Venus Express - Venus Express

Venus Express
Venus Express на орбите (кадрирование) .jpg
Venus Express на орбите
Тип миссииВенера орбитальный аппарат
ОператорЕвропейское космическое агентство
COSPAR ID2005-045A
SATCAT нет.28901
Интернет сайтwww.esa.int/Венера
Продолжительность миссииПланируется: 2 года
Финал: 9 лет, 2 месяца, 9 дней
Свойства космического корабля
ПроизводительEADS Astrium
Стартовая масса1270 кг (2800 фунтов)[1]
Сухая масса700 кг (1543 фунтов)[1]
Масса полезной нагрузки93 кг (205 фунтов)[1]
Размеры1,5 × 1,8 × 1,4 м (4,9 × 5,9 × 4,6 футов)[1]
Мощность1100 Вт[1]
Начало миссии
Дата запуска9 ноября 2005, 03:33:34 (2005-11-09UTC03: 33: 34) универсальное глобальное время
РакетаСоюз-ФГ /Фрегат
Запустить сайтБайконур 31/6
ПодрядчикСтарсем
Конец миссии
УтилизацияДеорбит
Последний контакт18 января 2015, 15:01:55 (2015-01-18UTC15: 01: 56) универсальное глобальное время[2]
Дата распадаЯнварь / февраль 2015
Параметры орбиты
Справочная системаЦитероцентрический
Высота перицитериона460 км (290 миль)[3]
Высота апоцитериона63000 км (39000 миль)[3]
Наклон90 градусов[4]
Период24 часа[4]
Венера орбитальный аппарат
Орбитальная вставка11 апреля 2006 г.
Знак отличия миссии Venus Express
Знаки отличия ESA Solar System для Venus Express миссия

Venus Express (VEX) был первым Венера разведочная миссия Европейское космическое агентство (ЕКА). Запущенный в ноябре 2005 года, он прибыл к Венере в апреле 2006 года и начал непрерывно отправлять научные данные со своей полярной орбиты вокруг Венеры. Оснащенная семью научными приборами, основной целью миссии было долгосрочное наблюдение за Венерианская атмосфера. Наблюдения за такие длительные периоды времени никогда не проводились во время предыдущих миссий к Венере и были ключом к лучшему пониманию динамики атмосферы. Была надежда, что[нуждается в обновлении ] такие исследования могут способствовать пониманию динамики атмосферы в целом, а также способствуют пониманию изменение климата на земле. ЕКА завершило миссию в декабре 2014 года.[5]

История

Миссия была предложена в 2001 году для повторного использования конструкции Марс Экспресс миссия. Однако некоторые характеристики миссии привели к дизайн Изменения: прежде всего в области терморегулирования, связи и электроэнергетики. Например, поскольку Марс примерно вдвое дальше от солнце как и Венеру, лучистый нагрев космического корабля в четыре раза больше для Venus Express чем Марс Экспресс. Так же ионизирующего излучения окружающая среда более суровая. С другой стороны, более интенсивное освещение солнечные панели приводит к большему количеству созданных фотоэлектрический мощность. В Venus Express миссия также использует некоторые запасные инструменты, разработанные для Розетта космический корабль. Миссия была предложена консорциумом во главе с Д. Титовым (Германия), Э. Леллушом (Франция) и Ф. Тейлором (Великобритания).

В окно запуска за Venus Express был открыт с 26 октября по 23 ноября 2005 г., запуск первоначально был назначен на 26 октября 4:43. универсальное глобальное время. Однако проблемы с изоляцией разгонного блока "Фрегата" привели к двухнедельной задержке запуска для проверки и удаления мелких обломков изоляции, которые мигрировали на космическом корабле.[6] В конечном итоге он был запущен Союз-ФГ /Фрегат ракета из Космодром Байконур в Казахстан 9 ноября 2005 г. в 03:33:34 UTC на стоянку околоземной орбиты и через 1 ч 36 мин после запуска выведен на орбиту перехода к Венере. Первый маневр коррекции траектории был успешно выполнен 11 ноября 2005 г. Он прибыл к Венере 11 апреля 2006 г., после 153 дней пути, и запустил свой главный двигатель в период с 07:10:29 до 08:00:42. универсальное глобальное время SCET чтобы уменьшить его скорость, чтобы его мог захватить венерианский сила тяжести на девятидневную орбиту 400 на 330 000 километров (250 на 205 050 миль).[7] Горение контролировалось из Центра управления ЕКА, ESOC, в Дармштадт, Германия.

