| 20 мая 1978 г. - старт 4 декабря 1978 г - вышла на орбиту ИС Венеры 8 октября 1992 года - конец связи 10 октября 1992 г. - не сработали двигатели (вероятно, кончилось топливо) до 20 октября 1992 г. - сошла с орбиты и разрушилась |
 Рис. 15. АМС «Пионер-Венера-1»: 1 - ненаправленная антенна; 2 - запасная остронаправленная антенна; 3 - мачта антенного блока; 4 - V-образная дипольная антенна детектора электрического поля; 5 - анализатор плазмы; 6 - зонд для измерения электронной температуры; 7 - антенна радиокартографа; 8 - бортовой РДТТ; 9 - микродвигатель; 10 - солнечные батареи; 11 - звездный датчик; 12 - солнечный датчик; 13 - ИК радиометр; 14 - масс-спектрометр нейтральных частиц; 15 - фотополяриметр для облачного слоя; 16 - УФ спектрометр; 17 - анализатор с задерживающим потенциалом; 18 - магнитометр; 19 - отражатель основной остронаправленной антенны. |
«Пионер-Венера». 20 мая и 8 августа 1978 г. в США ракетами-носителями «Атлас-Центавр» на траектории полета к Венере выведены АМС «Пионер-Венера-1» и «Пионер-Венера-2».
АМС «Пионер-Венера-1» предназначена для исследования Венеры с орбиты вокруг планеты. 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. АМС рассчитана на функционирование на орбите вокруг планеты, по крайней мере, в течение одних венерианских суток (243 земных суток). По состоянию на 1 января 1979 г., все приборы АМС функционировали нормально за исключением радиокартографа, который работал в режиме получения изображений, но не работал в режиме измерения высоты.
Масса АМС «Пионер-Венера-1» (рис. 15) при старте ~ 600 кг, на орбите вокруг Венеры после выгорания топлива бортового РДТТ ~ 360 кг. Длина цилиндрического корпуса 1,22 м, диаметр 2,54 м, общая длина АМС 4,5 м. Электропитание (312 Вт у Венеры) обеспечивают солнечные батареи (общая площадь 7,5 м ) на боковой поверхности корпуса и две никель-кадмиевые аккумуляторные батареи емкостью по 7,5 А-час. АМС стабилизируется вращением. 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. 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 ~ 106 бит. 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.
Ежегодник 1980 г
«Пионер-Венера». В декабре 1978 г. на орбиту вокруг Венеры была выведена АМС «Пионер-Венера-1» («ПВ-1»), а АМС «Пионер-Венера-2» («ПВ-2») доставила в атмосферу Венеры один большой и три малых зонда. Ниже приводятся некоторые результаты исследований этих АМС.
Исследования Венеры с помощью АМС «ПВ-1» 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 к-рой изменяется с изменением скорости солнечного ветра. Масс-спектрометр ионов на АМС «ПВ-1» обнаружил в ионосфере Венеры однозарядный и двухзарядный атомный кислород, а также ионы молекулярного кислорода, атомарного и молекулярного водорода, гелия, углерода, азота и углекислого газа.
 Рис 7. Изображение облачного покрова полного диска Венеры, полученное АМС «Пионер-Венера-1». |
Сколько-нибудь заметная атмосфера Венеры начинается на высоте ~ 250 км, где плотность составляет 10-15 г/см3. Над верхней границей облачного покрова (рис. 7) располагается слой дымки, окружающей всю планету. Средняя толщина слоя ~10 км. В облачном покрове Венеры обнаружены три очень четко различимых слоя. Верхний слой А начинается на высоте ~70 км и имеет толщину ~5 км. Он содержит капли концентрированной серной кислоты диаметром 0,5-1,3 мкм при концентрации 300 капель в 1 см3. Средний слой В простирается с 56 до 52 км. Помимо капель серной кислоты, он содержит большое число жидких и твердых частиц серы. Диаметр жидких частиц 4 мкм, твердых - 10-15 мкм. Нижний слой С простирается с 49-51 до 47-48 км. Помимо капель серной кислоты, он содержит крупные (до 35 мкм) частицы серы при концентрации 400 частиц в 1 см3. Под слоем С находится легкая дымка. Ниже 30 км атмосфера Венеры сравнительно прозрачная.
Очень важным открытием считают обнаружение ниже облачных слоев водяных паров, концентрация которых составляет 1000-4000 частей на миллион (0,1-0,4% ), и молекулярного кислорода в концентрации 60 частей на миллион, в то время как по измерениям с Земли ожидали концентрации молекулярного кислорода только 1 часть на миллион. Это открытие говорит в пользу гипотезы о том, что на Венере первоначально было много воды, но позже планета ее потеряла.
В целом атмосфера Венеры содержит 97-98% углекислого газа, 1-3% азота и незначительные количества гелия, неона и аргона. Концентрация аргона-36 и аргона-38 в венерианской атмосфере, по различным оценкам, в 50-500 раз превышает концентрацию этих газов в атмосфере Земли, что может оказаться одним из самых важных результатов исследований АМС «ПВ-1» и «ПВ-2» и заставить пересмотреть гипотезы о происхождении и ранних этапах эволюции планет.
Верхняя атмосфера Венеры оказалась холоднее, чем предполагали ранее: на высоте 100 км - минус 93°С. Температура верхней границы облаков над полюсами минус 40°С, над экватором - минус 62 °С. Температура поверхности планеты 454°С, атмосферное давление у поверхности 91 бар. Результаты исследований подтверждают гипотезу о том, что высокая температура поверхности объясняется парниковым эффектом: солнечная энергия, поглощенная атмосферой и поверхностью, переизлучается на более длинных волнах, а плотная атмосфера из углекислого газа препятствует уходу длинноволнового излучения обратно в космос. Расчеты, проводившиеся на базе ранее имевшейся информации, показали, что только одного такого фактора, как атмосфера из углекислого газа недостаточно, чтобы удержать количество тепловой энергии, которое обеспечило бы нагрев поверхности планеты до высокой температуры, зарегистрированной АМС. Обнаружение 0,1-0,4% водяных паров в нижней атмосфере Венеры добавило еще один фактор, весьма интенсивно способствующий удержанию тепловой энергии. Третьим таким фактором являются крупные твердые и жидкие частицы серы, обнаруженные в слоях облачности. Указанные три фактора способны объяснить зарегистрированную высокую температуру поверхности.
Зондирование поверхности Венеры с помощью радиокартографа АМС «ПВ-1» показало различные типы рельефа. Зарегистрированы, например, эскарпы высотой до 3 км; рифтовая долина длиной 2250 км и шириной 280 км; плоскогорье длиной 9700 км и шириной 3200 км, получившее название Aphrodite Terra (Земля Афродиты); другое большое плоскогорье, получившее название Ishtar Terra (Земля Иштар); гора высотой 8,2 км над окружающей местностью и 10,6 км над «уровнем моря» (средним радиусом Венеры). Гору назвали именем Максвелла (рис. 8).
Рис. 8. Топографическая карта части поверхности Венеры по данным наземного радиотелескопа в Аресибо, работавшего в режиме активной локации, и радиокартографа АМС «Пионер-Венера-1». Горизонтали (результат измерений радиокартографа) проведены на карте через 1 км относительно произвольно выбранного радиуса планеты 6045 км. Справа на карте видна светлая область, в которой расположена гора Максвелл (отметка 17,4).
После сообщения советских ученых об обнаружении электрических разрядов в нижней атмосфере Венеры была специально повторно проанализирована информация от детектора электрического поля на АМС «ПВ-1» на предмет регистрации таких разрядов. Обнаружилось,что при проходах перицентра все четыре канала указанного прибора регистрируют сигналы, которые, судя по силе и импульсному характеру, можно считать связанными с электрическими разрядами. Данные этого прибора, не предназначенного специально для регистрации электрических разрядов, как и данные, полученные советскими учеными, показывают, что электрические разряды происходят с частотой до 25 в секунду в относительно ограниченных областях.
Ежегодник 1981 г
«Пионер-Венера-1». За два года обращения по орбите вокруг Венеры (4 декабря 1978 г.- 4 декабря 1980 г.) эта АМС совершила 730 витков, передала на Землю снимки облачного покрова планеты в ультрафиолетовых лучах и картировала ~93% поверхности планеты. В этот период по командам с Земли с помощью бортовых микродвигателей производились коррекции для удержания АМС на расчетной орбите с высотой перицентра 150 км и наклонением к плоскости экватора Венеры 17° (24-часовой период обращения). После 4 декабря 1980 г. из-за выработки топлива коррекции уже не проводились, что привело к неконтролируемым возмущениям орбиты АМС под влиянием притяжения Венеры и Солнца, а также давления солнечных лучей. Согласно прогнозу, коррекция наклонения орбиты будет изменяться, пока она не станет экваториальной. Это произойдет примерно в 1986 г. Высота перицентра к этому времени увеличится до 2200 км. Затем высота перицентра начнет уменьшаться, пока примерно в 1992 г. он не станет настолько низким, что под влиянием аэродинамического торможения в плотных слоях атмосферы Венеры АМС «Пионер-Венера-1» прекратит существование. Примерно до 1986 г. от АМС предполагают получать информацию о заряженных частицах в околопланетном пространстве, а по возмущениям орбиты АМС выявлять концентрации массы у поверхности Венеры.
Ежегодник 1984 г
АМС «Пионер - Венера-1» продолжает обращаться по орбите вокруг Венеры, на которую она была выведена в 1978 г. Дважды в сутки АМС проходит через фронт ударной волны солнечного ветра у планеты. Проводятся исследования взаимодействия солнечного ветра с верхней атмосферой планеты. С помощью фотополяриметра регистрируются долговременные изменения в глобальной циркуляции атмосферы на уровне вершин облаков и изменения плотности дымки на большой высоте. Детектор электрического поля зарегистрировал явления, которые, возможно, представляют собой разряды молнии над наиболее высокими областями рельефа. Данные, получаемые от детектора всплесков гамма-излучения, сравниваются с данными от подобных детекторов на спутниках Земли. Это позволяет определить направление на источник гамма-излучения от базовой линии «Земля- Венера». В дальнейшем АМС «Пионер - Венера-1» предполагают использовать для исследований кометы Галлея и, возможно, для продолжения съемки поверхности Венеры с помощью картографа. В настоящее время перицентр орбиты АМС слишком удален от поверхности Венеры для такой съемки, а бортовой запас рабочего тела для микродвигателей слишком мал, чтобы обеспечить коррекцию орбиты. В дальнейшем под влиянием притяжения Солнца перицентр начнет снижаться. На АМС сохранили работоспособность все научные приборы, кроме инфракрасного радиометра, который вышел из строя после 72 витков АМС по орбите вокруг Венеры. Сеансы связи с АМС в 1983 г. проводились, ежедневно.
Ежегодник 1985 г
АМС «Пионер-Венера-1», обращающуюся с 1978 г. по орбите вокруг Венеры, в период между декабрем 1985 г. и февралем 1986 г. предполагают использовать для наблюдения кометы Галлея, которая пройдет перигелий 9 февраля 1986 г. Наблюдения кометы в период прохода перигелия с помощью АМС «Пионер - Венера-1» представят особую ценность, поскольку для земных наблюдателей комета в этот период будет экранирована Солнцем. Для наблюдения кометы АМС, стабилизируемая вращением (5 об/мин) относительно продольной оси, должна быть ориентирована так, чтобы комета оказалась в поле зрения ультрафиолетового спектрометра. В качестве своеобразной репетиции 15 апреля 1984 г. положение оси вращения АМС было изменено на 37°, с тем чтобы в поле зрения указанного прибора попала комета Энке. За 8-часовой сеанс наблюдений этой кометы удалось получить ценную научную информацию. Выяснилось, например, что она теряет воду путем испарения в три раза быстрее, чем считали на основе предыдущих наблюдений. Это может объясняться распределением льда и пыли в ядре кометы (предположить диаметр ядра 1,6- 3,2 км) или разрушением рыхлых элементов на поверхности ядра, имеющих неправильную форму. Информацию о потере кометой воды получили путем регистрации атомарного водорода. При наблюдении комета Энке находилась на расстоянии 0,6 астрономич. единицы от Солнца.
Ежегодник 1987 г
«Пионер - Венера-1» (США). Обращающаяся по орбите вокруг Венеры с 1978 г. АМС в период с декабря 1985 г. по февраль 1986 г. была использована для наблюдений кометы Галлея. Измерения с помощью УФ спектрометра показали, что водородная кома кометы, образованная в результате диссоциации молекул воды под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца, имеет длину примерно 26 млн. км и диаметр 20 млн. км. Помимо водорода, в коме были обнаружены кислород, сера и углерод. Ультрафиолетовое излучение водородной комы по яркости на порядок превышало излучение Венеры.
