هبوط مركبة فيغا. تشير النقاط الحمراء إلى المواقع التي أرسلت صورًا من السطح، بينما تشير النقاط السوداء المركزية إلى مواقع تحليل عينات السطح. الخريطة مبنية على بيانات من مركبات بايونير فينوس المدارية ، وماجلان ، وفينيرا 15/16 .

وصلت المركبة الفضائية فيغا 1 إلى كوكب الزهرة في 11 يونيو 1985، وفيغا 2 في 15 يونيو 1985، وحملت كل منهما وحدة هبوط كروية قطرها 240 سم ووزنها 1500 كجم (3300 رطل) . وقد أُطلقت الوحدات قبل أيام من وصول كل منهما إلى كوكب الزهرة، ودخلت الغلاف الجوي دون تغيير ميلها. احتوت كل وحدة على مركبة هبوط ومنطاد استكشافي.    

مركبة الهبوط

تصور فني لمسبار فيغا على كوكب الزهرة

كانت المركبات الهابطة مطابقة لتلك المستخدمة في مهمات فينيرا الخمس السابقة، وكان من المقرر أن تدرس الغلاف الجوي والسطح. احتوت كل مركبة على أجهزة لدراسة درجة الحرارة والضغط، ومطياف للأشعة فوق البنفسجية ، ومقياس تركيز الماء، وجهاز كروماتوغرافيا الغاز ، ومطياف للأشعة السينية ، ومطياف كتلة ، وجهاز لأخذ عينات من السطح.

تم تفعيل التجارب السطحية لمركبة الهبوط فيغا 1 عن طريق الخطأ على بعد 20 كيلومترًا ( 12 ميلًا) من سطح القمر نتيجة لهزة رياح قوية بشكل خاص، ولذلك لم تُسفر عن أي نتائج. هبطت المركبة عند خط عرض 7.5 درجة شمالًا وخط طول 177.7 درجة شرقًا.  

هبطت المركبة الفضائية فيغا 2 على سطح كوكب أفروديت تيرا في تمام الساعة 03:00:50 بالتوقيت العالمي المنسق (UT) يوم 15 يونيو 1985، عند خط عرض 8.5° جنوبًا وخط طول 164.5° شرقًا . كان ارتفاع موقع الهبوط 0.1 كيلومتر (0.062 ميل) فوق متوسط ​​نصف قطر الكوكب. وبلغ الضغط المقاس في موقع الهبوط 91 ضغطًا جويًا، ودرجة الحرارة 736 كلفن (463 درجة مئوية؛ 865 درجة فهرنهايت) . تبين أن عينة السطح عبارة عن أنورثوزيت - تروكتوليت . أرسلت المركبة بيانات من السطح لمدة 56 دقيقة.     

الحمولة

  • مستشعرات درجة الحرارة والضغط في المركب المناخي
  • جهاز كروماتوغرافيا الغاز سيجما-3
  • مطياف حجم الجسيمات LSA
  • محلل الهباء الجوي IFP
  • مقياس الرطوبة VM-4
  • مقياس التعكر/مقياس التشتت ISAV-A
  • مطياف الكتلة مالاخيت-5
  • مطياف الأشعة فوق البنفسجية ISAV-S
  • جهاز الحفر GZU VB-02 + مطياف الأشعة السينية للتربة BDRP-AM25
  • مطياف أشعة غاما GS-15-STsV
  • جهاز اختراق PrOP-V
  • بطاريات شمسية صغيرة من MSB

بالون

مسبار فيغا البالوني معروض في مركز أودفار-هازي التابع لمؤسسة سميثسونيان. صورة فوتوغرافية لجيفري أ. لانديس.

صُممت بالونتا الروبوت الهوائيتان للتحليق على ارتفاع 54 كيلومترًا (34 ميلًا) من سطح كوكب الزهرة، في أكثر طبقات نظام السحب نشاطًا. وكانت حزمة الأجهزة مزودة ببطارية تكفي لتشغيلها لمدة 60 ساعة، وقامت بقياس درجة الحرارة والضغط وسرعة الرياح وكثافة الهباء الجوي. وتم تغطية غلافَي البالون بمادة البولي تترافلوروإيثيلين لمقاومة تأثير الغلاف الجوي المُسبب للتآكل. وقد عمل كل من بالوني فيغا-1 وفيغا-2 لأكثر من 46 ساعة، بدءًا من لحظة الإطلاق وحتى الإرسال النهائي. [ 2 ]    

كانت البالونات من النوع الكروي ذي الضغط الفائق، بقطر 3.54 متر (11.6 قدم) ، ومملوءة بالهيليوم . وتم توصيل وحدة حاضنة، تزن 6.9 كيلوغرام (15 رطلاً) وطولها 1.3 متر (4 أقدام و3 بوصات) ، بغلاف البالون بواسطة حبل طوله 13 متراً (43 قدماً) . وبلغت الكتلة الإجمالية للوحدة بأكملها 21 كيلوغراماً (46 رطلاً) .           

كان الجزء العلوي من هيكل المنصة مغطى بهوائي مخروطي الشكل، يبلغ ارتفاعه 37 سم (15 بوصة) وعرضه 13 سم (5.1 بوصة) عند القاعدة. أسفل الهوائي، وُضعت وحدة تحتوي على جهاز الإرسال اللاسلكي وإلكترونيات التحكم بالنظام. أما الجزء السفلي من هيكل المنصة، فكان يحمل حمولة الأجهزة والبطاريات.    

