Venus Express

Sonda Venus Express

Nazwa: Venus Express
Data startu: 9 listopada 2005
Masa startowa: 1240 kg
Rakieta nośna: Sojuz-FG/Fregat
Koszt: ~ 110 mln USD

Cel misji

Venus Express jest pierwszą europejską sondą kosmiczną wysłaną na Wenus. Jej głównym zadaniem było badanie atmosfery Wenus oraz jej otoczenia plazmowego. Badano m.in. efekt cieplarniany, strukturę i właściwości atmosfery, oddziaływanie atmosfery z wiatrem słonecznym oraz szukano przyczyn superrotacji górnej atmosfery. Sonda zbadała także słabe pole magnetyczne Wenus, jej powierzchnię oraz poszukiwała oznak aktywności wulkanicznej i sejsmicznej. Misja zakończona - ostatni sygnał radiowy z sondy odebrano 18 stycznia 2015 o 15:01:55 UTC.

Budowa sondy

Kształt korpusu sondy powstał na bazie sześcianu o wymiarach 1,5 na 1,8 na 1,4 metra. We wnętrzu sondy, podzielonym na kilka sekcji, umieszczono dwa zbiorniki paliwa, akumulatory oraz systemy elektroniczne. Na dolnej podstawie umieszczono adapter rakiety nośnej oraz (wewnątrz adaptera) dyszę silnika głównego. Na dwóch panelach bocznych - leżących po przeciwnych stronach sondy - zamocowano wsporniki dwóch baterii słonecznych. Na przednim panelu bocznym, zorientowanym w tą samą stronę co baterie słoneczne, umieszczono dysk anteny wysokiego zysku HGA (z ang. High Gain Antenna) o średnicy 1,3 metra. Drugą mniejszą - 30-centymetrową - antenę HGA zamontowano na górnej ściance.

System napędowy sondy składa się z dwóch 267-litrowych zbiorników na czterotlenek azotu (utleniacz) oraz monometylohydrazynę (paliwo), a także 35,5-litrowego zbiornika sprężonego helu. W chwili startu, sonda zawierała łącznie 570 kg paliwa i utleniacza. Sercem tego systemu jest silnik główny o ciągu 415 N oraz osiem silniczków kontroli orientacji o ciągu 10 N, rozmieszczonych w czterech dolnych rogach korpusu sondy.

Orientacja przestrzenna sondy utrzymywana jest w trybie trójosiowym za pomocą kół zamachowych (z ang. reaction wheel) oraz dzięki wspomnianym wyżej silniczkom korekcyjnym. System nawigacyjny oraz orientacji przestrzennej sondy opiera się na danych gromadzonych przez dwie kamery śledzące pozycje gwiazd, dwa czujniki położenia Słońca oraz dwie jednostki inercyjne, złożone z żyroskopów oraz akcelerometrów.

Sonda zasilana jest za pomocą dwóch baterii słonecznych złożonych z 1056 ogniw słonecznych z arsenku galu, o łącznej powierzchni 11,4 m² i masie 41,4 kg. Ogniwa te w odległości 1 j.a. od Słońca są wstanie wygenerować moc 800 W, natomiast na orbicie Wenus około 1100 W. Energia elektryczna magazynowana jest także w trzech litowo-jonowych akumulatorach o pojemności 24 Ah.

System telekomunikacyjny wykorzystuje dwa dublujące się transpondery: jeden wykorzystuje pasmo X przy częstotliwości 8419 MHz (nadajnik) oraz 7166 MHz (odbiornik), drugi pracuje w paśmie S przy częstotliwości 2296 MHz (nadajnik) oraz 2100 MHz (odbiornik). Jak już wspomniano, sonda ma dwie anteny HGA (dużą pracującą w pasmach X i S oraz małą pracującą tylko w paśmie X), a także dwie bezkierunkowe anteny niskiego zysku pracujące w paśmie S. Obydwa nadajniki wykorzystują 65 W wzmacniacze TWTA. Dane z sondy mogą być przekazywane z szybkością nawet 262 kb/s.

W celu ochrony przed przegrzaniem sondy w wyniku intensywnego promieniowania słonecznego, została ona wyposażona radiatory, pokryta 23-warstwową Kaptonową izolacją termiczną oraz folią odblaskową. W celu uchronienia baterii słonecznych przed przegrzaniem, ogniwa słoneczne zostały poprzedzielane pasami folii aluminiowej ułatwiającymi rozpraszanie ciepła.

Oprogramowanie sondy oraz instrumentów naukowych a także zgromadzone dane zapisywane są w pamięci półprzewodnikowej o pojemności 12 Gb.

Instrumenty naukowe

Sonda Venus Express została wyposażona w sześć instrumentów naukowych: ASPERA-4, MAG, PFS, Spica/SOIR, VIRTIS i VMC. Za pomocą podsystemu telekomunikacyjnego realizowany jest też eksperyment radiowy VeRa. Większość instrumentów została opracowana na potrzeby innych misji ESA (Mars Express i Rosetta). Instrumenty zostały zamontowane na górnej ściance sondy (oprócz anteny HGA do eksperymentu radiowego i instrumentu ASPERA-4).

  • ASPERA-4 (Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms) - przyrząd do analizy jonów, elektronów i niezjonizowanych atomów. Bada oddziaływanie pomiędzy wiatrem słonecznym a atmosferą Wenus, w szczególności proces odpływu cząstek z atmosfery.
  • MAG (Venus Express Magnetometer) - instrument badał oddziaływanie wiatru słonecznego i atmosfery Wenus.
  • PFS (Planetary Fourier Spectrometer) - spektrometr zdolny do pomiaru temperatury na wysokości od 55 do 100 kilometrów nad powierzchnią. Poszukiwał również oznak aktywności wulkanicznej na powierzchni Wenus.
  • SPICAV/SOIR (Ultraviolet and Infrared Atmospheric Spectrometer) - przyrząd analizował skład atmosfery Wenus, w szczególności poszukiwał wody i związków siarki. Mierzył także gęstość i temperaturę atmosfery na wysokości od 80 do 180 kilometrów.
  • VeRa (Venus Radio Science Experiment) - korzystając z transmisji radiowych badał warunki panujące w jonosferze, mierzył gęstość, ciśnienie i temperaturę atmosfery od wysokości 35-40 kilometrów do około 100 kilometrów. Pozwalał również wyznaczyć właściwości elektryczne powierzchni Wenus.
  • VIRTIS (Ultraviolet/visible/near-infrared Mapping Spectrometer) - przyrząd umożliwiał badanie składu atmosfery od wysokości 40 kilometrów aż do powierzchni Wenus. Wykonywał obserwacje chmur zarówno w podczerwieni jak i ultrafiolecie - pozwalało to badać dynamikę atmosfery na różnych wysokościach.
  • VMC (Venus Monitoring Camera) - wykonywała zdjęcia planety w ultrafiolecie, świetle widzialnym oraz w bliskiej podczerwieni. Umożliwiała badanie dynamiki chmur oraz fotografowanie powierzchni. Pomagała identyfikować zjawiska zaobserwowane przez inne instrumenty.

Historia
  • 11 lipca 2002 - komitet naukowy ESA zaakceptował rozpoczęcie prac nad sondą Venus Express.
  • 6-7 sierpnia 2005 - kontener z sondą został przetransportowany do Bajkonuru.
  • 4 października 2005 - do zbiorników sondy zatankowano paliwo rakietowe - czterotlenek azotu i monometylohydrazynę.
  • 12 października 2005 - Venus Express połączono z górnym stopniem rakiety nośnej Fregat.
  • 17 października 2005 - sonda wraz ze stopniem Fregat zostały zamkięte w osłonie aerodynamicznej rakiety nośnej.
  • 21 października 2005 - z powodu podejrzenia zanieczyszczenia wnętrza osłony aerodynamicznej start sondy został opóźniony o kilka dni.
  • 5 listopada 2005 - rakieta Sojuz-Fregat z Venus Express na pokładzie została ustawiona na platformie startowej.
  • 9 listopada 2005 - o 3:33:34 czasu UTC nastąpił start rakiety nośnej Sojuz-Fregat z sondą Venus Express na pokładzie.
  • 11 listopada 2005 - przeprowadzono pierwszy manewr korekty trajektorii sondy.
  • 17 lutego 2006 - drugi manewr korekty trajektorii.
  • 29 marca 2006 - trzeci manewr korekty trajektorii.
  • 11 kwietnia 2006 - 7:17:14 czasu UTC - odpalenie silnika głównego sondy - rozpoczęcie manewru wejścia na orbitę Wenus. 8:07:28 czasu UTC - koniec pracy silnika - sonda na wstępnej orbicie wokółwenusjańskiej.
  • 13 kwietnia 2006 - otrzymano pierwsze zdjęcie Wenus.
  • 15 kwietnia 2006 - wykonano pierwszy manewr korekty wysokości perycentrum orbity - zmiana prędkości o 5,8 m/s.
  • 20 kwietnia 2006 - wykonano pierwszy manewr obniżenia apocentrum orbity - zmiana prędkości o 199,9 m/s, po manewrze okres orbitalny 40 h.
  • 23 kwietnia 2006 - drugi manewr obniżenia apocentrum orbity - zmiana prędkości o 105,3 m/s, okres orbitalny - 25 h i 43 min.
  • 26 kwietnia 2006 - trzeci manewr obniżenia apocentrum orbity - zmiana prędkości o 9,2 m/s.
  • 29 kwietnia 2006 - czwarty manewr obniżenia apocentrum orbity - zmiana prędkości o 8,0 m/s.
  • 2 maja 2006 - manewr korekty wysokości apocentrum orbity - zmiana prędkości o 2 m/s.
  • 6 maja 2006 - wykonano drugi manewr korekty wysokości perycentrum orbity - zmiana prędkości o 3,1 m/s.
  • 7 maja 2006 - o 13:31 czasu UTC sonda Wenus Express weszła na docelową orbitę o parametrach: wysokość perycentrum - 250 km, wysokość apogeum - 66 000 km, okres obiegu 24 h, nachylenie orbity 90°.
  • 23 lutego 2007 - komitet naukowy ESA podjął decyzję o przedłużeniu misji Venus Express do maja 2009 roku.
  • 13 lipca - 4 sierpnia 2008 - przeprowadzono osiem manewrów korekt orbity aby obniżyć jej perycentrum do wysokości 185 km.
  • 12-16 kwietnia 2010 - przeprowadzono serię eksperymentów (hamowań atmosferycznych), których celem było określenie gęstości atmosfey na wysokości 180 kilometrów.
  • 16 maja 2014 - ESA poinformowała o zakończeniu rutynowych obserwacji naukowych i rozpoczęciu przygotowań do ostatniej fazy misji: serii przelotów przez górne warstwy atmosfery Wenus.
  • 7 lipca 2014 - sonda Venus Express wykonała 3000 orbitę wokół Wenus.
  • 12-25 lipca 2014 - przeprowadzono 15 manewrów podwyższenia perycentrum orbity Venus Express. Obecnie sonda porusza się po orbicie o wysokości perycentrum 460 km, apocentrum około 63 000 km i okresie obiegu 22 godzin i 24 minut.
  • 16 grudnia 2014 - z powodu trudności w utrzymaniu łączności z sondą, Europejska Agencja Kosmiczna zadecydowała o zakończeniu misji tego próbnika.
  • 18 stycznia 2015 - ostatnie wykrycie sygnału radiowego z sondy.
Linki zewnętrzne

[1] Venus Express - Informacje o misji sondy na stronie ESA.
[2] Venus Express - Informacje o misji sondy na stronie ESA Science & Technology.

Wyszukaj

Znajdziesz mnie tu...

Misje sond kosmicznych na YouTubeMisje sond kosmicznych na InstagramieMisje sond kosmicznych na FacebookuMisje sond kosmicznych na TwitterzeMisje sond kosmicznych na Google+