Еще семь маневров по управлению орбитой, два - с главным двигателем и пять - с двигатели, были необходимы для Venus Express для выхода на свою окончательную 24-часовую орбиту вокруг Венеры.[7]

Venus Express вышел на свою целевую орбиту в апоапсисе 7 мая 2006 г. в 13:31 UTC, когда космический корабль находился в 151 000 000 км (94 000 000 миль) от Земли. В этот момент космический корабль работал на эллипс существенно ближе к планете, чем на начальной орбите. Полярная орбита находилась в диапазоне от 250 до 66 000 километров (от 160 до 41 010 миль) над Венерой. В перицентр был расположен почти над Северным полюсом (80 ° северной широты), и космическому кораблю потребовалось 24 часа, чтобы облететь планету.

Venus Express изучил Венерианская атмосфера и облака в деталях, плазма окружающая среда и характеристики поверхности Венеры с орбиты. Он также сделал глобальные карты температуры поверхности Венеры. Первоначально планировалось, что его номинальная миссия продлится 500 земных дней (примерно два звездных венерианских дня), но миссия продлевалась пять раз: сначала 28 февраля 2007 г. до начала мая 2009 г .; затем с 4 февраля 2009 г. по 31 декабря 2009 г .; а затем с 7 октября 2009 г. по 31 декабря 2012 г.[8] 22 ноября 2010 года миссия была продлена до 2014 года.[9] 20 июня 2013 года миссия была продлена в последний раз до 2015 года.[10]

28 ноября 2014 г. служба управления полетами потеряла связь с Venus Express. Прерывистый контакт был восстановлен 3 декабря 2014 года, хотя контроль над космическим кораблем не осуществлялся, вероятно, из-за исчерпания топлива.[11] 16 декабря 2014 года ЕКА объявило, что Venus Express миссия закончилась.[5] А несущий сигнал все еще поступал с автомобиля, но данные не передавались. Менеджер миссии Патрик Мартин ожидал, что космический корабль упадет ниже 150 километров (93 мили) в начале января 2015 года, а разрушение произойдет в конце января или начале февраля.[12] Последний раз сигнал-носитель космического корабля был обнаружен ЕКА 18 января 2015 года.[2]

Инструменты

АСПЕРА-4: Сокращение от "Аанализатор Sшаг плазмы и EneрGetic Атомов "АСПЕРА-4 исследовала взаимодействие между Солнечный ветер и атмосфера Венеры, определяют влияние плазменных процессов на атмосферу, определяют глобальное распределение плазмы и нейтрального газа, изучают энергичные нейтральные атомы, ионы и электроны и анализируют другие аспекты окружающей среды около Венеры. ASPERA-4 - это повторное использование конструкции ASPERA-3, использованной на Марс Экспресс, но адаптирован для более суровых условий, близких к Венере.

МАГ: The магнитометр предназначен для измерения силы магнитного поля Венеры и его направления под воздействием солнечного ветра и самой Венеры. Он нанес на карту магнитослой, магнитосферный хвост, ионосфера и магнитный барьер с высоким разрешением в трех измерениях, помогают ASPERA-4 в изучении взаимодействия солнечного ветра с атмосферой Венеры, определяют границы между областями плазмы, а также проводят наблюдения за планетами (например, поиск для и характеристики молнии Венеры). MAG происходит от Розетта прибор ROMAP спускаемого аппарата.

Один измерительный прибор размещен на корпусе корабля. Идентичный второй из пары размещается на необходимом расстоянии от кузова за счет раскладывания стрелы длиной 1 м (трубка из углеродного композита). Два дублирующих пиротехнических ножа разрезают одну петлю тонкой веревки, чтобы освободить силу металлических пружин. Приводной коленный рычаг поворачивает стрелу перпендикулярно наружу и фиксирует ее на месте. Только использование пары датчиков вместе с вращением зонда позволяет космическому аппарату разрешить небольшое естественное магнитное поле под мешающими полями самого зонда. Измерения для идентификации полей, создаваемых аппаратом, проводились на пути от Земли к Венере.[13][14] Отсутствие магнитной чистоты было связано с повторным использованием Марс Экспресс автобус космического корабля без магнитометра.[14] Объединив данные одновременных измерений по двум точкам и используя программное обеспечение для выявления и устранения помех, создаваемых Venus Express Само по себе можно было получить результаты, сопоставимые по качеству с результатами, получаемыми на магнитно-чистом аппарате.[14]

VMC: The Venus Mнаблюдение Cамера - широкоугольный, многоканальный CCD. VMC предназначен для получения глобальных изображений планеты.[15] Он работает в видимом, ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном спектральных диапазонах и отображает распределение яркости поверхности в поисках вулканической активности, мониторинг свечение, изучая распространение неизвестного явления поглощения ультрафиолета в верхних слоях облаков, и проводя другие научные наблюдения. Это частично получено из Марс Экспресс Стереокамера высокого разрешения (HRSC) и Розетта Система дистанционного оптического, спектроскопического и инфракрасного изображения (OSIRIS). Камера включает в себя FPGA для предварительной обработки данных изображения, уменьшая количество, передаваемое на Землю.[16] Консорциум учреждений, ответственных за VMC, включает Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы, Институт планетных исследований Немецкий аэрокосмический центр и Институт инженерии компьютерных и коммуникационных сетей Technische Universität Брауншвейг.[17] Не следует путать с Камера визуального наблюдения установлен на Марс Экспресс, из которых это эволюция.[18][19]

PFS: "пземельный Fкурьер Sпектрометр »(ПФС) работает в инфракрасный между 0,9мкм диапазон длин волн 45 мкм и предназначен для вертикального оптического зондирования атмосферы Венеры. Осуществлялся глобальный долгосрочный мониторинг трехмерного температурного поля в нижних слоях атмосферы (уровень облачности до 100 километров). Кроме того, он провел поиск незначительных компонентов атмосферы, которые могут присутствовать, но еще не обнаружены, проанализировал атмосферные свойства. аэрозоли, и исследовали процессы обмена между поверхностью и атмосферой. Дизайн основан на спектрометр на Марс Экспресс, но модифицированы для оптимальной производительности для Venus Express миссия.

СПИКАВ: "SPэктроскопия для ярасследование Cхарактеристики Аатмосфера Venus »(SPICAV) является спектрометр изображения который использовался для анализа излучения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах волн. Это получено из СПИКАМ инструмент летал на Марс Экспресс. Однако у SPICAV есть дополнительный канал известный как SOIR (Sолар Окультивирование в яnfraрред), который использовался для наблюдения Солнца через атмосферу Венеры в инфракрасном диапазоне.

ВИРТИС: "Visible и яnfraрред ТHermal ямагия Sпектрометр »(VIRTIS) - спектрометр изображения который наблюдает в ближнем ультрафиолете, видимом и инфракрасный части электромагнитный спектр. Он проанализировал все слои атмосферы, температуру поверхности и явления взаимодействия поверхности и атмосферы.

Вера: Venus Ради Наука представляет собой эксперимент по радиозондированию, в ходе которого радиоволны передавались с космического корабля и проходили через атмосферу или отражались от поверхности. Эти радиоволны были приняты наземной станцией на Земле для анализа ионосфера, атмосфера и поверхность Венеры. Он получен из прибора Radio Science Investigation, который летал на Розетта.

Наука

Климат Венеры

Начиная с ранней планетной системы с аналогичными размерами и химическим составом, истории Венеры и Земли сильно разошлись. Есть надежда, что Venus Express Полученные данные миссии могут способствовать не только глубокому пониманию того, как устроена атмосфера Венеры, но и пониманию изменений, которые привели к нынешним атмосферным условиям в теплице. Такое понимание может способствовать изучению изменения климата на Земле.[20][нуждается в обновлении ]

Искать жизнь на Земле

Venus Express также использовался для наблюдения за признаками жизни на земной шар с орбиты Венеры. На изображениях, полученных зондом, Земля имела размер менее одного пикселя, что имитирует наблюдения планет размером с Землю в других местах. планетные системы. Эти наблюдения затем были использованы для разработки методов изучения обитаемости экзопланеты.[21]

Важные события и открытия

Важные события для Venus Express включают:[нужна цитата ]

Анимация Venus Expressс траектория с 9 ноября 2005 г. по 31 декабря 2006 г.
  Venus Express ·   Венера ·   земной шар ·   солнце
Анимация Venus Expressс траектория вокруг Венеры с 1 апреля 2006 г. по 1 апреля 2008 г.
  Venus Express ·   Венера
  • 3 августа 2005 г .: Venus Express завершил заключительный этап тестирования на Astrium Комплекс Intespace в Тулуза, Франция. Он летел на Антонов Ан-124 грузовой самолет через Москву перед прибытием на Байконур 7 августа.
  • 7 августа 2005 г .: Venus Express прибыл в аэропорт Космодром Байконур.
  • 16 августа 2005 г .: Завершены первые летные проверочные испытания.
  • 22 августа 2005 г .: Тестирование интегрированной системы-3.
  • 30 августа 2005 г .: последний крупный системный тест успешно начат.
  • 5 сентября 2005 г .: электрические испытания прошли успешно.
  • 21 сентября 2005 г .: Выполняется проверка готовности к заправке топливом.
  • 12 октября 2005 г. Завершена стыковка с разгонным блоком «Фрегат».
  • 21 октября 2005 г .: Загрязнение обнаружено внутри обтекатель - запуск на удержании.
  • 5 ноября 2005 г .: Прибытие на стартовую площадку.
  • 9 ноября 2005 г .: Запуск с космодрома Байконур в 03:33:34 UTC.
  • 11 ноября 2005 г .: Успешно выполнен первый маневр по коррекции траектории.
  • 17 февраля 2006 г .: Главный двигатель успешно запущен во время генеральной репетиции маневра прилета.[22]
  • 24 февраля 2006 г .: Второй маневр коррекции траектории успешно выполнен.
  • 29 марта 2006 г .: Успешно выполнен третий маневр коррекции траектории - цель для вывода на орбиту 11 апреля.
  • 7 апреля 2006 г .: На космический корабль загружен стек команд для маневра вывода на орбиту.
  • 11 апреля 2006 г .: Выход на орбиту Венеры (VOI) успешно завершен в соответствии со следующим графиком:[23]
МероприятиеВремя события космического корабля (УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ)Время приема с земли (UTC)
Начало фазы отстаивания жидкости07:07:5607:14:41
VOI запуск главного двигателя07:10:2907:17:14
периапсисный проход07:36:35
начало затмения07:37:46
начало затмения07:38:3007:45:15
конец затмения07:48:2907:55:14
конец затмения07:55:11
VOI горящий конец08:00:4208:07:28
Период этой начальной орбиты - девять суток.[7]
  • 13 апреля 2006 г .: Первые изображения Венеры из Venus Express вышел.
  • 20 апреля 2006 г .: Выполнен маневр №1 по опусканию апоапсиса. Орбитальный период сейчас 40 часов.
