Tripulado Venus Flyby fue una propuesta de la NASA de 1967-1968 para enviar tres astronautas en una misión de sobrevuelo a Venus en una nave espacial derivada de Apolo en 1973-1974, utilizando una asistencia de gravedad para acortar el viaje de regreso a la Tierra.
Programa de aplicaciones Apollo
A mediados de la década de 1960, la NASA consideró "un sobrevuelo de Venus de tres hombres" [1] como parte del Programa de Aplicaciones Apolo , utilizando hardware derivado del programa Apolo . El lanzamiento habría tenido lugar el 31 de octubre de 1973, con un sobrevuelo de Venus el 3 de marzo de 1974 y el regreso a la Tierra el 1 de diciembre de 1974. Se consideraron varios perfiles de misión para el lanzamiento durante la década de 1970 [2] y la misión de 1973 parece ser el que recibió la consideración más seria y está mejor documentado.
Fondo
La misión propuesta utilizaría un Saturno V para enviar a tres astronautas a pasar por Venus en un vuelo que duraría aproximadamente un año. El escenario S-IVB sería un " taller húmedo " similar al diseño original de Skylab . En este concepto, el interior del tanque de combustible se llenaría con viviendas y diversos equipos que no ocuparan una cantidad significativa de volumen. El S-IVB luego se llenaría con propulsores como de costumbre y se usaría para acelerar la nave en su camino a Venus. Una vez que se completó la combustión, cualquier propelente restante se ventiló al espacio, y luego el tanque de combustible más grande podría usarse como espacio habitable, mientras que el tanque de oxígeno más pequeño se usaría para almacenar desechos.
Solo se podía transportar una cantidad limitada de equipo en el tanque de hidrógeno sin ocupar demasiado espacio, mientras que otras piezas no podían sumergirse en hidrógeno líquido y sobrevivir. En cambio, este tipo de sistemas se colocarían en el área entre etapas entre el S-IVB y el Módulo de Comando / Servicio de Apolo (CSM), conocido como el Adaptador LM de la Nave Espacial (SLA), que normalmente contenía el Módulo Lunar Apollo en misiones lunares. Para maximizar la cantidad de espacio disponible en esta área, el motor del sistema de propulsión de servicio del CSM sería reemplazado por dos motores del sistema de propulsión de descenso LM . Estos tenían campanas de motor mucho más pequeñas y se ubicarían dentro del módulo de servicio en lugar de extenderse por el extremo hacia el área SLA. Esto también proporcionó redundancia en el caso de una falla de un solo motor. Estos motores fueron responsables tanto de la corrección del rumbo durante el vuelo como de la quema de frenado para el reingreso a la Tierra.
A diferencia de las misiones lunares Apolo, el CSM realizaría su maniobra de transposición y acoplamiento con la etapa S-IVB antes de la combustión para dejar la órbita terrestre en lugar de después. Esto significaba que los astronautas volarían "con los ojos abiertos", el empuje del motor los empujaría fuera de sus asientos en lugar de hacia ellos. Esto fue necesario porque solo había una ventana corta para que una combustión de aborto por parte del CSM regresara a la Tierra después de una falla en el S-IVB, por lo que todos los sistemas de la nave espacial debían estar operativos y revisados antes de dejar la órbita de estacionamiento alrededor de la Tierra para volar. a Venus.
Los precursores del sobrevuelo de Venus incluirían un vuelo de prueba orbital inicial con un "taller húmedo" S-IVB y un adaptador de acoplamiento básico, y un vuelo de prueba de un año que llevaría al S-IVB a una órbita casi geoestacionaria alrededor de la Tierra.
Objetivos científicos
La misión mediría:
- Densidad, temperatura y presión atmosférica en función de la altitud, la latitud y el tiempo.
- Definición de la superficie planetaria y sus propiedades.
- Composición química de la baja atmósfera y la superficie planetaria.
- Datos ionosféricos como la radioreflectividad y la densidad de electrones y las propiedades de las capas de nubes.
- Astronomía óptica: mediciones de rayos ultravioleta e infrarrojos sobre la atmósfera terrestre para ayudar a determinar la distribución espacial del hidrógeno.
- Astronomía solar - UV, rayos X y posibles mediciones infrarrojas del espectro solar y monitoreo espacial de eventos solares.
- Astronomía de radio y radar: observaciones de radio para cartografiar el brillo del cielo radioeléctrico e investigar las emisiones de radio solares, estelares y planetarias; mediciones de radar de la superficie de Venus y Mercurio
- Astronomía de rayos X: mediciones para identificar nuevas fuentes de rayos X en el sistema galáctico y para obtener información adicional sobre fuentes previamente identificadas.
- Datos sobre el entorno interplanetario Tierra-Venus, incluida la radiación de partículas, los campos magnéticos y los meteoroides.
- Datos sobre el planeta Mercurio, que estará en alineación planetaria mutua con Venus aproximadamente dos semanas después del sobrevuelo de Venus
Desarrollo de la misión
La misión se habría implementado en una serie de dos vuelos de desarrollo y un vuelo de producción, designados como fases A a C.
Fase A
La Fase A del plan habría puesto en órbita un "taller húmedo" S-IVB y un CSM Apollo del Bloque II estándar en órbita en un Saturno V. La tripulación separaría el CSM del S-IVB soplando los paneles SLA , luego realizaría una maniobra de Transposición y Atraque similar a la realizada en los vuelos lunares, para poder atracar con el módulo de atraque adjunto al frente del S-IVB. Opcionalmente, podrían usar el motor S-IVB para lanzarlos a una órbita alta antes de ventilar cualquier propelente restante al espacio y entrar en el tanque de combustible S-IVB para realizar experimentos durante algunas semanas. Después de evaluar el uso del S-IVB como hábitat a largo plazo para los astronautas, separarían el CSM del S-IVB y regresarían a la Tierra.
Fase B
La fase B probaría la nave espacial de sobrevuelo de Venus en una misión de larga duración en órbita alta. Un Saturn V lanzaría un CSM Block III diseñado para vuelos espaciales a largo plazo y un S-IVB modificado con el Módulo de Soporte Ambiental requerido para el sobrevuelo de Venus real, y luego de la maniobra de transposición y acoplamiento, el motor S-IVB llevaría la nave espacial a una órbita circular a una altitud de aproximadamente 25.000 millas alrededor de la Tierra. Esta altitud sería lo suficientemente alta como para estar libre de los cinturones de radiación de la Tierra mientras se expone a la nave espacial a un entorno similar al de un viaje a Venus, pero lo suficientemente cerca de la Tierra como para que los astronautas puedan usar el CSM para regresar en unas pocas horas en caso de emergencia. .
La energía probablemente la proporcionarían paneles solares similares a los que se usan en Skylab , ya que las celdas de combustible requerirían una gran cantidad de combustible para funcionar durante un año. De manera similar, las celdas de combustible en el SM utilizadas para proporcionar energía en los vuelos lunares serían reemplazadas por baterías que proporcionarían energía suficiente para la duración de las operaciones de lanzamiento y reentrada.
Fase C
La fase C sería el sobrevuelo tripulado real, utilizando un CSM del Bloque IV y una versión actualizada del sobrevuelo de Venus S-IVB que llevaría una gran antena de radio para comunicarse con la Tierra y dos o más sondas pequeñas que se lanzarían poco antes del sobrevuelo. para entrar en la atmósfera de Venus. [3] [4] [5] [6] [7] El bloque IV CSM tiene motores LM que reemplazan los motores del sistema de propulsión de servicio , baterías para reemplazar las celdas de combustible y otras modificaciones para admitir la comunicación de largo alcance con la Tierra y superiores. velocidades de reingreso requeridas para la trayectoria de retorno en comparación con un retorno de la órbita lunar.
Se planeó que la misión de la Fase C se lanzara a fines de octubre o principios de noviembre de 1973, cuando los requisitos de velocidad requeridos para llegar a Venus y la duración de la misión resultante serían los más bajos. Después de una breve estadía en la órbita de estacionamiento de la Tierra para verificar la nave espacial, la tripulación se dirigiría a Venus: en caso de un problema importante durante la quema de Trans-Venus Injection, tendrían aproximadamente una hora para separar el CSM del S-IVB. y usar el motor SM para cancelar la mayor parte de la velocidad que obtuvieron de la combustión. Esto los colocaría en una órbita altamente elíptica que normalmente los llevaría de regreso a la Tierra para un reingreso dos o tres días después. Más allá de ese tiempo, el motor SM no tendría suficiente propulsor para traer el CSM de regreso a la Tierra antes de que las baterías SM se quedaran sin energía: literalmente sería "Venus o Busto".
Después de una combustión exitosa de S-IVB, la nave espacial pasaría aproximadamente a 3000 millas de la superficie de Venus unos cuatro meses después. La velocidad de sobrevuelo sería tan alta que la tripulación solo dispondría de unas pocas horas para realizar un estudio detallado del planeta. En este punto, uno o más módulos de sonda robóticos se separarían de la nave principal y aterrizarían en Venus.
Durante el resto de la misión, la tripulación realizaría estudios astronómicos del Sol y Mercurio, a los que se acercarían en 0,3 unidades astronómicas .
TMK-MAVR
Una variación de la Unión Soviética 's TMK planificación de la misión para una misión tripulada a Marte en 1971-1974 implicó un sobrevuelo de Venus en el viaje de vuelta, y se le dio el nombre en clave 'PMA de'(Marte - Venera), lo que significa Marte - Venus . [8] Sin embargo, el programa TMK fue cancelado después de que el cohete N1 que se necesitaba para despegar la misión no volara con éxito.
Ver también
- Colonización de Venus
- Concepto operacional de Venus de gran altitud
- Misión humana a Marte
- TMK (plan de sobrevuelo soviético)
- Inspiration Mars : plan difunto para un sobrevuelo a Marte que podría haber incluido a Venus
Referencias
- ^ "Sobrevuelo de Venus tripulado, NASA-CR-114025" (PDF) .
- ^ "Un estudio de las misiones de sobrevuelo tripuladas a Marte y Venus en la década de 1970, NASA-CR-152882" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "Consideraciones preliminares de la exploración de Venus a través de un sobrevuelo tripulado, 30 de noviembre de 1967" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "Una sonda de aterrizaje de Venus para misiones de sobrevuelo tripuladas, 23 de febrero de 1968" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "Sistema de globos meteorológicos tripulados sobrevuelo de Venus, 29 de julio de 1968" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "Carga útil del experimento para la misión de encuentro tripulada de Venus - Orbitador de datos y seguimiento de Venus, 13 de junio de 1968" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "Sondas de caída y sonda fotográfica para una misión de sobrevuelo de Venus tripulada, 7 de mayo de 1968" (PDF) . Consultado el 23 de julio de 2020 .
- ^ "TMK en Astronautix" . Consultado el 23 de julio de 2020 .
enlaces externos
- Estudios de Arquitectura de Exploración de Venus Humano
- Misión tripulada en órbita de Venus
- Memorando técnico de la NASA - Misión tripulada en órbita de Venus
- Portree, David SF (31 de mayo de 2012). "Vuelo piloto de Venus de un solo lanzamiento (1967) (descripción general de una misión alternativa de vuelo de Venus tripulado)" . Más allá del blog de Apollo @ Wired.com . Consultado el 9 de septiembre de 2016 .
- Video de Youtube de la misión, simulado usando el Simulador de vuelo espacial Orbiter
- Sobrevuelo de Venus tripulado: Paso Hail Mary de Apolo , artículo en el blog Pasos fallidos: La carrera espacial como pudo haber sido.