تضمنت الأدوات ما يلي:

  • ذراع يحمل مقاييس حرارة مقاومة ذات غشاء رقيق ومقياس سرعة الرياح . يتكون مقياس سرعة الرياح من مروحة بلاستيكية تدور بحرية، ويتم قياس دورانها بواسطة كاشفات ضوئية LED .
  • وحدة تحتوي على كاشف ضوئي ثنائي PIN لقياس مستويات الضوء ومستشعر ضغط شعاع الكوارتز المهتز .
  • عبوة في الأسفل تحتوي على البطاريات وجهاز قياس كثافة السحب لقياس كثافة السحب من خلال انعكاس الضوء.

لم يسمح جهاز الإرسال الصغير ذو الطاقة المنخفضة (5 واط) [ 3 ] إلا بمعدل نقل بيانات يبلغ 2048  بت/ثانية، على الرغم من أن النظام كان يضغط البيانات لضغط المزيد من المعلومات عبر النطاق الترددي الضيق. ومع ذلك، كان معدل أخذ العينات لمعظم الأجهزة مرة واحدة كل 75  ثانية فقط. وتم تتبع البالونات بواسطة شبكتين (20 تلسكوبًا راديويًا إجمالاً) على الأرض: الشبكة السوفيتية، التي تنسقها الأكاديمية السوفيتية للعلوم ، والشبكة الدولية، التي ينسقها المركز الوطني للدراسات الفضائية الفرنسي ( CNES ).

تم سحب البالونات من المركبة الهابطة على ارتفاع 55 كيلومترًا (180,000 قدم) فوق سطح الجانب المظلم من الكوكب، وهبطت إلى 50 كيلومترًا (164,000 قدم ) فوق مستوى سطح البحر أثناء نفخها. بعد ذلك، ارتفعت إلى 54 كيلومترًا (177,000 قدم ) واستقرت. [ 3 ] عند هذا الارتفاع، تتشابه ظروف الضغط ودرجة الحرارة على كوكب الزهرة مع تلك الموجودة على الأرض على ارتفاع 5.5 كيلومترات (18,000 قدم ) فوق مستوى سطح البحر، [ 3 ] على الرغم من أن رياح الكوكب تتحرك بسرعة إعصار، وأن غلافه الجوي من ثاني أكسيد الكربون مشبع بحمض الكبريتيك ، إلى جانب تركيزات أقل من حمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروفلوريك .    

تحركت البالونات بسرعة عبر الجانب المظلم من الكوكب إلى الجانب المضيء، حيث نفدت بطارياتها وانقطع الاتصال بها. وأشارت عمليات التتبع إلى أن حركة البالونات تضمنت مكونًا رأسيًا مفاجئًا، كاشفةً عن حركات رأسية لكتل ​​هوائية لم ترصدها مهمات الاستكشاف السابقة.

مهمة هالي

هالي كما تُرى من فيغا 2

بعد مواجهاتهم، تم إعادة توجيه سفن فيغا الأم لاعتراض مذنب هالي ، مستخدمة جاذبية كوكب الزهرة لتغيير مسارها.

اقترب المذنب فيغا 1 من النواة في 6 مارس، على بُعد حوالي 8890 كيلومترًا (5520 ميلًا) ، بينما اقترب المذنب فيغا 2 في 9 مارس على بُعد 8030 كيلومترًا (4990 ميلًا) . واقتصرت الدراسة المكثفة للمذنب على ثلاث ساعات فقط حول أقرب نقطة اقتراب. وكان الهدف منها قياس الخصائص الفيزيائية للنواة، كالأبعاد والشكل ودرجة الحرارة وخصائص السطح، بالإضافة إلى دراسة بنية وديناميكية الغلاف الغازي ، وتركيب الغازات بالقرب من النواة، وتركيب جزيئات الغبار وتوزيع كتلتها كدالة للمسافة من النواة، وتفاعل الرياح الشمسية مع المذنب .    

إجمالاً، التقطت المركبتان الفضائيتان فيغا 1 وفيغا 2 حوالي 1500 صورة للمذنب هالي. وتوقفت عمليات المركبة الفضائية بعد أسابيع قليلة من رصد المذنب هالي.

تم تطوير نظام التلفزيون المدمج بالتعاون الدولي بين المرافق العلمية والصناعية من الاتحاد السوفيتي والمجر وفرنسا وتشيكوسلوفاكيا . وقام فريق دولي، ضم علماء من الاتحاد السوفيتي والمجر وفرنسا وألمانيا الشرقية والولايات المتحدة ، بمعالجة بيانات التلفزيون . ونُفذت الخطوات الأساسية لاكتساب البيانات ومعالجتها المسبقة في معهد IKI باستخدام نظام حاسوبي لمعالجة الصور يعتمد على معالج PDP-11/40 .

يتواجد كل من فيغا 1 وفيغا 2 حاليًا في مدارات مركزية حول الشمس .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بيسر، برونو فيليب؛ وكالة الفضاء الأوروبية (2004). تاريخ النمسا في الفضاء . نوردويك، هولندا: قسم منشورات وكالة الفضاء الأوروبية. ISBN 92-9092-545-0. OCLC 56103655 . 
  2. ↑ بريستون وآخرون (1986). "تحديد رياح الزهرة عن طريق التتبع الراديوي الأرضي لبالونات فيغا". مجلة ساينس . 231 (4744): 1414-1416 . Bibcode : 1986Sci...231.1414P . doi : 10.1126 / science.231.4744.1414 . PMID 17748082. S2CID 29444555 .   
  3. 1 2 3 جاي جالنتاين (2016). "أول رحلة على كوكب آخر (من كتاب "استدعاء اللانهاية ")" . مجلة سميثسونيان للطيران والفضاء . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2021 .