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Venera 4 (en ruso : Венера-4 que significa Venera 4 ), también designado 4V-1 No.310, era una sonda en el programa soviético Venera para la exploración de Venus . La sonda comprendía una sonda de entrada, diseñada para entrar en la atmósfera de Venus y lanzarse en paracaídas a la superficie, y una nave espacial portadora / de sobrevuelo, que llevó la sonda de entrada a Venus y sirvió como relé de comunicaciones para la sonda de entrada.

En 1967, fue la primera sonda exitosa en realizar un análisis in situ del medio ambiente de otro planeta . Venera 4 proporcionó el primer análisis químico de la atmósfera de Venus, mostrando que es principalmente dióxido de carbono con unos pocos porcentajes de nitrógeno y menos del uno por ciento de oxígeno y vapores de agua. Al entrar en la atmósfera, se convirtió en la primera nave espacial en sobrevivir a la entrada en la atmósfera de otro planeta. [4] La estación detectó un campo magnético débil y ningún campo de radiación. La capa atmosférica exterior contenía muy poco hidrógeno y nada de oxígeno atómico. [ cita requerida ] La sonda envió las primeras mediciones directas que demostraron que Venus estaba extremadamente caliente, que su atmósfera era mucho más densa de lo esperado y que había perdido la mayor parte de su agua hace mucho tiempo.

Nave espacial [ editar ]

Un modelo de la cápsula de aterrizaje de 1 metro de diámetro de Venera 4 en exhibición en el Museo Conmemorativo de la Cosmonáutica de Moscú.

La nave espacial portadora principal 4 tenía 3,5 metros (11 pies) de altura, sus paneles solares abarcaban 4 metros (13 pies) y tenían un área de 2,5 metros cuadrados (27 pies cuadrados). La nave espacial portadora incluía un magnetómetro de 2 metros (6 pies 7 pulgadas) de largo , un detector de iones, un detector de rayos cósmicos y un espectrómetro ultravioleta.capaz de detectar gases de hidrógeno y oxígeno. Los dispositivos estaban destinados a funcionar hasta su entrada en la atmósfera de Venus. En ese momento, la estación fue diseñada para liberar la cápsula de la sonda y desintegrarse. La parte trasera de la nave espacial transportadora contenía un propulsor de combustible líquido capaz de corregir el curso de vuelo. Se planeó que el programa de vuelo incluyera dos importantes correcciones de rumbo, para lo cual la estación podría recibir y ejecutar hasta 127 comandos diferentes enviados desde la Tierra. [5]

La parte delantera de la nave espacial contenía una cápsula de aterrizaje casi esférica de 1 metro (3 pies 3 pulgadas) de diámetro y un peso de 383 kilogramos (844 libras). En comparación con las sondas Venera anteriores (fallidas) , la cápsula contenía un escudo térmico mejorado que podía soportar temperaturas de hasta 11.000 ° C (19.800 ° F). En lugar del diseño anterior de refrigeración a base de líquido, se instaló un sistema de gas más sencillo y fiable. [6] La durabilidad de la cápsula se comprobó exponiéndola a altas temperaturas, presiones y aceleraciones utilizando tres instalaciones de prueba únicas. La resistencia al calor se comprobó en un sistema de vacío a alta temperatura que emulaba las capas superiores de la atmósfera. [7]La cápsula se presurizó hasta 25 atmósferas. (La presión de la superficie de Venus se desconocía en ese momento. Las estimaciones iban desde unas pocas hasta cientos de atmósferas). [8] Finalmente, se sometió a aceleraciones de hasta 450 g en una centrífuga. La prueba de centrifugación provocó el agrietamiento de los componentes electrónicos y los soportes de los cables, que fueron reemplazados poco antes del lanzamiento. El tiempo para el lanzamiento fue bastante ajustado, para no perderse la ventana de lanzamiento , los días del año en que el camino hacia el planeta de destino desde la Tierra es energéticamente menos exigente. [ cita requerida ]

La cápsula podría flotar en caso de un aterrizaje de agua. Teniendo en cuenta la posibilidad de tal aterrizaje, sus diseñadores hicieron el bloqueo de la cápsula con azúcar; [5] [7] [9] estaba destinado a disolverse en agua líquida, liberando las antenas del transmisor. La cápsula contenía un sistema de amortiguación de vibraciones recientemente desarrollado y su paracaídas podía resistir temperaturas de hasta 450 ° C (723 K). [7]

La cápsula contenía altímetro , control térmico, paracaídas y equipo para realizar mediciones atmosféricas. Este último incluía un termómetro , barómetro , hidrómetro , altímetro y un conjunto de instrumentos de análisis de gases. Los datos fueron enviados por dos transmisores a una frecuencia de 922 MHz y una tasa de 1 bit / s; las medidas se enviaron cada 48 segundos. Los transmisores se activaron mediante el despliegue del paracaídas tan pronto como la presión exterior alcanzó 0,6 atmósferas estándar (61 kPa), lo que se pensaba que ocurría a una altitud de unos 26 kilómetros (16 millas) sobre la superficie del planeta. Las señales fueron recibidas por varias estaciones, incluido el Observatorio de Jodrell Bank . [6] [5]

La cápsula estaba equipada con una batería recargable con una capacidad suficiente para 100 minutos de alimentación de los sistemas de medición y transmisor. Para evitar descargarse durante el vuelo a Venus, la batería se mantuvo cargada utilizando los paneles solares de la nave espacial portadora. Antes del lanzamiento, toda la estación Venera 4 fue esterilizada para evitar una posible contaminación biológica de Venus. [6]

Misión [ editar ]

En junio de 1967 se lanzaron dos sondas 4V-1 nominalmente idénticas. La primera sonda, Venera 4, fue lanzada el 12 de junio por un cohete portador Molniya-M que volaba desde el cosmódromo de Baikonur . [2] Se realizó una corrección de rumbo el 29 de julio cuando estaba a 12 millones de kilómetros de la Tierra; de lo contrario, la sonda habría pasado por alto Venus. Aunque se habían planificado dos de esas correcciones, la primera era lo suficientemente precisa y, por lo tanto, se canceló la segunda. El 18 de octubre de 1967, la nave espacial entró en la atmósfera de Venus con un lugar de aterrizaje prevista cerca de 19 ° N 38 ° E . [5] La segunda sonda, Kosmos 167 , fue lanzada el 17 de junio pero no pudo salir de la órbita terrestre baja. [10]  / 19°N 38°E / 19; 38

Durante la entrada a la atmósfera de Venus, la temperatura del escudo térmico se elevó a 11.000 ° C (19.800 ° F) y en un punto la desaceleración de la cabina alcanzó los 300 G. [11] El descenso duró 93 minutos. La cápsula desplegó su paracaídas a una altitud de aproximadamente 52 kilómetros (32 millas) y comenzó a enviar datos sobre la presión, la temperatura y la composición del gas a la Tierra. El control de temperatura mantuvo el interior de la cápsula a -8 ° C (18 ° F). La temperatura a 52 km se registró como 33 ° C (91 ° F) y la presión como menos de 1 atmósfera estándar (100 kPa). Al final del descenso de 26 km, la temperatura alcanzó los 262 ° C (504 ° F) y la presión aumentó a 22 atmósferas estándar (2200 kPa), y la transmisión de la señal terminó. La composición atmosférica se midió en un 90-93% de dióxido de carbono., 0,4 a 0,8% de oxígeno, 7% de nitrógeno y 0,1 a 1,6% de vapor de agua. [5]

Altímetro de radar [ editar ]

La altitud de la sonda Venera en relación con la superficie se midió utilizando un altímetro de radar que funcionaba a 770 MHz. El altímetro tenía una ambigüedad entera de 30 km: es decir, la misma señal de radar se daría a una altitud de X, X más 30 km, X más 60 km, etc. [12] (un efecto conocido como " aliasing ") . En ese momento, no se conocía la distancia de las cimas de las nubes sobre la superficie y, debido a esta ambigüedad, el primer retorno de radar, que ahora se cree que se encuentra a una altitud real de aproximadamente 55 kilómetros (34 millas), se malinterpretó inicialmente como 26 kilómetros. (16 millas). Por lo tanto, basándose en los resultados del radar malinterpretados, el equipo soviético anunció inicialmente que la sonda descendió a la superficie. [13] [14]Este resultado fue rápidamente descartado como inconsistente con el diámetro planetario medido por radar, [15] [16] y las lecturas de presión de la cápsula fueron mucho más bajas que las predichas por los modelos recientemente desarrollados de la atmósfera de Venus. [6] [7]

Análisis [ editar ]

Los datos de Venera 4 se analizaron junto con los datos de la sonda Mariner 5 , bajo un grupo de trabajo combinado soviético-estadounidense de COSPAR en 1969, [17] [18] una organización de cooperación espacial temprana, [19] permitiendo un dibujo más completo del perfil de la atmósfera de Venus .

Logros [ editar ]

Por primera vez, se realizó un análisis in situ de la atmósfera de otro planeta y los datos se enviaron a la Tierra; el análisis incluyó composición química, temperatura y presión. La proporción medida de dióxido de carbono a nitrógeno de aproximadamente 13 corrigió tanto las estimaciones anteriores (se esperaba una proporción inversa en algunos trimestres) que algunos científicos impugnaron las observaciones. La estación principal no detectó cinturones de radiación; en relación con la Tierra, el campo magnético medido fue 3000 veces más débil, y la corona de hidrógenofue 1000 veces menos denso. No se detectó oxígeno atómico. Todos los datos sugirieron que el agua, si hubiera estado presente, se había filtrado del planeta mucho antes. Esta conclusión fue inesperada considerando las densas nubes venusianas. Debido a la humedad insignificante, el sistema de bloqueo de azúcar, empleado en Venera 4 en caso de un aterrizaje en el agua, fue abandonado en las siguientes sondas de Venus. [6] [5]

La misión se consideró un éxito total, especialmente teniendo en cuenta varios fallos anteriores de las sondas Venera. [6] Aunque el diseño de Venera 4 permitió la transmisión de datos después del aterrizaje, las sondas Venera 3-6 no fueron construidas para resistir las presiones en la superficie de Venus. El primer aterrizaje suave exitoso en Venus fue logrado por Venera 7 en 1970. [20]

Ver también [ editar ]

  • Lista de misiones a Venus

Referencias [ editar ]

  1. ^ Wade, Mark. "Venera 1V (V-67)" . Enciclopedia Astronautica . Consultado el 9 de noviembre de 2019 .
  2. ^ a b McDowell, Jonathan. "Iniciar registro" . Página espacial de Jonathan . Consultado el 11 de abril de 2013 .
  3. ^ "Venera 4" . Archivo coordinado de datos de ciencia espacial de la NASA . Consultado el 5 de noviembre de 2013 .
  4. Siddiqi , 2018 , p. 1.
  5. ↑ a b c d e f Harvey, Brian (2007). Exploración planetaria rusa . Saltador. págs. 98-101. ISBN 978-0-387-46343-8.
  6. ^ a b c d e f "Venera 4" . NPO Lavochkina (en ruso) . Consultado el 19 de octubre de 2020 .
  7. ↑ a b c d Ulivi y Harland 2007 , págs. 55–56.
  8. ^ Vakhnin, VM (1968). "Una revisión del vuelo Venera 4 y su programa científico" . J. Atmos. Sci . 25 (4): 533–534. Código Bibliográfico : 1968JAtS ... 25..533V . doi : 10.1175 / 1520-0469 (1968) 025 <0533: AROTVF> 2.0.CO; 2 .
  9. ^ Foto de la cerradura . novosti-kosmonavtiki.ru, 18 de febrero de 2005.
  10. ^ "Cosmos 167" . Archivo coordinado de datos de ciencia espacial de la NASA .
  11. ^ Ulivi y Harland 2007 , p. 63.
  12. ^ Mitchell, Don P. (2003). "Sondear la atmósfera de Venus" . Paisaje mental . Consultado el 8 de diciembre de 2017 .
  13. ^ Reese, DE; Swan, PR (1968). "Venera 4 sondas atmósfera de venus". Ciencia . 159 (3820): 1228–30. Código Bibliográfico : 1968Sci ... 159.1228R . doi : 10.1126 / science.159.3820.1228 . JSTOR 1723876 . PMID 17814841 . S2CID 32723831 .   
  14. ^ Vakhnin, VM (1968). "Una revisión del vuelo Venera 4 y su programa científico" . Revista de Ciencias Atmosféricas . 25 (4): 533–534. Código Bibliográfico : 1968JAtS ... 25..533V . doi : 10.1175 / 1520-0469 (1968) 025 <0533: AROTVF> 2.0.CO; 2 .
  15. ^ Ash, YO; Campbell, DB; Dyce, RB; Ingalls, RP; Jurgens, R .; Pettengill, GH; Shapiro, II; Slade, MA; Thompson, TW (1968). "El caso del radio de radar de Venus". Ciencia . 160 (3831): 985–7. Código bibliográfico : 1968Sci ... 160..985A . doi : 10.1126 / science.160.3831.985 . PMID 17768889 . S2CID 128460735 .  
  16. ^ Eshleman, VR; Fjeldbo, G .; Anderson, JD; Kliore, A .; Dyce, RB (1968). "Venus: atmósfera inferior no medida". Ciencia . 162 (3854): 661–5. Código Bibliográfico : 1968Sci ... 162..661E . doi : 10.1126 / science.162.3854.661 . PMID 17736042 . S2CID 24923659 .  
  17. ^ Carl Sagan (septiembre de 1969). "Las reuniones de COSPAR en Praga". Ícaro . 11 (2): 268-272. doi : 10.1016 / 0019-1035 (69) 90052-9 .
  18. ^ "Informe sobre las actividades del Grupo de Trabajo VII de COSPAR". Informe preliminar, Décimo segunda reunión plenaria del COSPAR y Décimo Simposio internacional de ciencia espacial . Praga, