thumb|Description de la mission Vega.
Vega 1 et Vega 2 sont deux sondes spatiales soviétiques lancées en 1984 avec une double mission : l'étude de Vénus depuis l'orbite et à l'aide de ballons-sondes et le survol de la comète de Halley, pour profiter de son passage en 1986 à proximité du Soleil qui ne se reproduit que tous les 76 ans.
Le survol de la comète de Halley avait donné lieu à une mobilisation mondiale : outre les 2 sondes soviétiques, la sonde européenne Giotto et 2 sondes japonaises, Suisei et Sakigake, effectuèrent un survol de la comète. Les deux sondes Vega 1 et Vega 2, construites par l'Union Soviétique avec, pour l'instrumentation, l'aide de nombreux pays de l'Europe de l'est et de l'ouest dont la France, l'Allemagne et les États-Unis, étaient basées sur les modèles des sondes vénusiennes du programme Venera. L'appellation « Vega » est une contraction de Венера (« Venera », en français Vénus) et de Галлей (« Gallej », en français Halley).
Les sondes devaient initialement être construites dans le cadre d'un programme franco-soviétique combinant un orbiteur et un grand ballon-sonde destiné à flotter dans l'atmosphère de Vénus. À la suite de l'annulation de la participation américaine au programme de survol de Halley, les deux sondes sont modifiées pour pouvoir survoler la comète et le grand ballon est remplacé par un ballon de taille beaucoup plus modesteSonde Vega, sur Astronautix (consulté le 19 mai 2009).. Les deux sondes sont lancées respectivement le et le . Elles survolent Vénus les et le et y larguent chacune un atterrisseur et un ballon-sonde. Puis elles survolent la comète de Halley les et le , prenant des photos qui permettent d'évaluer la forme et les dimensions du noyau cométaire, et montrent, à la surprise des spécialistes, qu'il est noir comme du charbon.
Les sondes Vega sont, à fin 2023, les dernières sondes d'exploration du système solaire soviético-russes ayant réussi à atteindre leurs objectifs.
Contexte Au début des années 1980, les Soviétiques commencent à concevoir avec l'agence spatiale française et dans le prolongement de leur programme d'exploration de Vénus, une mission d'étude de cette planète qui doit pour la première fois déployer un grand ballon dans l'atmosphère de cette planète (projet Venera 84). À la même époque le retour de la comète de Halley, prévu pour 1985, suscite l'intérêt des scientifiques du monde entier et les agences spatiales soviétique, américaine et japonaise envisagent de lancer des missions à sa rencontre. Les Soviétiques décident de fusionner les deux projets en baptisant la future mission Vega (contraction en russe de Venera et Halley), et demandent aux Français un projet révisé avec des ballons de taille plus modeste, mais qui ne pouvait pas être mis sur pied dans les temps imposés. La participation française en collaboration sur plusieurs expériences embarquées sur les sondes VegaLe Monde février 1981.. En cohérence avec la libéralisation récente du régime soviétique (la Perestroïka), les responsables du projet lancent pour la première fois dans l'histoire du programmes spatial soviétique un appel à contribution international au niveau instrumental.
Développement des ballons des missions Vega Les missions Vega sont à ce jour (en 2023) les seules à avoir mis en œuvre un ballon. L'idée en revient à l'origine à Jacques Blamont, à l'époque directeur scientifique et technique du CNES qui la propose en 1967 aux soviétiques dans le cadre de la coopération franco-soviétique dans le domaine spatial à l'époque très active. Le projet consistait à développer une flottille de petits ballons. Mais les responsables soviétiques décident en 1972 de développer une mission, baptisée Eos-Vénus, emportant un ballon unique de grande taille (nacelle de 165 kg). Le projet, auquel la France collabore, est finalement abandonné par les soviétiques en 1980 au profit du développement de deux petits ballons qui doivent être déployés au cours des deux missions du programme Vega qui seront lancées en 1984. Le CNES se retire du projet mais participe à la fourniture des batteries au lithium et du néphélomètre en servant d'intermédiaire entre les fournisseurs américains et les soviétiques (à cette époque de la guerre froide, les américains n'ont théoriquement pas le droit d'exporter ce type d'équipement vers l'Union soviétique).
Objectifs Les sondes Vega 1 et 2 se composent de deux modulesLe Monde, 13 juin 1985. : un module atterrisseur qui doit analyser l'atmosphère de Vénus durant sa descente en larguant une sonde porteuse d'un ballon-sonde de de diamètre une fois gonflé, qui doit évoluer entre 53 et 55 km d'altitude, zone des nuages d'acide sulfurique et de vents violents ; un module principal qui après le survol de Vénus doit survoler la comète de Halley en .
Caractéristiques techniques Les sondes Vega 1 et Vega 2 sont identiques. Chaque sonde spatiale comprend un vaisseau-mère qui transporte l'atterrisseur qui doit se poser sur la surface de Vénus. Ce dernier doit libérer durant sa traversée de l'atmosphère un ballon-sonde. Le vaisseau-mère effectue un simple survol de Vénus. Alors qu'il est encore à proximité de Vénus il collecte les données transmises par le ballon-sonde et l'atterrisseur dont la durée de vie est très brève puis poursuit sa route en se dirigeant vers la sonde de Halley qu'il doit survoler. Les deux sondes spatiales sont conçues par le bureau d'études Babakine et construites sous le nom de code 5VK par Lavotchkine à Khimki.
Vaisseau-mère Le vaisseau-mère a des caractéristiques très proches des sondes spatiales Venera 9 à Venera 14. Les différences portent sur l'adoption des panneaux solaires de grande taille des sondes spatiales Venera 15/16, le doublement de la quantité d'ergols emportée ( au lieu de ) et l'ajout d'un bouclier pour se protéger des impacts des poussières de la comète. Chaque sonde est alimentée en énergie par deux grands panneaux solaires. Les instruments comprennent une antenne parabolique, des caméras, un spectromètre, une sonde à rayonnement infrarouge, des magnétomètres (MISCHA) et des sondes à plasma. Chaque sonde, d'un poids unitaire de , fut lancée par une fusée Proton-K depuis Baïkonour. Les deux sondes étaient stabilisées sur trois axes. Chaque sonde a reçu un double bouclier qui doit la protéger des collisions avec la poussière émise par la comète de Halley..
Instruments principaux de la sonde Les instruments utilisés au moment du survol de la comète comportent :
Atterrisseur Les atterrisseurs sont identiques à ceux mis en œuvre lors des précédentes missions Venera. Ils doivent étudier l'atmosphère et le sol superficiel ; chacun dispose d'instruments pour analyser la température et la pression, d'un spectromètre ultraviolet, d'un système de mesure de la concentration en eau, d'un chromatographe en phase gazeuse, d'un spectromètre à rayonnement X, d'un spectromètre de masse et d'un outil permettant de prélever un échantillon du sol.
Charge utile La charge utile comprenait les instruments suivants :
Le ballon-sonde vignette|redresse|Le ballon de la mission Vega au Centre Steven F. Udvar-Hazy.
Le ballon-sonde, de type à pression constante, a un diamètre de et pèse en tout avec les instruments. Il est déployé à de la surface dans la partie la plus active de l'atmosphère de Vénus. Les batteries électriques qui alimentent les instruments scientifiques leur permettent de mesurer la température, la pression atmosphérique et la vitesse du vent durant 60 heures. Les deux ballons de Vega 1 et Vega 2 purent transmettre des données durant 46 heuresScience, 1986, v.231, .
Le ballon, de forme sphérique est rempli avec de l'hélium. Une nacelle pesant et mesurant 1,3 mètre de long est suspendue sous le ballon par l'intermédiaire d'un câble de de long. La masse avant largage par la sonde spatiale est de 123 kilogrammes en incluant le parachute utilisé par son déploiement, le système de gonflage du ballon, un ballast, etc.. La partie supérieure de la nacelle est coiffée par une antenne conique de de haut et de diamètre à la base. Sous l'antenne se trouve un module contenant l'émetteur radio et le système de contrôle électronique. La partie inférieure de la nacelle contient les instruments scientifiques et les batteries.
Les instruments comprennent : Un bras comportant un thermomètre constitué d'une résistance sur un film mince et un anémomètre réalisé avec une hélice dont la vitesse de rotation est mesurée grâce à des photodétecteurs à Led ; un module contenant un photodétecteur à diode pour mesurer le niveau de lumière et un baromètre à quartz ; un module contenant les batteries ainsi qu'un néphélomètre permettant de mesurer la densité des nuages grâce à la réflexion de la lumière.
Le petit émetteur radio de faible puissance permet de transmettre des données à la vitesse très réduite de 2048 bits par seconde bien que le système utilise des techniques de compression pour faire passer le plus de données possibles via cette étroite bande passante. Néanmoins, la fréquence des mesures par les instruments est de 75 secondes. Les données radio émises par le ballon sont captées par deux réseaux rassemblant en tout 20 radio-télescopes comprenant un réseau soviétique dont la coordination est assurée par l'académie des Sciences de l'URSS et un réseau international pris en charge par l'agence spatiale française (CNES).
Les ballons sont largués sur la face non éclairée de la planète et déployés à une altitude d'environ . Ils prennent un peu de hauteur (quelques kilomètres) avant de trouver une altitude où la force ascensionnelle s'équilibre avec le poids de la nacelle. À cette altitude, la pression et la température de l'atmosphère de Vénus sont proches de celles de la Terre. Toutefois, les vents soufflent avec la force d'un ouragan et l'atmosphère est composée essentiellement de dioxyde de carbone mélangé avec de l'acide sulfurique et des concentrations plus faibles d'acide chlorhydrique et d'acide fluorhydrique.
Les ballons se sont rapidement déplacés de la face nocturne de la planète vers la face éclairée avant que les batteries ne s'épuisent et que le contact soit perdu. Les données télémétriques indiquent que le déplacement des ballons comprenait des déplacements verticaux dans l'atmosphère qui n'avaient pas été détectés par les missions précédentes. Avec ces déploiement réussis, les deux ballons deviennent les premiers aérobots à voler sur une autre planète que la Terre.
Déroulement de la mission Vega 1 Étude de Vénus Le survol de Vénus a lieu le . La sonde largue à proximité de la planète, quelques jours avant le survol proprement dit, un sous-ensemble qui a la forme d'une sphère de de diamètre pesant . Ces sous-ensembles, qui contiennent un atterrisseur et un ballon-sonde, rentrent dans l'atmosphère vénusienne sans changement d'inclinaison.
Les instruments de Vega 1 seront mis en route de manière accidentelle par une rafale de vent particulièrement violente au-dessus de la surface et en conséquence ne fournirent aucune donnée. L'atterrissage eut lieu aux coordonnées suivantes : 7.5° N, 177.7° E.
Le survol de la comète de Halley Après leur survol de Vénus, les sondes Vega prennent la direction de la comète de Halley en utilisant l'assistance gravitationnelle de Vénus. L'objectif est de survoler au plus près le noyau de la comète et de fournir des informations sur la dimension du noyau, sa forme, la température et les caractéristiques de la surface, la structure et la dynamique de sa queue, la composition des gaz près du noyau, la composition des particules de poussière et leur distribution en fonction de la distance du noyau ainsi que les interactions entre le vent solaire et la comète.