40 лет назад, 30 октября 1981 года, с космодрома Байконур при помощи ракеты-носителя «Протон-К» и разгонного блока «ДМ» выполнен запуск советской автоматической межпланетной станции «Венера-13» по программе исследования планеты Венера.
Для экспедиций космических аппаратов серий 4В1 и 4В1М выбрана пролётно-десантная схема. Отличия заключаются в продолжительности перелета (для аппаратов серии 4В1М она составляет чуть более 120 суток) и последовательности выполнения операций бортовой аппаратурой ПА после посадки. Работа грунтозаборного устройства начинается так же как в предшествующей экспедиции через 32 сек после достижения контакта с поверхностью, а работа телефотометров — с 4-х минутной задержкой. Первые четыре минуты отведены на трансляцию информации с других научных приборов и телеметрии о работе ГЗУ, а затем идет передача панорамы поверхности Венеры, которая продолжается до прекращения радиосвязи.
Несмотря на то, что аппараты серии 4В1М во многом повторяли своих предшественников («Венера-11,-12» серии 4В1), для проверки всех изменений было изготовлено 18 экспериментальных машин. Только для проверки операции сброса крышек телефотометров запланировано 39 видов испытаний. В реальности проведено 78. Перед проведением отстрела спускаемый аппарат нагревался до 450 градусов, а затем сбрасывался с высоты, имитируя тем самым посадку на поверхность Венеры. И только после этого производился отстрел крышки. Испытания проводились на грани отказов. В результате при расчетном запасе работоспособности новых узлов ~7,5 был получен запас 20,5. С этим запасом уже можно было отправляться полет.
В программу экспедиции входило:
- Доставка спускаемого аппарата в припланетную область и обеспечение требуемых условий по баллистике для проникновения в атмосферу Венеры;
- репортажная передача в процессе спуска в атмосфере, содержащая результаты измерений её основных физико-химических параметров (давления, температуры, химического состава атмосферы, содержания в ней влаги), результаты исследований облачного слоя, атмосферных грозовых электроразрядов;
- осуществление посадки на поверхность планеты, на ее дневную сторону;
- передача цветных телефотометрических изображений поверхности в месте посадки и результатов проведения непосредственного анализа грунта;
- ретрансляция результатов выполнения научной программы;
- проведение исследований околопланетного и межпланетного пространства при движении по пролетной траектории.
Программа космических аппаратов «Венера-13,-14» реализована успешно и в полном объеме. Посадочные аппараты осуществили мягкую посадку на поверхность планеты в намечаемых районах. Орбитальные аппараты, выведенные на пролетную траекторию, обеспечили прием и ретрансляцию на Землю информации, получаемой каждым со своего посадочного аппарата, в том числе, в течение 127 минут с места посадки «Венеры-13» и более 56 минут с места посадки «Венеры-14».
Обеспечено выполнение основных исследовательских экспериментов в рамках запланированной научной программы экспедиции. Подтверждена реализуемость на космических аппаратах серии «Венера» межпланетного полета с целью последовательного изучения двух космических объектов — Венеры и кометы Галлея.
Ко многим из проведенных экспериментов применимо слово «впервые». Впервые получены цветные панорамы поверхности Венеры с круговым обзором. Причем при сравнении между собой ряда панорам, полученных за весь сеанс передачи, обнаружены динамические явления: сдувание слоя грунта, попавшего на посадочную платформу, изменение цветовых оттенков и колебания средней освещенности. Последние явления до сих пор не объяснены.
Впервые прямыми измерениями показано, что сера является основным элементом, определяющим состав облачного слоя. Впервые с помощью грунтозаборного устройства взяты пробы грунта Венеры для определения элементного состава пород методом рентгено-флюоресцентного анализа, что потребовало решения исключительно трудной задачи — именно забора проб грунта в условиях высоких температур и давлений.
В ходе полета спускаемого аппарата в атмосфере Венеры и после посадки на её поверхность проводились комплексные научные исследования. Были осуществлены эксперименты по изучению химического и изотопного состава атмосферы и облаков, структуры облачного слоя, рассеянного солнечного излучения, а также регистрация электрических разрядов в атмосфере.
Спускаемые аппараты «Венера-13» и «Венера-14» проводили эксперименты в различных геологических районах планеты. Место посадки выбрано таким образом, чтобы определить характер рельефа и пород в одном из наиболее типичных геолого-морфологических провинций планеты — холмистой возвышенности.
Другим важным научным экспериментом, выполненным «Венерой-13», стала передача цветных панорамных изображений поверхности. Анализируя снимки, полученные с ее помощью, ученые выдвинули гипотезу о том, что им удалось наблюдать древнюю кору планеты, поскольку поверхность в этом районе сильно эродирована (за исключением выступов коренной породы) и в большей степени покрыта дробленым мелкозернистым материалом.
Изучение отдельных фрагментов панорам дает дополнительную интересную информацию. Так, на изображениях, переданных «Венерой-13», хорошо заметны выбросы грунта на посадочную платформу. Несколько последовательных снимков платформы показывают, что насыпной грунт не остается неподвижным, он перемещается под действием ветра. Тщательный анализ телевизионных изображений позволил уточнить направление и величину скорости ветра, определяемую по акустическим измерениям. У поверхности планеты она составляла 0,3–0,6 м/с.
Сведения о содержании водяных паров в атмосфере планеты, собранные предыдущими аппаратами, были разноречивы. Внести ясность должны были «Венера-13» и «Венера-14», оснащенные для этой цели специальным анализатором влажности, чувствительным элементом которого был датчик на основе хлористого лития.
Результаты измерений свидетельствуют о сильной обезвоженности атмосферы Венеры, а своеобразное изменение концентрации паров в зависимости от высоты указывает на то, что вода, по всей вероятности, играет значительную роль в формировании облачного слоя планеты. Эксперименты, выполненные «Венерой-13,14», стали важным шагом в развитии исследований планеты.