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Venus Express

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Venus Express
Venus Express en órbita (recorte).jpg Venus Express en órbita
Tipo de misión Orbitador de Venus
Operador Agencia Espacial Europea
ID COSPAR 2005-045A
SATCAT no. 28901
Sitio web www.esa.int / venus
Duración de la misión Planificado: 2 años Final: 9 años, 2 meses, 9 días
Propiedades de la nave espacial
Fabricante EADS Astrium
Masa de lanzamiento 1.270 kg (2.800 libras)
Secado masivo 700 kg (1543 libras)
Masa de carga útil 93 kg (205 libras)
Dimensiones 1,5 × 1,8 × 1,4 m (4,9 × 5,9 × 4,6 pies)
Poder 1,100 vatios
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento 9 de noviembre de 2005, 03:33:34 UTC  ( 2005-11-09UTC03: 33: 34) 
Cohete Soyuz-FG / Fregat
Sitio de lanzamiento Baikonur 31/6
Contratista Starsem
Fin de la misión
Disposición Desorbitado
Ultimo contacto 18 de enero de 2015, 15:01:55 UTC  ( 2015-01-18UTC15: 01: 56) 
Fecha de decaimiento Enero / febrero de 2015
Parámetros orbitales
Sistema de referencia Cytherocéntrico
Altitud del periciterión 460 km (290 millas)
Altitud de apocytherion 63.000 km (39.000 millas)
Inclinación 90 grados
Período 24 horas
Orbitador de Venus
Inserción orbital 11 de abril de 2006
Insignia de la misión Venus Express Insignia del Sistema Solar de la ESA para la misión Venus Express

Venus Express ( VEX) fue la primeramisión de exploración de Venus de la Agencia Espacial Europea (ESA). Lanzado en noviembre de 2005, llegó a Venus en abril de 2006 y comenzó a enviar continuamente datos científicos desde su órbita polar alrededor de Venus. Equipado con siete instrumentos científicos, el principal objetivo de la misión era la observación a largo plazo de la atmósfera de Venus. La observación durante períodos de tiempo tan largos nunca se había realizado en misiones anteriores a Venus y fue clave para una mejor comprensión de la dinámica atmosférica. Se esperaba que tales estudios pudieran contribuir a la comprensión de la dinámica atmosférica en general, al mismo tiempo que contribuyan a la comprensión del cambio climático en la Tierra. La ESA concluyó la misión en diciembre de 2014.

Contenido
  • 1 Historia
  • 2 instrumentos
  • 3 ciencia
    • 3.1 Clima de Venus
    • 3.2 Búsqueda de vida en la Tierra
  • 4 Acontecimientos y descubrimientos importantes
  • 5 Véase también
  • 6 referencias
  • 7 Lecturas adicionales
  • 8 Enlaces externos

Historia

La misión se propuso en 2001 para reutilizar el diseño de la misión Mars Express. Sin embargo, algunas características de la misión llevaron a cambios de diseño : principalmente en las áreas de control térmico, comunicaciones y energía eléctrica. Por ejemplo, dado que Marte está aproximadamente dos veces más lejos del Sol que Venus, el calentamiento radiante de la nave espacial es cuatro veces mayor para Venus Express que para Mars Express. Además, el entorno de radiación ionizante es más severo. Por otro lado, la iluminación más intensa de los paneles solares resulta en más energía fotovoltaica generada. La misión Venus Express también utiliza algunos instrumentos de repuesto desarrollados para la nave espacial Rosetta. La misión fue propuesta por un consorcio encabezado por D. Titov (Alemania), E. Lellouch (Francia) y F. Taylor (Reino Unido).

La ventana de lanzamiento de Venus Express estuvo abierta del 26 de octubre al 23 de noviembre de 2005, y el lanzamiento se fijó inicialmente para el 26 de octubre a las 4:43 UTC. Sin embargo, los problemas con el aislamiento de la etapa superior de Fregat llevaron a un retraso de dos semanas en el lanzamiento para inspeccionar y limpiar los pequeños restos de aislamiento que migraron en la nave espacial. Finalmente fue lanzado por un cohete Soyuz-FG / Fregat desde el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán el 9 de noviembre de 2005 a las 03:33:34 UTC en una órbita terrestre de estacionamiento y 1 h 36 min después del lanzamiento se puso en su órbita de transferencia a Venus. Una primera maniobra de corrección de trayectoria se realizó con éxito el 11 de noviembre de 2005. Llegó a Venus el 11 de abril de 2006, después de 153 días de viaje, y encendió su motor principal entre las 07:10:29 y las 08:00:42 UTC SCET para reducir su velocidad para que pudiera ser capturado por la gravedad venusiana en una órbita de nueve días de 400 por 330.000 kilómetros (250 por 205.050 millas). La quemadura fue monitoreada desde el Centro de Control de la ESA, ESOC, en Darmstadt, Alemania.

Se requirieron siete maniobras adicionales de control de la órbita, dos con el motor principal y cinco con los propulsores, para que Venus Express alcanzara su órbita operativa final de 24 horas alrededor de Venus.

Venus Express entró en su órbita objetivo en apoapsis el 7 de mayo de 2006 a las 13:31 UTC, cuando la nave espacial estaba a 151.000.000 kilómetros (94.000.000 millas) de la Tierra. En este punto, la nave espacial corría en una elipse sustancialmente más cerca del planeta que durante la órbita inicial. La órbita polar osciló entre 250 y 66.000 kilómetros (160 y 41.010 millas) sobre Venus. La periapsis estaba ubicada casi por encima del polo norte (80 ° de latitud norte) y la nave tardó 24 horas en viajar alrededor del planeta.

Venus Express estudió en detalle la atmósfera y las nubes de Venus, el entorno del plasma y las características de la superficie de Venus desde la órbita. También hizo mapas globales de las temperaturas de la superficie de Venus. Su misión nominal se planeó originalmente para durar 500 días terrestres (aproximadamente dos días siderales de Venus), pero la misión se extendió cinco veces: primero el 28 de febrero de 2007 hasta principios de mayo de 2009; luego, el 4 de febrero de 2009 hasta el 31 de diciembre de 2009; y luego el 7 de octubre de 2009 hasta el 31 de diciembre de 2012. El 22 de noviembre de 2010, la misión se prorrogó hasta 2014. El 20 de junio de 2013, la misión se prorrogó por última vez hasta 2015.

El 28 de noviembre de 2014, el control de la misión perdió contacto con Venus Express. El contacto intermitente se restableció el 3 de diciembre de 2014, aunque no hubo control sobre la nave espacial, probablemente debido al agotamiento del propulsor. El 16 de diciembre de 2014, la ESA anunció que la misión Venus Express había finalizado. Aún se recibía una señal portadora del vehículo, pero no se transmitían datos. El director de la misión, Patrick Martin, esperaba que la nave cayera por debajo de los 150 kilómetros (93 millas) a principios de enero de 2015, y que la destrucción se produjera a finales de enero o principios de febrero. La señal del portador de la nave espacial fue detectada por última vez por la ESA el 18 de enero de 2015.

Instrumentos

ASPERA-4: un acrónimo de " A nalyzer de S ritmo P LASMAS y E ne r Getic A Toms," ASPERA-4 investigó la interacción entre el viento solar y la atmósfera de Venus, determinar el impacto de los procesos de plasma en la atmósfera, determinar distribución global de plasma y gas neutro, estudiar átomos, iones y electrones neutros energéticos, y analizar otros aspectos del entorno cercano a Venus. ASPERA-4 es una reutilización del diseño ASPERA-3 utilizado en Mars Express, pero adaptado para el entorno más severo cerca de Venus.

MAG: El magnetómetro está diseñado para medir la fuerza del campo magnético de Venus y su dirección afectada por el viento solar y el propio Venus. Mapeó la vaina magnética, la cola magnética, la ionosfera y la barrera magnética en alta resolución en tres dimensiones, ayudó a ASPERA-4 en el estudio de la interacción del viento solar con la atmósfera de Venus, identificó los límites entre las regiones de plasma y llevó también observaciones (como la búsqueda y caracterización del rayo de Venus). MAG se deriva del instrumento ROMAP del módulo de aterrizaje Rosetta.

Se coloca un dispositivo de medición en el cuerpo de la embarcación. El segundo idéntico del par se coloca a la distancia necesaria del cuerpo desplegando un brazo de 1 m de largo (tubo compuesto de carbono). Dos cortadores pirotécnicos redundantes cortan un lazo de cuerda delgada para liberar el poder de los resortes metálicos. La palanca de rodilla accionada gira la pluma perpendicularmente hacia afuera y la bloquea en su lugar. Solo el uso de un par de sensores junto con la rotación de la sonda permite que la nave espacial resuelva el pequeño campo magnético natural debajo de los campos perturbadores de la propia sonda. Las mediciones para identificar los campos producidos por la nave se realizaron en la ruta de la Tierra a Venus. La falta de limpieza magnética se debió a la reutilización del bus de la nave espacial Mars Express que no llevaba un magnetómetro. Combinando los datos de mediciones simultáneas de dos puntos y utilizando software para identificar y eliminar la interferencia generada por el propio Venus Express, fue posible obtener resultados de una calidad comparable a los producidos por una nave magnéticamente limpia.

VMC: El V enus M ONITOREO C amera es un gran angular, multi-canal de CCD. El VMC está diseñado para obtener imágenes globales del planeta. Opera en los rangos espectrales visible, ultravioleta e infrarrojo cercano, y mapea la distribución del brillo de la superficie en busca de actividad volcánica, monitorea el resplandor del aire, estudia la distribución de fenómenos de absorción ultravioleta desconocidos en las cimas de las nubes y realiza otras observaciones científicas. Se deriva en parte de la cámara estéreo de alta resolución Mars Express (HRSC) y del sistema de imágenes remotas ópticas, espectroscópicas e infrarrojas de Rosetta (OSIRIS). La cámara incluye una FPGA para preprocesar los datos de la imagen, reduciendo la cantidad transmitida a la Tierra. El consorcio de instituciones responsables del VMC incluye el Instituto Max Planck de Investigación del Sistema Solar, el Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán y el Instituto de Ingeniería de Redes de Computación y Comunicación de la Technische Universität Braunschweig. No debe confundirse con la cámara de monitoreo visual montada en Mars Express, de la cual es una evolución.

PFS: El " P lanetary F ORREO S pectrometer" (PFS) opera en el infrarrojo entre el 0,9  m de longitud de onda y 45 micras y está diseñado para realizar sondeo óptico vertical de la atmósfera Venus. Realizó un monitoreo global a largo plazo del campo de temperatura tridimensional en la atmósfera inferior (nivel de nubes hasta 100 kilómetros). Además, buscó componentes atmosféricos menores que pudieran estar presentes, pero que aún no se habían detectado, analizó los aerosoles atmosféricos e investigó los procesos de intercambio de superficie a atmósfera. El diseño se basa en un espectrómetro en Mars Express, pero modificado para un rendimiento óptimo para la misión Venus Express.

SPICAV: El " SP ectroscopy para I nvestigation de C aracterísticas de la A tmosphere de V enus" (SPICAV) es un espectrómetro de imágenes que se utilizó para el análisis de la radiación en las longitudes de onda infrarrojas y ultravioleta. Se deriva del instrumento SPICAM volado en Mars Express. Sin embargo, SPICAV tiene un canal adicional conocido como SOIR ( S olar O ccultation at I nfra r ed) que se utilizó para observar el Sol a través de la atmósfera de Venus en el infrarrojo.

VIRTIS: El " V isible y I nfra r ed T hermal I maging S pectrometer" (VIRTIS) es un espectrómetro de imágenes que observa en el ultravioleta cercano, visible y de infrarrojos partes del espectro electromagnético. Analizó todas las capas de la atmósfera, la temperatura de la superficie y los fenómenos de interacción superficie / atmósfera.

VeRa: Ve nus Ra dio Science es un experimento de sondeo de radio que transmite ondas de radio desde la nave espacial y las pasa a través de la atmósfera o las refleja en la superficie. Estas ondas de radio fueron recibidas por una estación terrestre en la Tierra para el análisis de la ionosfera, la atmósfera y la superficie de Venus. Se deriva del instrumento de investigación de radiociencia que se instaló en Rosetta.

Ciencia

Clima de Venus

Comenzando en el sistema planetario temprano con tamaños y composiciones químicas similares, las historias de Venus y la Tierra han divergido de manera espectacular. Se espera que los datos de la misión Venus Express que se obtuvieron puedan contribuir no solo a una comprensión profunda de cómo está estructurada la atmósfera de Venus, sino también a una comprensión de los cambios que llevaron a las condiciones atmosféricas de efecto invernadero actuales. Esta comprensión puede contribuir al estudio del cambio climático en la Tierra.

Búsqueda de vida en la Tierra

Venus Express también se utilizó para observar signos de vida en la Tierra desde la órbita de Venus. En las imágenes adquiridas por la sonda, la Tierra tenía menos de un píxel de tamaño, lo que imita las observaciones de planetas del tamaño de la Tierra en otros sistemas planetarios. Estas observaciones se utilizaron luego para desarrollar métodos para estudios de habitabilidad de exoplanetas.

Acontecimientos y descubrimientos importantes

Los eventos importantes para Venus Express incluyen:

Animación de la trayectoria de Venus Express del 9 de noviembre de 2005 al 31 de diciembre de 2006   Venus Express    Venus     Tierra     sol Animación de la trayectoria de Venus Express alrededor de Venus del 1 de abril de 2006 al 1 de abril de 2008   Venus Express    Venus
  • 3 de agosto de 2005: Venus Express completó su fase final de pruebas en las instalaciones de Astrium Intespace en Toulouse, Francia. Voló en un avión de carga Antonov An-124 a través de Moscú, antes de llegar a Baikonur el 7 de agosto.
  • 7 de agosto de 2005: Venus Express llega al aeropuerto del cosmódromo de Baikonur.
  • 16 de agosto de 2005: Se completó la primera prueba de verificación de vuelo.
  • 22 de agosto de 2005: Prueba 3 del sistema integrado.
  • 30 de agosto de 2005: la última prueba importante del sistema se inició correctamente.
  • 5 de septiembre de 2005: Prueba eléctrica exitosa.
  • 21 de septiembre de 2005: FRR (Fueling Readiness Review) En curso.
  • 12 de octubre de 2005: Finalización del apareamiento con la etapa superior Fregat.
  • 21 de octubre de 2005: Contaminación detectada en el interior del carenado - Lanzamiento en espera.
  • 5 de noviembre de 2005: Llegada a la plataforma de lanzamiento.
  • 9 de noviembre de 2005: lanzamiento desde el cosmódromo de Baikonur a las 03:33:34 UTC.
  • 11 de noviembre de 2005: Primera maniobra de corrección de trayectoria realizada con éxito.
  • 17 de febrero de 2006: El motor principal se enciende con éxito en un ensayo general para la maniobra de llegada.
  • 24 de febrero de 2006: Segunda maniobra de corrección de trayectoria realizada con éxito.
  • 29 de marzo de 2006: Tercera maniobra de corrección de trayectoria realizada con éxito - en el objetivo para la inserción de la órbita el 11 de abril.
  • 7 de abril de 2006: Se carga la pila de comandos para la maniobra de inserción en órbita en la nave espacial.
  • 11 de abril de 2006: La inserción de la órbita de Venus (VOI) se completa con éxito, de acuerdo con la siguiente línea de tiempo:
Evento Hora del evento de la nave espacial (UTC) Hora de recepción terrestre (UTC)
Inicio de la fase de sedimentación líquida 07:07:56 07:14:41
Arranque del motor principal VOI 07:10:29 07:17:14
pasaje de periapsis 07:36:35
inicio del eclipse 07:37:46
inicio de ocultación 07:38:30 07:45:15
final de ocultación 07:48:29 07:55:14
final del eclipse 07:55:11
VOI quemadura final 08:00:42 08:07:28
El período de esta órbita inicial es de nueve días.
  • 13 de abril de 2006: Se publican las primeras imágenes de Venus desde Venus Express.
  • 20 de abril de 2006: Se realizó la maniobra de descenso de la apoapsis n.º 1. El período orbital es ahora de 40 horas.
  • 23 de abril de 2006: Se realizó la maniobra de descenso de la apoapsis n. ° 2. El período orbital es ahora de aproximadamente 25 horas 43 minutos.
  • 26 de abril de 2006: La maniobra de descenso de la apoapsis n. ° 3 es una ligera corrección al ALM anterior.
  • 7 de mayo de 2006: Venus Express entró en su órbita objetivo en apoapsis a las 13:31 UTC
  • 14 de diciembre de 2006: Primer mapa de temperaturas del hemisferio sur.
  • 27 de febrero de 2007: la ESA acuerda financiar la extensión de la misión hasta mayo de 2009.
  • 19 de septiembre de 2007: Fin de la misión nominal (500 días terrestres) - Inicio de la extensión de la misión.
  • 27 de noviembre de 2007: La revista científica Nature publica una serie de artículos con los hallazgos iniciales. Encuentra evidencia de océanos pasados. Confirma la presencia de rayos en Venus y que es más común en Venus que en la Tierra. También informa del descubrimiento de que existe un enorme vórtice atmosférico doble en el polo sur del planeta.
  • 20 de mayo de 2008: La detección por el instrumento VIRTIS en Venus Express de hidroxilo (OH) en la atmósfera de Venus se informa en la edición de mayo de 2008 de Astronomy and Astrophysics.
  • 4 de febrero de 2009: la ESA acuerda financiar la extensión de la misión hasta el 31 de diciembre de 2009.
  • 7 de octubre de 2009: la ESA acuerda financiar la misión hasta el 31 de diciembre de 2012.
  • 23 de noviembre de 2010: la ESA acuerda financiar la misión hasta el 31 de diciembre de 2014.
  • 25 de agosto de 2011: Se informa que existe una capa de ozono en la atmósfera superior de Venus.
  • 1 de octubre de 2012: Se informa que existe una capa fría donde puede precipitar el hielo seco en la atmósfera de Venus.
  • 18 de junio a 11 de julio de 2014: realiza un exitoso experimento de aerofrenado. Múltiples pasadas a 131 a 135 km de altitud.
  • 28 de noviembre de 2014: el control de la misión pierde contacto con Venus Express.
  • 3 de diciembre de 2014: Se estableció un contacto intermitente, se determinó que la nave espacial probablemente no tenía propulsor.
  • 16 de diciembre de 2014: la ESA declara finalizada la misión Venus Express.
  • 18 de enero de 2015: última detección de la señal portadora de banda X de la nave espacial.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos

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