Венера 4 - Venera 4

Венера 4
Венера 4 (ММА 2011) (1) .JPG
Венера 4 модель
Тип миссии Посадочный модуль Венеры и облет космического корабля
Оператор GSMZ Лавочкин
COSPAR ID 1967-058A
SATCAT нет. 02840
Продолжительность миссии 127 дней
Свойства космического корабля
Космический корабль 4В-1
Производитель GSMZ Лавочкин
Стартовая масса 1106 кг
Сухая масса 377 кг
Начало миссии
Дата запуска 12 июня 1967 г., 02:40 по Гринвичу
Ракета Молния 8К78М
Запустить сайт Байконур , площадка 1/5
Подрядчик ЦСКБ-Прогресс
Конец миссии
Последний контакт 18 октября 1967 г., 04:34 по Гринвичу
Параметры орбиты
Справочная система Гелиоцентрический
Высота перигелия 0,71 AU
Высота афелия 1.02 AU
Наклон 4,3 °
Период 293 дня
Удар Венеры (неудачная посадка)
Дата воздействия 18 октября 1967 г., 04:34 по Гринвичу
Место воздействия 19 ° с. Ш. 38 ° в. Д. / 19 ° с. Ш. 38 ° в. / 19; 38 (Район Эйсила)
Марка СССР 1968 года CPA 3623 (космическая станция "Венера-4") .jpg  

«Венера-4» ( русский : Венера-4 , букв.  «Венера-4»), также обозначенная как 4В-1 №310 , была зондом в советской программе «Венера-4» по исследованию Венеры . Зонд состоял из посадочного модуля , предназначенного для входа в атмосферу Венеры и парашюта на поверхности, и космического корабля- носителя / пролетающего корабля, который доставил посадочный модуль к Венере и служил для него ретранслятором связи .

В 1967 году это был первый успешный зонд, который провел анализ окружающей среды на другой планете на месте . Венера-4 представила первый химический анализ атмосферы Венеры, который показал, что это в основном углекислый газ с несколькими процентами азота и менее одного процента кислорода и водяных паров. Войдя в атмосферу, он стал первым космическим кораблем, пережившим попадание в атмосферу другой планеты. Станция обнаружила слабое магнитное поле и отсутствие радиационного поля. Внешний слой атмосферы содержал очень мало водорода и не содержал атомарного кислорода. Зонд послал первые прямые измерения, доказавшие, что Венера была чрезвычайно горячей, что ее атмосфера была намного плотнее, чем ожидалось, и что она давно потеряла большую часть своей воды.

Космический корабль

Макет посадочной капсулы диаметром 1 метр "Венеры-4" на выставке в Мемориальном музее космонавтики в Москве.

Главный космический корабль-носитель №4 имел высоту 3,5 метра (11 футов), его солнечные панели занимали 4 метра (13 футов) и занимали площадь 2,5 квадратных метра (27 квадратных футов). Космический корабль-носитель включал в себя магнитометр длиной 2 метра (6 футов 7 дюймов) , детектор ионов, детектор космических лучей и ультрафиолетовый спектрометр, способный обнаруживать газы водорода и кислорода. Аппараты были предназначены для работы до входа в атмосферу Венеры. В этот момент станция была спроектирована для высвобождения капсулы зонда и ее распада. В задней части космического корабля-носителя находился двигатель на жидком топливе, способный корректировать курс полета. В программу полета планировалось включить две существенные корректировки курса, для которых станция могла принимать и выполнять до 127 различных команд, отправляемых с Земли.

Передняя часть космического корабля-носителя содержала почти сферическую посадочную капсулу диаметром 1 метр (3 фута 3 дюйма) и весом 383 кг (844 фунта). По сравнению с предыдущими ( вышедшими из строя) зондами Venera , капсула содержала улучшенный тепловой экран, способный выдерживать температуры до 11000 ° C (19 800 ° F). Вместо прежней конструкции жидкостного охлаждения была установлена ​​более простая и надежная газовая система. Прочность капсулы проверяли путем воздействия на нее высоких температур, давлений и ускорений на трех уникальных испытательных установках. Термостойкость проверялась в высокотемпературной вакуумной системе, имитирующей верхние слои атмосферы. В капсуле было давление до 25 атмосфер. (В то время давление на поверхности Венеры было неизвестно. Оценки варьировались от нескольких до сотен атмосфер). Наконец, его подвергли ускорению до 450 g в центрифуге. Испытания на центрифуге привели к растрескиванию электронных компонентов и кронштейнов кабелей, которые были заменены незадолго до запуска. Сроки запуска были довольно жесткими, чтобы не пропустить стартовое окно - дни в году, когда путь к планете назначения с Земли энергетически наименее требователен.

Капсула могла плавать в случае посадки на воду. Учитывая возможность такой посадки, ее конструкторы сделали замок капсулы с помощью сахара; он должен был растворяться в жидкой воде, высвобождая передающие антенны. Капсула содержала недавно разработанную систему гашения вибрации, а ее парашют выдерживал температуру до 450 ° C (723 K).

В капсуле находились высотомер , терморегулятор, парашют и оборудование для измерения атмосферы. Последний включал в себя термометр , барометр , ареометр , высотомер и набор газоаналитических приборов. Данные отправлялись двумя передатчиками с частотой 922 МГц и скоростью 1 бит / с; измерения отправлялись каждые 48 секунд. Передатчики были активированы при раскрытии парашюта, как только внешнее давление достигло 0,6 стандартной атмосферы (61 кПа), что, как предполагалось, произошло на высоте около 26 километров (16 миль) над поверхностью планеты. Сигналы принимали несколько станций, в том числе обсерватория Джодрелл-Бэнк .

Капсула была снабжена перезаряжаемой батареей емкостью, достаточной для 100 минут питания измерительной и передающей систем. Чтобы избежать разряда во время полета к Венере, батарея поддерживалась заряженной с помощью солнечных панелей космического корабля-носителя. Перед запуском вся станция «Венера-4» была стерилизована, чтобы предотвратить возможное биологическое заражение Венеры.

Миссия

В июне 1967 года были запущены два номинально идентичных зонда 4В-1. Первый зонд «Венера-4» был запущен 12 июня ракетой - носителем « Молния-М », летевшей с космодрома Байконур . Коррекция курса была произведена 29 июля, когда он находился на расстоянии 12 миллионов км от Земли; в противном случае зонд пропустил бы Венеру. Хотя планировалось два таких исправления, первое было достаточно точным, поэтому второе исправление было отменено. 18 октября 1967 года, космический аппарат вошел в атмосфере Венеры с предполагаемым местом посадки около 19 ° N 38 ° E / 19 ° с. Ш. 38 ° в. / 19; 38 . Второй зонд, Космос-167 , был запущен 17 июня, но не покинул околоземную орбиту.

Во время входа в атмосферу Венеры температура теплозащитного экрана поднялась до 11 000 ° C (19 800 ° F), а в какой-то момент замедление кабины достигло 300 G. Спуск длился 93 минуты. Капсула развернула парашют на высоте около 52 километров (32 мили) и начала отправлять на Землю данные о давлении, температуре и составе газа. Температурный контроль поддерживал внутреннюю часть капсулы при -8 ° C (18 ° F). Температура на расстоянии 52 км была зафиксирована как 33 ° C (91 ° F), а давление - менее 1 стандартной атмосферы (100 кПа). В конце 26-километрового спуска температура достигла 262 ° C (504 ° F), давление повысилось до 22 стандартных атмосфер (2200 кПа), и передача сигнала прекратилась. Состав атмосферы был определен как 90–93% углекислого газа , 0,4–0,8% кислорода, 7% азота и 0,1–1,6% водяного пара.

Радарный высотомер

Высота зонда «Венера» относительно поверхности измерялась радиолокационным высотомером, работающим на частоте 770 МГц. У высотомера была целочисленная неоднозначность 30 км: то есть один и тот же радиолокационный сигнал будет выдаваться на высоте X, X плюс 30 км, X плюс 60 км и т. Д. (Эффект, известный как " наложение спектров "). В то время расстояние до верхних слоев облаков над поверхностью не было известно, и из-за этой неоднозначности первое возвращение радара, которое теперь считается фактической высотой около 55 километров (34 мили), было первоначально неверно истолковано как 26 километров. (16 миль). Поэтому, основываясь на неверно истолкованных результатах радара, советская команда первоначально объявила, что зонд спустился на поверхность. Этот результат был быстро отклонен как несовместимый с диаметром планеты, измеренным радаром, а показания давления на капсуле были намного ниже, чем предсказывали недавно разработанные модели атмосферы Венеры.

Анализ

Данные « Венера-4» были проанализированы вместе с данными зонда « Маринер-5» в рамках совместной советско-американской рабочей группы КОСПАР в 1969 г., организации раннего космического сотрудничества, что позволило составить более полный профиль атмосферы Венеры .

Достижения

Впервые, на месте в анализе атмосферы другой планеты была выполнена , и данные отправлены обратно на Землю; анализ включал химический состав, температуру и давление. Измеренное отношение углекислого газа к азоту, равное примерно 13, настолько скорректировало предыдущие оценки (в некоторых кругах ожидалось обратное соотношение), что некоторые ученые оспорили наблюдения. Центральная станция не обнаружила радиационных поясов; относительно Земли измеренное магнитное поле было в 3000 раз слабее, а водородная корона была в 1000 раз менее плотной. Атомарный кислород не обнаружен. Все данные свидетельствовали о том, что вода, если бы она была, просочилась с планеты задолго до этого. Этот вывод был неожиданным, учитывая толстые облака Венеры. Из-за незначительной влажности от системы сахарного замка, использовавшейся на «Венере-4» в случае посадки на воду, отказались в последующих исследованиях Венеры.

Миссия была признана полностью успешной, особенно с учетом нескольких предыдущих отказов зондов «Венера». Хотя конструкция «Венера-4» позволяла передавать данные после приземления, зонды «Венера 3–6» не были рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление на поверхности Венеры. Первую успешную мягкую посадку на Венеру совершила " Венера-7" в 1970 году.

Смотрите также

использованная литература

Цитированные источники