  • 23 апреля 2006 г .: Выполнен маневр № 2 по опусканию апоапсиса. Орбитальный период сейчас составляет около 25 часов 43 минуты.
  • 26 апреля 2006 г .: Маневр № 3 по снижению апоапсиса - небольшое исправление предыдущего ALM.
  • 7 мая 2006 г .: Venus Express вышел на свою целевую орбиту в апоапсисе в 13:31 UTC
  • 14 декабря 2006 г .: Первая температурная карта южного полушария.[24]
  • 27 февраля 2007 г .: ЕКА соглашается профинансировать продление миссии до мая 2009 года.[нужна цитата ]
  • 19 сентября 2007 г .: Окончание номинальной миссии (500 земных дней) - начало продления миссии.
  • 27 ноября 2007: Научный журнал. Природа публикует серию статей, дающих первоначальные результаты. Он находит доказательства существования океанов прошлого. Это подтверждает присутствие молний на Венере и то, что они более распространены на Венере, чем на Земле. Также сообщается об открытии того, что огромный двойной атмосферный вихрь существует на южном полюсе планеты.[25][26]
  • 20 мая 2008 г .: обнаружение прибором VIRTIS на Venus Express из гидроксил (OH) в атмосфере Венеры сообщается в майском номере журнала за 2008 г. Астрономия и астрофизика.[27]
  • 4 февраля 2009 г .: ЕКА соглашается профинансировать продление миссии до 31 декабря 2009 г.[нужна цитата ]
  • 7 октября 2009 г .: ЕКА соглашается профинансировать миссию до 31 декабря 2012 г.[нужна цитата ]
  • 23 ноября 2010 г .: ЕКА соглашается профинансировать миссию до 31 декабря 2014 г.[нужна цитата ]
  • 25 августа 2011 г .: Сообщается, что слой озон существует в верхних слоях атмосферы Венеры.[28][29]
  • 1 октября 2012 г .: Сообщается, что холодный слой, где сухой лед Возможно, выпадение осадков существует в атмосфере Венеры.[30]
  • 18 июня — 11 июля 2014 г .: Успешно. аэротормоз эксперимент.[31] Многократные переходы на высоте от 131 до 135 км.[32]
  • 28 ноября 2014 г .: Центр управления полетами теряет связь с Venus Express.[11]
  • 3 декабря 2014 г .: Установлен прерывистый контакт, определено, что в космическом корабле, вероятно, закончилось топливо.[11]
  • 16 декабря 2014: ЕКА объявляет Venus Express миссия окончена.[5]
  • 18 января 2015 г .: Последнее обнаружение сигнала несущей X-диапазона космического корабля.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е "Информационный бюллетень Venus Express". Европейское космическое агентство. 1 июня 2014 г.. Получено 5 июля 2017.
  2. ^ а б c Скука, Даниэль (23 января 2015 г.). "Venus Express: Последний крик". Европейское космическое агентство. Получено 26 января 2015.
  3. ^ а б «Путешествие в верхние слои атмосферы Венеры». Европейское космическое агентство. 11 ноября 2014 г.. Получено 23 ноября 2014.
  4. ^ а б «Операционная орбита». Европейское космическое агентство. 14 декабря 2012 г.. Получено 23 ноября 2014.
  5. ^ а б c Бауэр, Маркус; Сведхем, Хакан; Уильямс, Адам; Мартин, Патрик (16 декабря 2014 г.). "Venus Express мягко уходит в ночь". Европейское космическое агентство. Получено 22 декабря 2014.
  6. ^ «Предварительные расследования Venus Express принесли обнадеживающие новости». ЕКА. 25 октября 2005 г.. Получено 9 мая 2006.
  7. ^ а б c «Венера Экспресс». Национальный центр данных по космической науке. Получено 22 декабря 2014.
  8. ^ «Продление миссий утверждено для научных миссий». ЕКА. 16 октября 2009 г.