9 февраля комета прошла перигелий (87,6 млн. км от Солнца). За несколько суток до этой даты мощность выброса паров воды из ядра составляла 35-40 т/сек, что втрое превышало скорость выброса в начале января 1986 г. (12 т/сек). Удаление кометы от Солнца при этом составляло, соответственно, 150 млн. км и 89 млн. км. Основываясь на мощности выброса паров воды, ученые рассчитали, что поперечник ядра кометы при проходе ею перигелия должен составлять ок. 6 км. В начале марта 1986 г. было зарегистрировано увеличение скорости выброса паров воды из ядра кометы до 70 т/сек.
Ежегодник 1988 г
«Пионер - Венера-1» (США). Эта АМС, обращающаяся с 1978 г. по орбите вокруг Венеры, использовалась, в частности, для наблюдений кометы Галлея в 1985-86 гг. С 14 марта 1987 г. АМС начала съемку кометы Вильсон, открытой летом 1986 г. Кристин Вильсон, аспиранткой Калифорнийского технологич. ин-та (США). Наблюдения показали, что в настоящее время поперечник кометы составляет 5 км - больше, чем предполагалось. Наблюдения кометы были рассчитаны на несколько недель. АМС «Пионер - Венера-1» в 1987 г. использовалась также для наблюдения кометы NTT, названной так по инициалам трех японских ученых, открывших эту комету.
Ежегодник 1989 г
«Пионер - Венера-1» (США). С 1978 г. эта АМС, обращаемая по орбите вокруг Венеры, продолжает передавать информацию. В мае 1988 г. сообщалось, что на борту АМС оставалось ок. 2,3 кг рабочего тела для двигателей ориентации, что позволяет его эксплуатировать до 1992 г., обеспечивая наведение бортовой антенны на Землю. Вследствие дефицита рабочего тела с 7 декабря 1980 г. не производится коррекция орбиты АМС вокруг Венеры, что заставило переориентировать АМС с исследований Венеры на исследование околопланетного пространства и некоторых комет, на которые наводится УФ спектрометр АМС. В числе современных задач АМС - исследование солнечного ветра у Венеры в течение 11-летнего солнечного цикла.
АМС "Пионер-Венера-А" |
3 октября. Нью-Йорк. АП. Как сообщали специалисты исследовательского центра им.Эймса в Маунтин-Вью (шт.Калифорния), космический аппарат "Пионер-Венера-А" исчерпал запасы топлива и по расчетам специалистов, в течение недели упадет на поверхность Венеры.
"Пионер-Венера-А" (вес аппарата - 364,5 кг) - первый американский космический аппарат, совершивший облет Венеры. Ожидалось, что он продержится на ее орбите всего один венерианский год (243 сутки). Однако запасов топлива хватило на 14 лет.
В течение всего этого времени бортовые двигатели исправно подчинялись командам с Земли, включаясь каждый раз, когда требовалась коррекция орбиты. 8 октября в 15:22 ЗП США, когда станция находилась на расстоянии 127,2 км от венерианской поверхности, состоялся последний сеанс радиосвязи. 10 октября 1992 г. впервые не сработали двигатели, что говорит, по мнению ученых, об окончательном истощении запасов топлива.
По свидетельству заместителя руководителя космических проектов Джека Дайера, 11 из 12 установленных на борту станции приборов продолжали работать вплоть до прекращения радиосвязи с Землей.
С помощью установленной на борту АМС "Пионер-Венера-А" радиолокационной станции ученые смогли обследовать и нанести на карту более 90% территории этой планеты. Удалось установить, что на Венере существуют обширные долины, вулканы и горы. Гора Максвелл Монтес вознеслась на 11200 м над поверхностью Венеры, то есть значительно превышает высоту земных вершин.
9 октября. Американская станция "Пионер-Венера-А", напоминающая по форме бочку из-под горючего длиной 1,2 м и диаметром 2,49 м, возможно еще продолжает обращение вокруг Венеры, но она уже вошла в плотные слои атмосферы Венеры и со скоростью свыше 35 тыс. км/ч стремительно приближается к ее поверхности. Температура окружающей среды превышает 482 град.С.
По мнению ученых, почти вся станция должна расплавиться при прохождении плотных слоев венерианской атмосферы. В связи с потерей радиосвязи установить точную дату падения АМС не удастся, однако предполагают, что это произойдет до 20 октября 1992 г.
Исследования "Пионер-Венеры-А" по изучению Венеры продолжает АМС "Магеллан".