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Venera 11
Bild erwünscht
Organisation	Sovietunion
Missionsname	Venera 11
Erscheinungsdatum	9. September 1978
Startbasis	baykonur
Startprogramm	Proton
Masse	4940 kg
Ziel	Venus
Fliegen durch	25. Dezember 1978 bei 34.000 km
Himmelskörper landen	25. Dezember 1978, Position 299° E und 14° S, 6:24 Uhr Moskauer Zeit.
Bleib Himmelskörper	Kontakt verloren nach 95 Minuten
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Venera 11 war ein unbemannter Russisch Raumfahrt zum Planeten Venus von 1978. Zweck dieser Mission war die Erforschung des interplanetaren Raums und der Venus. Das Gerät bestand aus zwei Teilen: a Mutterschiff und ein Lander. Dieser Flug fiel mit der identischen Mission von Venera 12. Die Sowjetunion hat diese Flugzeuge früher paarweise gestartet.

Schwererer Scout

Diese Schiffe gehörten, wie ihre Vorgänger, Venera 9 und 10bis in die schwerere Gewichtsklasse. Nach den ersten acht Einsätzen ersetzten die Russen die relativ leichte Molniya Startprogramm aufgrund der deutlich leistungsstärkeren Proton. 4940 kg wog der Scout, der nun auf die Venus zusteuerte.

Keine Umlaufbahn um die Venus

Anders als beim Vorgänger entschieden sich die Designer nicht für einen kreisenden Orbiter, sondern für ein Mutterschiff, das nach dem Abwurf des Landers am Planeten vorbeiflog. Dies hatte zwei Ursachen.

Erstens verschwand ein Orbiter im Orbit schneller hinter dem Horizont des Landeplatzes als ein Mutterschiff, das an der Venus vorbeiflog. Die Lander waren auf ihre Orbiter angewiesen, um mit der Erde zu kommunizieren. Als es hinter dem Horizont versank, hörte die Datenübertragung abrupt auf. Dies stellte ein ernsthaftes Problem dar, denn aufgrund der sehr hohen Temperaturen und des extrem hohen Luftdrucks funktionierten die Lander nur zwei Stunden, und man konnte dann noch die Hände drücken. Auf das erneute Überfliegen des Landeplatzes durch den Orbiter zu warten, war absolut keine Option: Die Lander erlagen lange zuvor den sehr hohen Temperaturen und dem drückenden Luftdruck.

Zweitens gab es Gewichtsbeschränkungen. Das Startfenster von 1978 war nicht optimal. Je kleiner der Abstand zwischen den Planeten, desto günstiger das Startfenster und desto mehr Nutzlast kann den Launcher auf sein Ziel schießen. In diesem Fall suchten die Konstrukteure nach gewichtssparenden Maßnahmen. Als die Sonde nicht bremsen zu müssen, erfordert auch weniger Treibstoff, obwohl Kurskorrekturen immer noch einen Raketenmotor erfordern. Dies macht einen erheblichen Gewichtsunterschied aus: zum Beispiel die 2. März ein Gesamtgewicht von mehr als 4½ Tonnen; leer wog das Flugzeug jedoch weniger als 2½ Tonnen. Das Instrumentarium kannte daher in Bezug auf Venera 9 und 10 Anpassungen: einige Instrumente wurden geändert, andere hinzugefügt. Einige waren sowohl mit Lander als auch mit Mutterschiff ausgestattet.

Wissenschaftliche Ausrüstung

Wissenschaftliche Instrumente Mutterschiff

• gamma StrahlenSpektrometer, um kosmische Gammablitze zu messen, auch von der Sonne. Die Position dieser Eruptionen wurde mit Beobachtungen von anderen Raumfahrzeugen verglichen. Einer der beiden Sensoren war auf die Sonne gerichtet, der andere um 180° gedreht.

• Gammastrahlen-Burst-Detektor, um die Position von Gammablitzen auf 2 bis 3° mit einem Bereich zwischen 20 und 300 keV zu erfassen.

• Detektor zur Messung der Sonnenwind in unterschiedlichen Entfernungen von der Sonne. Dies funktionierte zeitweise. Es könnte Ionen Messen Sie zwischen 0 und 4,5 keV und Elektronen zwischen 0 und 300 eV.

• Ultraviolett Detektor, um diffuse UV-Strahlung aus dem interplanetarer Raum und die Venus einfangen. Dies geschah am Spektrallinien 304, 584, 736, 869, 1048, 1216, 1300, 1356 und 1500 A. Während des Fluges zur Venus suchte dieses Gerät nach Wasserstoff, Helium Ich und II. In der Nähe der Venus suchte dieses Instrument nach Wasserstoff, Helium I und II, Sauerstoff, Neon- , Argon und Kohlenmonoxid. Es war ein Mehrkanal Monochromator. Dieses Instrument funktionierte auch zu festgelegten Zeiten und machte unter anderem einen Scan der sonnenbeschienenen Hälfte der Venus.

• Elektronen- und Protonen Spektrometer, zu Spektrum und Verteilung von Sonnenwindpartikeln. Es maß Elektronen zwischen 5 und 500 keV. Protonen wurden in zwei Bandbreiten gemessen: zwischen 0,05 und 1 MeV und zwischen 30 und 200 MeV.

• 10-Kanal-Protonenspektrometer mit einem Messbereich von 0,1 bis 100 MeV zur Messung der Beschleunigung von Protonen im interplanetaren Raum und der Sonnenaktivität bei der Erzeugung geladener Teilchen.

• Detektoren zur Messung der Elektronenkonzentration und -verteilung im Ionosphäre von Venus. Sie verwendeten es auch, um Schwankungen der Elektronenkonzentration in . zu untersuchen Plasma nahe der Sonne und im interplanetaren Raum.

• Solarwind-Plasmadetektor, zur Messung der Energiespektren von Ionen und Elektronen im Sonnenwind. Darüber hinaus nahm dieses Instrument auch Messungen bezüglich Protonen und Alphateilchen in unterschiedlichen Entfernungen von der Sonne. Eine spektrale Messung dauerte 192 Sekunden. Der Messbereich für Elektronen betrug 10 bis 200 eV, für Ionen 0,25 bis 5 keV, Protonen zwischen 0,25 und 5 keV und Alphateilchen von 0,5 bis 10 keV.

• Detektoren zur Messung geladener Teilchen im interplanetaren Raum.

Lander Scientific Instruments

Modell von VenedigLander im Sinkpod

• Massenspektrometer, zu (Edelgase und ihre Zusammensetzung und Zusammenhänge in der Venusatmosphäre überprüfen. Auch die Isotopenzusammensetzung der vorkommenden Edelgase wurde kartiert. Es untersuchte weiter kleine Mengen Ammoniak-, Methan- und schwefelhaltig Elemente. Eine Messung dauerte 8 Sekunden und dieses Instrument nahm Messungen aus einer Höhe von 23 km bis 1 km über der Oberfläche vor.

• Spektrophotometer und scannen Fotometer. Dieses Instrument sollte die spektrale Zusammensetzung der gestreuten Sonnenstrahlung in der Venusatmosphäre messen. Das Spektralphotometer war nach oben gerichtet und nahm kontinuierlich Messungen im sichtbaren und nahen Infrarotlicht zwischen 0,43 und 1,17 Mikrometer vor. Das scannende Photometer tastete den Himmel kreisförmig ab und erfasste Strahlung in vier breiten Wellenlängen. Es führte mehr als 600 Messungen durch und wirkte aus einer Höhe von 64 km bis zum Boden. Während des Abstiegs wird das Instrument kalibriert durch ein System kleiner Glühbirnen, die in beiden Metern montiert sind.

• Blitzentladungsmesser, um Blitze auf der Venus aufzunehmen. Ein Funkempfänger mit externem Rahmenantenne ab 25 cm Durchmesser als Messinstrument fungierte. Es verwendet vier Frequenzkanäle von 10, 18, 36 und 80 kHz mit Bandbreiten von 1,6, 2,6, 4,6 bzw. 15 kHz. Die gesammelten Daten wurden von der Sonde unter Verwendung eines akustischen Empfängers und eines Spektroanalytikers analysiert. Die Empfindlichkeitsschwelle betrug 0,3 Mikrovolt bei 10 kHz, bei 80 kHz waren es 1 Mikrovolt. Es Dynamikbereich des Spektroanalysators war bei 90 dB, die des akustischen Empfängers bei 74 dB. Während des Sinkflugs funktionierte dieses Instrument aus einer Höhe von 60 km und auch nach der Landung.

• Nephelometer (Nebelsensor), um Struktur und optische Eigenschaften von Aerosolpartikel erfassen. Es arbeitete aus einer Höhe von 51 km an die Oberfläche und schickte einen Lichtstrahl durch das Aerosol, woraufhin ein Sensor die Menge des reflektierten Lichts maß und damit die Größe und Dichte dieser Partikel bestimmt werden konnte.

• Sensor zur Messung der chemischen Zusammensetzung von Aerosol durch Röntgenfluoreszenz. Die Aerosole haben es gefangen CelluloseacetatFilter beim Abstieg in die Atmosphäre. Diese nahmen Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 0,4 . auf Mikrometer, wobei 98% dieser Partikel in den Filtern gesammelt werden. Aus einer Höhe von 64 km bis zum Schmelzen des Filters in 49 km Höhe empfing dieses Messgerät in dieser Zeit zwei Spektren: eines im Bereich von 1,5 bis 15 keV und das andere von 1 bis 7,5 keV. Fluoreszenz wurde erhalten durch Fe-55 und CD-109; Xenon, Titan und Mangan diente zur Kalibrierung. Messungen fanden in a CO₂ Atmosphäre von 20°C, aber unter dem normalen Atmosphärendruck auf der Venus (mehr als 90 Bar).

• Luftdruck- und Temperaturmessungen mit dem Ziel, den Luftdruck und die Temperatur der Venusatmosphäre aus 105 km Höhe bis zur Erdoberfläche zu untersuchen. Bis zu einer Höhe von 70 km hat die Sonde sie indirekt gemessen, indem sie die verzögern beim aerodynamischen Bremsvorgang. Die Sonde hat zwischen 70 und 50 km keine Messungen durchgeführt. Aus einer Höhe von 50 km, vier Manometer und vier Thermometer es über.

• Bodenanalyse mittels Bohrmaschine, die in einem Minilabor eine Bodenprobe ablegen musste. Leider scheiterte dieses Experiment an einem Leck in der unteren Schaufel. Dadurch wird das Innere des Venera 11 teilweise dem erdrückenden Luftdruck unseres Nachbarplaneten ausgesetzt. Das Leck begann wahrscheinlich während des Sinkflugs, da sich der Lander als aerodynamisch instabiler herausstellte, als die Konstrukteure erwartet hatten.

• Kamera, die den Dienst verweigerte. Es produzierte keine Bilder, weil sich die Schutzkappen für das Objektiv nicht lösten.

Ablauf der Mission

Stempel zu Ehren von Venera 11 und 12

Start und Flug zur Venus

Venera 11 wurde gestartet am 9. September1978 mit einem Protonenwerfer von Kosmodrombaykonur. Die Proton brachte das Fahrzeug zunächst mit einem höchster Punkt von 205 km und a Tiefster Punkt von 177 km bei a Neigung von 51,5°. Aus dieser Umlaufbahn feuerte die mächtige Proton den fast 5 Tonnen schweren Scout auf sein Ziel ab.

Während der Fahrt hat der Roboter am 16. September und 17. Dezember zwei erfolgreiche Kurskorrekturen vorgenommen. Der Flug von 3½ Monaten ging weiter gut und nach 3½ Monaten näherte sich Venera 11 sein Ziel.

Landung

Am 23. Dezember, zwei Tage bevor das Mutterschiff Venus vorbeiflog, riss es die Landekapsel ab. Auf Erster Weihnachtstag forderte den Lander auf Atmosphäre von der Venus mit einer Geschwindigkeit von 11,2 km/s (40.320 km/h). Aufgrund der Reibung mit der sehr dichten Atmosphäre wurde die Geschwindigkeit durch aerodynamisches Bremsen stark reduziert, woraufhin ein Bremsfallschirm ausgelöst wurde. Es wurde in einer Höhe von mehreren Dutzend Kilometern zurückgeworfen. Die endgültige Abbremsung erfolgte durch atmosphärische Abbremsung mittels einer horizontalen Scheibe an der Spitze des Landers. Auf der Erde hilft das nicht viel und eine solche Sonde stürzt wie ein Stein ab, aber die Atmosphäre der Venus ist viel dichter als die unseres Planeten. So fällt selbst ein Hunderte Kilogramm schwerer Lander da unten eher wie ein wirbelndes Baumblatt. Etwa eine Stunde nach Beginn des Sinkvorgangs Venera 11 eine gelungene weiche Landung. Das Flugzeug stürzte mit einer Geschwindigkeit von 7-8 m/Sekunde (25,2-28,8 km/h) ab und landete bei 299° Ö und 14° z, in einer Entfernung von ± 800 km von Venera 12, um 6:24 Uhr Moskauer Zeit.

Passage Mutterschiff

Zum Zeitpunkt der Landung flog das Mutterschiff Venus am 25. Dezember in einer Entfernung von 34.000 km vorbei. Es fungierte während dieser kostbaren Minuten als Relaisstation für die schwachen Signale des Landers. Es begann um 3:24 Uhr mit der Ausstrahlung von der Oberfläche der Venus. koordinierte Weltzeit. Um 4:59 Uhr UTC, nachdem 95 Minuten lang Daten vom Lander gesendet wurden, flog das Flugzeug aus der Reichweite des Landers und die Signale hörten auf. Das Mutterschiff nahm dann seine Messungen des interplanetaren Raums wieder auf und betrat a heliozentrischer Orbit.

Wissenschaftliche Ergebnisse

Der Lander zeigte das Auftreten von Blitz und Donner sowie das Vorhandensein von Kohlenmonoxid in geringer Höhe. Diese Blitzentladungen lügen übrigens nicht, denn Venera 11 zählte durchschnittlich 25 Schläge pro Sekunde, wobei ein sehr harter Schlag fünfzehn Minuten lang nachhallte. Vermutlich war der hohe Schwefelsäuregehalt in der Atmosphäre für die vielen Blitzentladungen verantwortlich. Die Atmosphäre enthält auch sehr wenig Wasser und in den unteren Schichten gibt es keine Wolken. Diese Wolkendecke befindet sich in einer Höhe von ± 50 km. Der Himmel ist immer bewölkt und der Teil des Sonnenlichts, der durch die dichte Wolkendecke dringt, erzeugt einen roten Schimmer.

Darüber hinaus lieferte der Forscher so überraschende Daten über Argon Isotope, dass die Wissenschaft begann, die Theorie in Frage zu stellen, dass die ursprünglichen Atmosphären von Erde, Venus und Mars im Wesentlichen das Ergebnis von Gasen waren, die bei Vulkanausbrüchen ausgestoßen wurden. Es war relativ viel ³⁶Ar und ⁴⁰Ar wurde in der 200-fachen Menge auf der Erde gefunden. Das Luftdruck betrug 88 bar bei einer (für unseren nächsten Nachbarn) milden Temperatur von 466° C.

Alles in allem lieferte dieser Flug viele atmosphärische Daten, aber die Ergebnisse der Oberflächenmessungen waren etwas enttäuschend.