Техника - молодёжи 1985-04, страница 37

ные в Австрии Основная задача этого эксперимента, проводимого совместно австрийскими и советскими учеными, — определение роли магнитного поля во взаимодействии солнечного ветра с кометой. До сих пор эта проблема исследовалась только на основе теоретических моделей, построенных с использованием данных оптических наблюдений.

Анализом элементного состава пылинок и их распределения по массам на разных расстояниях от ядра занимается разработанный советскими специалистами пылеударный плазменный счетчик. Одновременно подсчет пылинок будет вести и акустический прибор, мишени которого состоят из специальных металлических пластин. Ударяясь, микрочастицы вызовут в них упругие изгиб-ные волны, которые регистрируют детекторы из пьезоэлементов. Зная время запаздывания сигналов от различных детекторов, а также их амплитуды колебаний, можно определить не только точку попадания пылинки, но и импульс, который, как известно, пропорционален ее массе. Поскольку известно, что частицы влетают в прибор со скоростью 78 км/с, по этому импульсу можно без труда вычислить их массу.

На первый взгляд может показаться, что ряд приборов просто-напросто дублируют друг друга; (больше того, некоторые данные — о скорости образования кометных частиц, об их размерах и параметрах их движения — уже известны специалистам благодаря косвенным измерениям. На самом деле это не так. До сих пор большинство фактов получено в результате спектрометрических измерений, причем только в видимом и ИК-Диапазоне. Задача нынешнего эксперимента — охватить всю «радугу» спектра и тем самым закрыть как можно больше «белых пятен». До сих пор не хватало прямых измерений вблизи ядра кометы. Вот когда удастся «разложить по полочкам», то есть по массам, размерам и концентрациям, пылинки из кометной атмосферы, тогда эта ключевая информация подробнее и с большей точностью объяснит важнейшие явления, происходящие в ядре, голове и хвосте «летающего айсберга».

Именно на получение данных подобного рода и нацелен находящийся на борту «Веги» пылеударный масс-анализатор ПУМА, разработанный специалистами ФРГ и СССР. Проносясь через кометное облако, уникальный прибор буквально на лету произведет химический анализ состава пылинок, вычислит их массу, количество в единице объема и даже укажет их расстояние от ядра кометы.

Чтобы получить такую исчерпывающую информацию о простой ко* метной пылинке, нужно суметь зарегистрировать удар по мишени каж

дой отдельной частицы. Причем исследователям не приходится ломать голову над тем, как перевести вещество пылинки в плазменное состояние (непременное условие всех спектроскопических методов исследования вещества) — столкновение на скорости 78 км/с приводит к мгновенному испарению объекта исследования, Разумеется, при столкновении испаряется не только частица пыли. Какая-то доля материала мишени тоже становится плазмой. Но поскольку известно, что мишень сделана из чистого серебра, то не представляет большого труда отделить, как говорится, «зерна от плевел».

Поскольку объем получаемых прибором сведений исключительно велик — вблизи кометы будет регистрироваться до 12 ударов в секунду, всего же намечено собрать информацию о 10 тысячах частиц, а передача этих сведений на Землю ограничена пропускной способностью телеметрических каналов связи, — то в составе прибора предусмотрен специализированный микропроцессор, который по нескольким программам произведет предварительную обработку информации и отбор наиболее «информативных» ударов.

Но ведь пыль пыли рознь: в космическом пространстве есть и частицы, не имеющие никакого отношения к комете. Как в течение долгого пути уберечь чувствительные элементы прибора от их воздействия?

— Мы поступили так же, как автомобилист на пыльном проселке, — рассказывает один из разработчиков прибора, В. Хромов, — когда, открыв жалюзи, он создает в салоне давление выше атмосферного. Так и мы, закрыли входной патрубок корпуса прибора специальной крышкой и подали внутрь газ. Снаружи космический вакуум, внутри почти атмосферные условия. Ни одна посторонняя частица в прибор не попадет: сгорит. А за 10 дней до сближения с кометным ядром по команде с Земли крышка откроется — и прибор приступит к работе.

Но вот на мишени «взорвался» мельчайший кусочек кометы — ив миллиардную долю секунды образовался плазменный сгусток. Что дальше? Возникает яркая вспышка. Она регистрируется фотоумножителем, «запускающим» отсчет времени.

Основной рабочий инструмент ПУМА — ускоряющее электромагнитное поле. Ионы разных элементов обладают разной массой. Одно и то же напряжение разгонит легкие ионы до значительно больших скоростей, чем тяжелые. А значит, на регистрирующий элемент прибора — коллектор — они придут в разное время. Зная их время в пути, можно сказать, о каком элементе идет речь.

Правда, тут есть одна тонкость. Ускоряющее поле сообщает всем

ионам с одинаковой массой одинаковую энергию — это так. Но в начальный момент времени при ударе разных тяжелых и легких пылинок о мишень ионы с одинаковой массой приобретают все-таки чуть разную энергию. А это ведет к неодновременности их попадания на коллектор, чего быть не должно. Выравнивание скоростей ионов происходит в рефлекторе. Это своего рода электростатическое зеркало обладает свойством притормаживать слишком быстрые ионы.

Представьте себе шарик на резинке. Бросаете его в сторону — резинка шарик возвращает. Чем сильнее бросок, тем больше возвращающая сила. Замените шарик ионом, возвращающую силу резинки — напряженностью поля, и вы получите представление о том, как работает электростатическое зеркало. Далее, зная химический состав пылинок, их спектр, массу, частоту соударений, можно воссоздать картину их распределения в кометной атмосфере в зависимости от размеров, вычислить, на каком расстоянии от ядра находится частица той или иной массы.

Дублеры, как известно, остаются на Земле... Случилось так, что именно это бытующее с начала освоения космоса правило предоставило мне редкую возможность рассмотреть межпланетных роботов, в то время как станции номер 1 и 2 накрутили на свои космические спидометры десятки миллионов километров.

Я побывал в лабораторно-испыта-тельном корпусе Института космических исследований, когда операторы вновь готовили платформу к работе. Задача, стоящая перед агрегатом-дублером: помочь до мельчайших подробностей воспроизвести все то, что произойдет с АСП там, при подлете к комете Галлея.

...Освобожденная от тепловых и вакуумных экранов, сплошь уставленная приборами платформа являла собой редкое по красоте зрелище. Любой из приборов, удостоившийся чести работать на ней, представлял, вне всякого сомнения, вершинное достижение научной мысли ученых.

— Отбор научной аппаратуры происходил так же строго, ^ак формирование международных космических экипажей, — сказал в заключение заведующий сектором ИКИ Г. Сасин, — причем кандидатов на участие в «проекте века», помимо абсолютно наивысших, достигнутых при нынешнем уровне науки, техники, характеристик, должны отличать минимальный вес, прочность, надежность... Результаты этих уникальных экспериментов, помогут ученым построить совершенную модель кометы, а в конечном итоге — кто знает?... — по следам расшифрованных звездных «секретов» кометной пылинки проникнуть и в тайны происхождения небесных тел.

3*

35