  9. ^ «Европа сохраняет свое присутствие на последнем рубеже». ЕКА. 22 ноября 2010 г.
  10. ^ «Научные миссии ЕКА продолжаются сверхурочно». ЕКА. 20 июня 2013 г.
  11. ^ а б c "Аномалия Венеры Экспресс". SpaceDaily. 8 декабря 2014 г.. Получено 15 декабря 2014.
  12. ^ Дрейк, Надя (17 декабря 2014 г.). "Кончилось топливо, Venus Express плавно падает в небе планеты и умирает". Национальная география. Получено 22 декабря 2014.
  13. ^ "IWF: VEX-MAG". Iwf.oewa.ac.at. Получено 15 декабря 2014.
  14. ^ а б c Pope, S.A .; Zhang, T. L .; Балихин, М. А .; Hvizdos, L .; Kudela, K .; Диммок, А. П. (апрель 2011 г.). «Исследование магнитной среды планеты с помощью магнитно-нечистых космических аппаратов: системный подход к анализу данных VEX MAG». Annales Geophysicae. 29 (4): 639–647. Bibcode:2011AnGeo..29..639P. Дои:10.5194 / angeo-29-639-2011.
  15. ^ "Камера миссии Venus Express". Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы. Архивировано из оригинал 7 марта 2008 г.
  16. ^ "Камера наблюдения Венеры". Технический университет в Брансуике.
  17. ^ «Свет и тьма Венеры». ЕКА. 21 февраля 2008 г.
  18. ^ Markiewicz, W. J .; Титов, Д .; Fiethe, B .; Behnke, T .; Szemerey, I .; и другие. "Камера наблюдения Венеры для Venus Express" (PDF). Институт Макса Планка по исследованию солнечной системы. Архивировано из оригинал (PDF) 2 апреля 2015 г.
  19. ^ Koeck, Ch .; Kemble, S .; Gautret, L .; Renard, P .; Фэй, Ф. (октябрь 2001 г.). "Venus Express: Отчет об определении миссии" (PDF). Европейское космическое агентство. п. 17. ESA-SCI (2001) 6.
  20. ^ «Атмосферная динамика Венеры и Земли» (PDF). Lpi.usra.edu. Получено 15 декабря 2014.
  21. ^ «Венера Экспресс в поисках жизни - на Земле». Европейское космическое агентство. Получено 15 декабря 2014.
  22. ^ «Успешное испытание главного двигателя Venus Express». Европейское космическое агентство. 17 февраля 2006 г.. Получено 9 мая 2006.
  23. ^ "Выведение на орбиту Венеры". Европейское космическое агентство. 24 мая 2007 г.. Получено 26 января 2015.
  24. ^ «Новая температурная карта южного полушария Венеры». Европейское космическое агентство. 14 июля 2009 г.. Получено 27 ноября 2016.
  25. ^ Рука, Эрик (27 ноября 2007 г.). "Отчеты европейской миссии с Венеры". Природа. Дои:10.1038 / новости.2007.297. S2CID  129514118.
  26. ^ «Венера предлагает подсказки климата Земли». Новости BBC. 28 ноября 2007 г.. Получено 29 ноябрь 2007.
  27. ^ «Venus Express обеспечивает первое обнаружение гидроксила в атмосфере Венеры». SpaceDaily. 20 мая 2008 г.. Получено 15 декабря 2014.
  28. ^ Карпентер, Дженнифер (7 октября 2011 г.). "Венера создает сюрприз для озонового слоя". Новости BBC.
  29. ^ Montmessin, F .; Bertaux, J.-L .; Lefèvre, F .; Marcq, E .; Беляев, Д .; и другие. (Ноябрь 2011 г.). «Слой озона обнаружен в верхних слоях атмосферы Венеры». Икар. 216 (1): 82–85. Bibcode:2011Icar..216 ... 82M. Дои:10.1016 / j.icarus.2011.08.010.
  30. ^ «Любопытный холодный слой в атмосфере Венеры». Европейское космическое агентство. 1 октября 2012 г.. Получено 15 декабря 2014.
  31. ^ Скука, Даниэль (16 мая 2014 г.). «Серфинг в инопланетной атмосфере». Европейское космическое агентство. Получено 23 ноября 2014.
  32. ^ «Venus Express снова восходит». Европейское космическое агентство. 11 июля 2014 г.. Получено 14 апреля 2015.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка