Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Венера 4
Венера 4 (ММА 2011) (1) .JPG
Венера 4 модель
Тип миссииПосадочный модуль Венеры и облет космического корабля
ОператорGSMZ Лавочкин
COSPAR ID1967-058A
SATCAT нет.02840
Продолжительность миссии127 дней
Свойства космического корабля
Космический корабль4В-1 [1]
ПроизводительGSMZ Лавочкин
Стартовая масса1106 кг
Сухая масса377 кг
Начало миссии
Дата запуска12 июня 1967 г., 02:40 GMT [2] [3]
РакетаМолния 8К78М
Запустить сайтБайконур , площадка 1/5
ПодрядчикЦСКБ-Прогресс
Конец миссии
Последний контакт18 октября 1967 г., 04:34 мск
Параметры орбиты
Справочная системаГелиоцентрический
Высота перигелия0,71 AU
Высота афелия1.02 AU
Наклон4,3 °
Период293 дня
Удар Венеры (неудачная посадка)
Дата воздействия18 октября 1967 г., 04:34 мск
Место воздействия19 ° 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 означает « Венера-4» ), также обозначенный как 4В-1 №310, был зондом в советской программе «Венера» по исследованию Венеры . Зонд состоял из входного зонда, предназначенного для входа в атмосферу Венеры и парашюта на поверхность, и космического корабля-носителя / пролетающего космического корабля, который доставил входной зонд к Венере и служил в качестве реле связи для входного зонда.

В 1967 году это был первый успешный зонд, который выполнил 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. [4] Станция обнаружила слабое магнитное поле и отсутствие поля излучения. Внешний слой атмосферы содержал очень мало водорода и не содержал атомарного кислорода. [ необходима цитата ] 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 [ править ]

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 имели ширину 4 метра (13 футов) и 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.способен обнаруживать водород и кислород. 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. [5]

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, который мог выдерживать температуры до 11000 ° C (19 800 ° F). Вместо прежней конструкции жидкостного охлаждения была установлена ​​более простая и надежная газовая система. [6] Прочность капсулы была проверена путем воздействия на нее высоких температур, давлений и ускорений с использованием трех уникальных испытательных установок. Термостойкость проверялась в высокотемпературной вакуумной системе, имитирующей верхние слои атмосферы. [7]В капсуле было давление до 25 атмосфер. (В то время давление на поверхности Венеры было неизвестно. Оценки варьировались от нескольких до сотен атмосфер). [8] Наконец, он был подвергнут ускорению до 450 g в центрифуге. Испытание центрифуги вызвало растрескивание 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. [ необходима цитата ]

Капсула могла плавать при посадке на воду. Учитывая возможность такой посадки, ее конструкторы сделали фиксатор капсулы с помощью сахара; [5] [7] [9] он должен был растворяться в жидкой воде, высвобождая передающие антенны. Капсула содержала недавно разработанную систему гашения колебаний, а ее парашют выдерживал температуру до 450 ° C (723 K). [7]

Капсула содержала высотомер , терморегулятор, парашют и оборудование для измерения атмосферы. Последний включал в себя термометр , барометр , ареометр , альтиметр 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 . [6] [5]

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. [6]

Миссия [ править ]

В июне 1967 года были запущены две номинально идентичные станции 4В-1. Первая станция «Венера-4» была запущена 12 июня ракетой - носителем « Молния-М », летевшей с космодрома Байконур . [2] Коррекция курса была произведена 29 июля, когда он находился на расстоянии 12 миллионов км от Земли; иначе 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 . [5] Второй зонд, Космос 167 , был запущен 17 июня, но не смог покинуть низкую околоземную орбиту. [10]  / 19 ° с. Ш. 38 ° в. / 19; 38

Во время входа в атмосферу Венеры температура теплового экрана поднялась до 11 000 ° C (19 800 ° F), и в какой-то момент замедление кабины достигло 300 G. [11] 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. Контроль температуры 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 была прекращена. Состав атмосферы составлял 90–93% углекислого газа., 0,4–0,8% кислорода, 7% азота и 0,1–1,6% водяного пара. [5]

Радарный высотомер [ править ]

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 подаваться на высоте X, X плюс 30 км, X плюс 60 км и т. Д. [12] (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 интерпретированных результатах радара, советская команда первоначально объявила, что зонд спустился на поверхность. [13] [14]Этот результат был быстро отклонен как несовместимый с диаметром планеты, измеренным с помощью радара [15] [16], а показания давления капсулы были намного ниже, чем предсказывали недавно разработанные модели атмосферы Венеры. [6] [7]

Анализ [ править ]

Данные « Венера-4» были проанализированы вместе с данными зонда « Маринер-5» в рамках объединенной советско-американской рабочей группы КОСПАР в 1969 г. [17] [18] организации раннего космического сотрудничества [19], что позволило составить более полный рисунок. профиля атмосферы Венеры .

Достижения [ править ]

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. На главной станции радиационных поясов не обнаружено; относительно Земли измеренное магнитное поле было в 3000 раз слабее, а водородная коронабыл в 1000 раз менее плотным. Атомарный кислород не обнаружен. Все данные свидетельствуют о том, что вода, если бы она была, просочилась с планеты задолго до этого. Этот вывод был неожиданным, учитывая густые облака Венеры. Из-за незначительной влажности от системы сахарного замка, использовавшейся на «Венере-4» в случае посадки на воду, отказались в последующих исследованиях Венеры. [6] [5]

Миссия считалась полной успешной, особенно с учетом нескольких предыдущих отказов зондов Венеры. [6] Хотя конструкция «Венера-4» позволяла передавать данные после приземления, зонды «Венера 3–6» не были рассчитаны на то, чтобы выдерживать давление на поверхности Венеры. Первая успешная мягкая посадка на Венеру была совершена « Венерой-7» в 1970 году [20].

См. Также [ править ]

  • Список миссий на Венеру

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уэйд, Марк. «Венера 1В (В-67)» . Энциклопедия Astronautica . Дата обращения 9 ноября 2019 .
  2. ^ а б Макдауэлл, Джонатан. «Журнал запуска» . Космическая страница Джонатана . Проверено 11 апреля 2013 года .
  3. ^ "Венера 4" . Координированный архив данных космической науки НАСА . Проверено 5 ноября 2013 года .
  4. ^ Сиддики 2018 , стр. 1.
  5. ^ Б с д е е Харви, Брайан (2007). Русское планетарное исследование . Springer. С. 98–101. ISBN 978-0-387-46343-8.
  6. ^ Б с д е е «Венера - 4» . НПО Лавочкина (на русском языке ) . Проверено 19 октября 2020 года .
  7. ^ а б в г Ulivi & Harland 2007 , стр. 55–56.
  8. ^ Вахнин, В. М. (1968). «Обзор полета« Венеры-4 »и его научной программы» . J. Atmos. Sci . 25 (4): 533–534. Bibcode : 1968JAtS ... 25..533V . DOI : 10.1175 / 1520-0469 (1968) 025 <0533: AROTVF> 2.0.CO; 2 .
  9. ^ Фотография замка . novosti-kosmonavtiki.ru, 18 февраля 2005 г.
  10. ^ "Космос 167" . Координированный архив данных космической науки НАСА .
  11. ^ Масличной & Harland 2007 , стр. 63.
  12. ^ Митчелл, Дон П. (2003). «Прокачка атмосферы Венеры» . Ментальный пейзаж . Проверено 8 декабря 2017 года .
  13. ^ Риз, Германия; Лебедь, PR (1968). "Венера-4 исследует атмосферу Венеры". Наука . 159 (3820): 1228–30. Bibcode : 1968Sci ... 159.1228R . DOI : 10.1126 / science.159.3820.1228 . JSTOR 1723876 . PMID 17814841 . S2CID 32723831 .   
  14. ^ Вахнин, В. М. (1968). «Обзор полета« Венеры-4 »и его научной программы» . Журнал атмосферных наук . 25 (4): 533–534. Bibcode : 1968JAtS ... 25..533V . DOI : 10.1175 / 1520-0469 (1968) 025 <0533: AROTVF> 2.0.CO; 2 .
  15. ^ Ash, ME; Кэмпбелл, ДБ; Дайс, РБ; Ингаллс, РП; Jurgens, R .; Петтенгилл, GH; Шапиро, II; Слэйд, Массачусетс; Томпсон, TW (1968). «Дело радиолокационного радиуса Венеры». Наука . 160 (3831): 985–7. Bibcode : 1968Sci ... 160..985A . DOI : 10.1126 / science.160.3831.985 . PMID 17768889 . S2CID 128460735 .  
  16. ^ Эшлеман, VR; Fjeldbo, G .; Андерсон, JD; Клиоре, А .; Дайс, РБ (1968). «Венера: нижние слои атмосферы не измерены». Наука . 162 (3854): 661–5. Bibcode : 1968Sci ... 162..661E . DOI : 10.1126 / science.162.3854.661 . PMID 17736042 . S2CID 24923659 .  
  17. ↑ Карл Саган (сентябрь 1969). «Встречи КОСПАР в Праге». Икар . 11 (2): 268–272. DOI : 10.1016 / 0019-1035 (69) 90052-9 .
  18. ^ «Отчет о деятельности Рабочей группы VII КОСПАР». Предварительный отчет Двенадцатого пленарного заседания КОСПАР и Десятого Международного симпозиума по космической науке . Прага, Чехословакия: Национальная академия наук . 11–24 мая 1969 г. с. 94.
  19. ^ Сагдеев, Роальд; Эйзенхауэр, Сьюзен (28 мая 2008 г.). «Сотрудничество США и СССР в космосе в период холодной войны» . Проверено 19 июля 2009 года .
  20. ^ Сиддики 2018 , стр. 3.

Цитированные источники [ править ]

  • Сиддики, Асиф А. (2018). За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 (PDF) . Серия истории НАСА (второе изд.). Вашингтон, округ Колумбия: НАСА. ISBN 9781626830424. LCCN  2017059404 . СП2018-4041.
  • Уливи, Паоло; Харланд, Дэвид Майкл (2007). Роботизированное исследование Солнечной системы: золотой век 1957–1982 . Springer. ISBN 978-0-387-49326-8.