Венера — Миссии США к Венере (13 фото)

Миссии США к Венере (13 фото)

В разделе перечилены только успешные миссии США, направленные на освоение Венеры.

Mariner 2

Запуск: 27.08.1962

Маринер 2 был вторым космическим аппаратом США, направленным к Венере для ее изучения. Маринер 2 точная копия первого аппарата Маринер 1, при запуске которого произошла авария (ракета ушла осталась на орбите).
В целом запуск прошел успешно. По программе расскрылись солнечные батареи через 44 минуты после запуска. 8 Сентября в 17:50 космический корабль вдруг потерял равновесие, которое было восстановлено гироскопом через 3 минуты. Причина до сих пор неизвестна, но возможно произошло столкновением с небольшим объектом. 31 октыбря частично вышла из строя одна из солнечных батарей и временно была выключена. Т.е. аппарат был достаточно повернут к Солнцу, мощности всего одной батареи было достаточно, чтобы достигнуть Венеры. 8 декабря аппарат прошел на расстоянии 34 773 км и в течение 42 минут вел исследования этой планеты. Последнее сообщение от "Mariner 2" было получено 3 января 1963.
Mariner 2 обнаружил, что Венера крайне медленно обращается в направлении, обратном орбитальному движению. С помощью инфракрасного и микроволнового радиометра аппарат установил, что Венера имеет относительно холодный верхний слой облаков, но экстремально горячую внутреннюю атмосферу, насыщенную углекислым газом, высокое давление. Впрочем, эти данные были интерпретированы не со стопроцентной уверенностью. NASA Official

Mariner 5

Запуск: 14.06.1967

"Mariner 5" был резервным кораблем для "Mariner 4". Изначально он предназначался для марсианской миссии, но был переоборудован под миссию к Венере. Космический корабль прошол на расстоянии 4 000 от Венеры в октябре 1967. Инструменты космического корабля измерили магнитное поле планеты, заряженные частицы, плазму, а также УФ эмиссии атмосферы Венеры. Миссия была охарактеризована как успешная.

NASA Official

Mariner 10

Запуск:11.03.1973

"Mariner 10" был седьмым успешным запуском в серии Mariner. Использовал гравитационное действие Венеры для разгона до конечной цели - Меркурия. Первая миссия космического корабля, цель которой было исследование сразу двух планет - Венеры и Меркурия. "Mariner 10" был первым космическим кораблем, который посетил Меркурий. Космический корабль облетел Меркурий три раза на обратной гелиоцентрической орбите и передал первые изображения и данные о планете. Цели миссии - измерения среды Меркурия, атмосферы, поверхности, а так же формы планеты. Аналогичные исследования планировались и для Венеры. Второстепенные цели - эксперименты в межпланетной среде, а так же накопление опыта для миссияй, расчитанных на исследование сразу двух космических объектов.

Возникшие проблемы: "Маринер 10", был выведен на орбиту после запуска через 25 минуты. После запуска защитный купол полностью не открывался, поэтому некоторое оборудование не могло быть использованное, такое как: Scanning Electrostatic Analyzer and Electron Spectrometer. Также было обнаружено, что нагреватели для телевизионных камер не заработали, так что камеры были на некоторое время отключены, чтобы предохранять оптику от влияния низких температур.
Первая коррекция орбиты была проведена через 10 дней после запуска. После чего корабль потерял ориентацию на звезду Канопус. Через некоторое время ориентация была возвращена, но проблемы подобного рода преследовали миссию до ее окончания. Так же были некоторые проблемы с бортовым компьютером и антеной.

Космический корабль прошел Венеру в феврале 1974 на расстоянии 5768 км и передал первые изображения поверхности Венеры.

Это был последний аппарат серии "Маринер", поскольку аппараты "Маринер-11" и "Маринер-12" были переименованы в "Вояджер-1" и "Вояджер-2" соответственно.

NASA Official

The Pioneer Venus Orbiter

Запуск: 20.02.1978
Конструкция

Конструкционно аппарат представлял цилиндр высотой 1.22 м, диаметром 2.54 м, общая длинна 4.5 м. Энергоустановка состоит из солнечных батарей на боковой поверхности аппарата ( общая площадь 7,5 м2, мощность 312 Вт) и двух никель-кадмиевых аккумуляторных батарей емкостью 7.5 А час.

Радиосистема в режиме приема работает на частоте 2115 МГц, в режиме передачи - на частоте ~ 2300 МГц, а также в диапазоне Х (5200-10900 МГц) для радиозатменного зондирования. Диаметр отражателя остронаправленной антенны ~ 1 м.

Информативность телеметрической системы до 2048 бит/сек, емкость бортового записывающего устройства ~ 122 Кбайт.

Аппарат стабилизируется вращением(5 об/мин). В системе обеспечения заданных скорости вращения и ориентации оси вращения используются солнечные и звездный датчики, а в качестве исполнительных органов - семь гидразиновых микродвигателей тягой по 4,5 Н. Они же служат для коррекции траектории на трассе "Земля - Венера" и орбиты вокруг Венеры. Запас гидразина 32 кг.

В системе терморегулирования используются жалюзи, нагреватели, теплоизоляция, покрытия и краски.

Бортовой тормозной РДТТ тягой 18 кН, служащий для перевода АМС на орбиту вокруг Венеры, обеспечивает приращение скорости ~1 км/сек.

В составе научной аппаратуры АМС анализаторы плазмы, масс-спектрометры ионов и нейтральных частиц, зонд для измерений электронной температуры, УФ спектрометр, ИК радиометр, фотополяриметр для облачного слоя, магнитометр, детекторы электрического поля и гамма-всплесков, а также радиокартограф, рассчитанный как на получение изображений поверхности планеты через облачный слой, так и на измерение высоты элементов рельефа. Общий вес научной аппаратуры 45 кг.

Масса аппарата: у Земли : 517 кг, на орбите ИС Венеры: 360 кг.

На орбите Венеры

Станция ушла в космос 20 мая 1978 года, для старта использовалась ракета-носитель Atlas-Centaur.
4 декабря 1978 г. она выведена на начальную орбиту с высотой перицентра 376 км, высотой апоцентра ~ 64 000 км и наклонением к плоскости эклиптики ~ 105°. В дальнейшем были проведены несколько коррекций орбиты, с тем чтобы снизить высоту перицентра до ~ 150 км, увеличить высоту апоцентра до ~66 000 км и обеспечить 24-часовой период обращения. После чего станция приступила к выполнению намеченных экспериментов. Планировалось что станция будет работоспособной минимум 1 венерианские сутки (243 земных). Вскоре после выход на орбиту Венеры отказал инфракрасный радиометр но остальные приборы работали.

Исследования Венеры показали, что планета или вовсе не имеет магнитного поля, или имеет очень слабое поле. Однако солнечный ветер индуцирует магнитное поле в ионосфере планеты, которое образует барьер для солнечного ветра. Солнечный ветер прижимает ионосферу к планете, удерживая ее в пределах определенной границы, называемой "ионопауза", высота которой изменяется с изменением скорости солнечного ветра. Масс-спектрометр ионов обнаружил в ионосфере Венеры однозарядный и двухзарядный атомный кислород, а также ионы молекулярного кислорода, атомарного и молекулярного водорода, гелия, углерода, азота и углекислого газа.

Тем временем гарантийный срок работы прошел, но станция оставалась работоспособной. К концу второго года работы она передала на Землю снимки облачного покрова в ультрафиолетовых лучах и произвела картографирование 93 % поверхности планеты, но станция продолжала работать. К этому времени гидразин для коррекции траектории практически закончился (осталось около 2.3 кг) и станция стала изменять траекторию из-за взаимодействия Венеры и Солнца.

Кроме Венеры её аппаратура производила изучение комет Энке, Галлея, Вильсона и NTT, были изучены их размеры, скорость испарения воды.

Под воздействием Солнца орбита аппарата постепенно приближалась к экваториальной, высота перицентра тем временем увеличилась до 2200 км, затем перицентр стал уменьшаться. К 1992 году он снизился до уровня атмосферы Венеры. 8 октября состоялся последний сеанс связи, станция была работоспособна - работали 11 из 12 приборов. Станция все продолжалась приближаться к Венере и ориентировочно 20 октября упала на Венеру. Исследования Венеры продолжил Магеллан.

Ежегодник БСЭ. 1972-1990 г., Pioneer Venus Project Information

Pioneer Venus Multiprobe

Запуск: 08.08.1978

Конструкция

Целью АМС Pioneer Venus Multiprobe было доставка в атмосферу Венеры 4 зондов, одного большого и трех малых. Масса АМС около 900 кг, из них большой зонд 315 кг, малые зонды общей массой 270 кг и траекторный блок 290 кг. Конструктивно траекторный блок аналогичен АМС Pioneer Venus Orbiter, основное отличие отсутствие твердотопливного двигателя для выхода на орбиту Венеры. Основной источник энергии солнечные батареи на поверхности аппарата общей мощностью 241 Вт. В составе научной аппаратуры этого блока - спектрометры нейтральных частиц и ионов.

Большой зондКонструкция большого зонда. Значение цифр в тексте

Большой зонд представляет из себя сферический герметизированный контейнер(титановый сплав)(4) диаметром 1.5 м, он снабжался отделяемым коническим экраном(6) из алюминиевого сплава с защитой из фенопласта, армированного углеродным волокном , хвостовым обтекателем(2) с радиопрозрачным окном (1) и двумя вытяжными парашютами . Вытяжной парашют имеет диаметр 0.76 м, основной диаметр около 5 м. Электропитание серебряно-цинковая батарея емкостью 40 А-час. Предусмотрены программно-временное устройство, передатчик мощностью 10 Вт (информативность до 256 бит/сек), рассчитанный на непосредственную передачу на Землю через антенну(3) , и записывающее устройство емкостью 384 байт, используемое в период пропадания сигнала. В состав научной аппаратуры большого зонда входят масс-спектрометр нейтральных частиц, газовый хроматограф, датчики температуры, давления и ускорений, солнечный и ИК радиометры, спектрометр облачных частиц и нефелометр. На поверхности сферического герметизированного контейнера установлены лопасти для вращения аппарата.

Малый зонд

Конструкция малого зонда. Значение цифр в тексте

На станции стояло три малых зонда. Малый зонд состоял из сферического герметизированного контейнера(титановый сплав) диаметром 73.2 см (4). На зонд устанавливался неотделяемый конический лобовой экран (алюминиевый сплав с теплозащитой из фенопласта, армированного углеродным волокном)(3).

Электропитание обеспечивает серебряно-цинковая батарея емкостью 11 А-час. Предусмотрены программно-временное устройство и передатчик мощностью 10 Вт (информативность до 64 бит/сек), рассчитанный на непосредственную передачу на Землю через антенну (1). В состав научной аппаратуры каждого малого зонда входят датчики температуры(2), давления и ускорений, нефелометр(5) и радиометр чистого потока(6).

Посадка на Венеру

Станция ушла в космос 8 августа 1978 года, для старта использовалась ракета-носитель Atlas-Centaur.

Большой зонд отделился от траекторного блока АМС 15 ноября 1978 г. на расстоянии ~ 12 млн. км от Венеры, три малых зонда - 20 ноября 1978 г. на расстоянии ~ 10 млн. км. 9 декабря 1978 г. все четыре зонда с небольшими интервалами вошли в атмосферу Венеры и примерно в течение часа совершали спуск на планету, причем большой зонд на одном из участков спуска использовал парашют.

Большой и один малый зонд вошли в атмосферу на дневной стороне планеты, остальные два малых зонда - на ночной (в южном и в северном полушариях). Малый зонд, вошедший в атмосферу на дневной стороне, проработал на поверхности 67 мин, хотя ни один зонд на функционирование на поверхности рассчитан не был.

Все приборы четырех зондов работали нормально за исключением датчиков температуры, которые на всех зондах отказали на высоте 14 км, когда температура достигла ~ 360°. Позже возобновилось поступление информации от датчика температуры на большом зонде.

Траекторный блок АМС вошел в атмосферу Венеры вскоре после зондов и через 2 мин после входа сгорел, как это и ожидалось.

Ежегодник БСЭ. 1972-1990 г., Pioneer Venus Project Information

Magellan

Запуск: 4.05.1989 Магеллан

Космический корабль Magellan был запущен 4 мая 1989. Последний контакт с Магелланом был проведен в октябре 1994 года. Главной задачей миссии было составление карты поверхности Венеры. В итоге были составлены карты 98% поверхности планеты с разрешение лучше 100 метров, к тому же, многие изображения были сделаны несколько раз. На рисунке вы видите кратер аривар диаметром 30 км.

Кратер Авидар

Миссия была разделена на циклы, каждый из которых занял 243 дня (время необходимое Магеллану, чтобы сфотографировать всю поверхность Венеры).

04 мая 1989 - Запуск

10 августа 1990 - Вышел на орбиту вокруг Венеры

15 сентября 1990 - Этап 1: съемка поверхности планеты (левое направление). За первый этап аппарат сфотографировал 84% всей поверхности.

15 мая 1991 - Этап 2: съемка поверхности планеты (правое направление). Съемка южной поляной области и восстановление неполной информации, полученной на первом этапе.

15 января 1992 - Этап 3: съемка поверхности планеты (левое направление). Повторная съемка поверхности, а так же получение стереоизображений планеты на основе изображений, полученных на первом этапе.

14 сентября 1992 - Этап 4: съемка поверхности планеты (правое направление). Повтор 2 этапа, а также изучение гравитации планеты с эллиптической орбиты.

24 мая 1993 - Переход на круговую орбиту. Период составил 94 минуты.

3 августа 1993 - Изучение гравитации. Составлена гравитационная карты на 95% поверхности планеты.

Гравитационная карта Венеры Гравитационная карта Венеры

30 августа 1994 - Исследование ветреных потоков.

12 октября 1994 - Потеря сигнала

13 октября 1994 - Предполагаемая гибель аппарата

Результаты миссии:
Сфотографировано 99% поверхности планеты, причем качество полученных изображений было лучше, чем во время советских миссий "Венера 15, 16".

Экзогенные (поверхностные) процессы.

Эоловые образования (довольно много ветровых полос - "хвостов" надувания или раздувания за ветровыми препятствиями, мало дюн и ярдангов - борозд раздувания). На крутых склонах изредка видны следы обвалов и оползней. Предполагается химическое выветривание с участием CO2 и серосодержащих газов атмосферы. Суммарная интенсивность экзогенных процессов очень низка: формы рельефа возрастом 500 млн. лет выглядят морфологически юными (при разрешении изображений 100-200 м).

Вулканизм.

Преобладали площадные базальтовые излияния. Именно они сформировали большую часть равнин Венеры, которые на этой планете занимают около 80% поверхности. Часто встречаются базальтовые щитовые вулканы (диаметром километры - сотни км). Самые крупные вулканы Венеры крупнее самых крупных вулканов Земли. Изредка встречаются крутосклонные вулканические купола, похожие на лепешки. Возможно, их крутосклонность есть свидетельство того, что они небазальтовые.

Тектоника.

Деформированность пород, видимых на поверхности, - от интенсивной до слабой. Есть признаки и растяжения, и сжатия. Наиболее древние из сильно деформированных образований - массивы т.н. тессер со структурами сжатия и растяжения, наиболее молодые - рифтовые зоны со структурами растяжения, похожие на континентальные рифты Земли (напр., Байкальский рифт или африканские рифты).
Глобальный стиль эндогенной (определяемой процессами в недрах планеты) активности. Присущей Земле тектоники плит на Венере нет. Не наблюдается типичных для нее образований: срединно-океанических хребтов и комплементарных им островных дуг и субдукционных впадин. Нет дивергентно-конвергентной комлементарности в распределении наблюдаемых вулканических и тектонических образований. Распределение ударных кратеров по площади неотличимо от случайного.

Эволюция.

Возраст поверхности 0.5-1 млрд. лет (определен по количеству ударных кратеров), что есть лишь последние 10-20% истории планеты. Геологическая история этого последнего периода реконструируется через выявление возрастной последовательности геологических подразделений - т.н. стратиграфической колонки. Такая колонка была составлена для разных областей Венеры и оказалась довольно простой и примерно одинаковой для разных мест. Анализируя отношения ударных кратеров с геологическими подразделениями (наложен на лавы или подтапливается ими) удалось показать, что в начале рассматриваемого периода интенсивность эндогенных процессов на Венере была примерно такая же, как на современной Земле. Но вскоре она снизилась и до настоящего времени сильно не менялась. Современный вулканизм и тектоника пока не наблюдались, но весьма возможны.

NASA Official

Galileo

Запуск: 18.10.1989

Галилео во время тестирования

Галилео - автоматичексий космический аппарат НАСА, созданный для исследования Юпитера и его спутников.

Пролетел мимо Венеры на расстоянии 16 000 km (10 000 миль), что позволило группе ученых протестировать инструменты Галлилео, а также увеличивать наше понимание об атмосфере Венеры.

План полета Галилео (размер изображения 1.4 МB):

План полета Галилео

NASA Official

Cassini-Huygens

Запуск: 15.10.97

Кассини-Гюйгенс - космический аппарат, созданный совместно НАСА, Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством, целью которого является изучение планеты Сатурн и её колец и спутников. Аппарат состоит из двух основных компонент: непосредственно самой станции Кассини Орбитер и спускаемого зонда Гюйгенс, который был отделён от станции и спустился на поверхность спутника Сатурна Титан. Кассини-Гюйгенс был запущен 15 октября 1997 и достиг системы Сатурна 1 июля 2004. Это первый искусственный спутник Сатурна.

1998
26 апреля - первый гравитационный манёвр в поле тяжести Венеры.

1999
24 июня - второй гравитационный манёвр в поле тяжести Венеры.

Читайте также: