Проект ВЕНЕРА Д –Федеральная Космическая Программа России

ВЕНЕРА-Д:
Российская миссия для комплексного исследования Венеры

Почему нужно исследовать Венеру
Венера - планета Солнечной системы, наиболее
похожая на Землю.
Имела ли она когда-либо в прошлом подобные земным
условия для жизни с точки зрения состава атмосферы
и геологии?
Почему планеты так разошлись в своем развитии?
Ждет ли Землю в будущем эволюция к состоянию,
подобному Венерианскому (благодаря антропогенному
фактору)?

Концепция проекта ВЕНЕРА-Д
Предварительная разработка НПО им. Лавочкина
*

Проект включает :
Орбитальный аппарат
Посадочный(е) аппарат(ы)
Флотилия баллонов
Долгоживущая малая станция (ДВС)
Новое в проекте: баллоны, плавающие
под облаками и долгоживущая станция
на поверхности
http://spectrum.iki.rssi.ru/pfs/VEX/News/Venera_D/index.htm

История развития идеи ДМС на поверхности Венеры
Венера 9-10, 1975г.: активное время на поверхности Венеры 50 мин.
~1975: возникла идея активного сейсмического эксперимента и длительно существующей станции на поверхности Венеры.
Технико-экономические обоснования в НПО им. Лавочкина и ИКИ РАН (руководитель Р. Сагдеев).
Концепция "Дьюар" - время жизни 5 дней.
~1980: Высокотемпературные подсистемы и компоненты - время жизни 30 дней.
РТГ (900-1000°С)
Передатчик ТМ (500°С)
1981-82: Проект отложен в пользу проекта Vega.

Новый цикл работ в России по долгоживущей станции
В 2003 году проект предложен в Совет по Космосу РАН В.И. Морозом при подготовке Федеральной космической программы России на 2006-2015 годы.
Проект, был рекомендован с предварительным сроком запуска в 2013-2014 (только посадочный аппарат).
Технико-экономическое обоснование (НПО им. Лавочкина) показало, что возможно включение орбитального аппарата
2005г.-проект Венера-Д включен в Федеральную Космическую программу России 2006-2015 с запуском после 2015 года.

Почему нужно садиться на Венеру
Геология, геохимия, внутреннее строение
Информация о составе поверхности недостаточна и неполна:
- Каков механизм преобразования поверхности?
- Есть ли гранитная кора на Венере?
- Какие процессы эрозии работают на Венере?
- Контролирует ли атмосфера состав поверхности или наоборот?
Возможно ли образование карбонатов в присутствии серосодержащих газов в атмосфере?
Атмосфера, климат, эволюция
- Какова судьба воды на Венере?
- Какова роль атмосферы?
- Как вращательный момент передается от поверхности вверх?
- Как выглядит циркуляция ниже облаков?

Спускаемый аппарат с временем жизни на поверхности до нескольких часов
(научные задачи)
- Хим. состав атмосферы на спуске (ниже 64 км), включая инертные газы и изотопный состав
- Состав и свойства поверхности в месте посадки
- Взаимодействие атмосферы с поверхностью
- Исследование хим. состава и оптических свойств облаков и подоблачного аэрозоля
- Измерение ‘net flux”
- Получение изображения поверхности
- Исследование сейсмики, поиск молний и гроз

- Спектрометр (вертикальные профили малых составляющих:H2O, HDO,SO2, H2S,OCS,CO)
- Нефелометр и счетчик частиц
- Масс-спектрометр
- Газоанализаторы (С, О –изотопы, Н2О, HDO)
- Радиометр с несколькими фильтрами в окнах прозрачности для измерения ‘net flux’
- Датчики магнитного поля
- Гамма-спектрометр
Научная нагрузка 10-11 кг
Предварительная концепция научной нагрузки

ДВС –одно из ключевых новшеств проекта «ВЕНЕРА-Д».
Время жизни на поверхности до нескольких месяцев
(желательно до 117 земных суток = 1 венерианские)
http://spectrum.iki.rssi.ru/pfs/VEX/News/Venera_D/index.htm
Научные задачи:
- исследования динамики атмосферы, изучение длиннопериодических мод, термических приливов,
- электромагнитных полей и акустических сигналов, связанных с возможными грозами и извержениями вулканов.
Возможная научная нагрузка:
Метеокомплекс: датчики температуры, давления, скорости ветра,
акустический датчик, датчики электрического и магнитного поля .
ДВС – является элементом «большого риска»

Флотилия баллонов
Научные задачи
- Динамика атмосферы (наблюдение за движением баллона)
- Метеорологические измерения во время плавания
- Хим. состав атмосферы
- Хим. состав и оптические свойства облаков
- Получение изображения поверхности и температуры поверхности
- Сейсмика и грозы
- Вулканическая активность

Предварительная научная
нагрузка
- ССD камера с несколькими фильтрами для съемки поверхности
- Радиометр для измерения
потоков излучения ( ‘”net flux”)
- Датчики акустические, датчики электрического и магнитного поля
- Масс спектрометр
На различных баллонах нагрузка может отличаться. Они будут плавать в
атмосфере на различных широтах
и высотах от 60 до 35 км больше ,
чем один день.
Один больший баллон мог бы нести несколько малых дроп-зондов,
и сбрасывать из во время плавания.

Орбитальный аппарат
Европейская миссия Венера Экспресс 11.04.2006 вышла на орбиту вокруг Венеры и успешно работает на полярной орбите. Однако, потерян один из ключевых экспериментов –Планетный Фурье спектрометр.
Японская миссия Planet-C, которая имеет на борту несколько камер на различные спектральные диапазоны, будет запущена в 2007 году на экваториальную орбиту
Предлагаемая ниже нагрузка орбитального аппарата составлена с возможностью решения задач, которые не включают эти две миссии. Научная нагрузка может быть скорректирована с учетом результатов этих миссий

Орбитальный аппарат. Научные задачи
- Динамика атмосферы и природа зональной циркуляции - Хим. состав и термическая структура атмосферы
- Природа, хим. состав и оптические параметры облаков
- Тепловой баланс и парниковый эффект
- Картирование и температура поверхности на длине волны 1 мкм на ночной стороне, поиск возможной вулканической активности, поиск молний
- Взаимодействия с солнечным ветром
- Ионосфера и атмосферно-ионосферные магнитные связи
Электромагнитные эмиссии планетарного происхождения
Изображение VEX
с сайта ESA

Изображение VEX
с сайта ESA
Орбитальный аппарат. Предварительная научная нагрузка
- Фурье-спектрометр на область 0.9 - 50 мкм
- Лимбовый спектрометр высокого разрешения
- Микроволновый спектрометр
- Картирующие спектрометры или один прибор с тремя каналами покрывающими спектральную область от УФ до теплового ИК.
- Широкоугольная камера с несколькими фильтрами
- Эксперимент по радиопросвечиванию
- Плазменный комплекс включающий датчики магнитного поля, планетарных ионов, захваченных ионов, электронов и энергичных частиц
Полный вес научной нагрузки – 40 кг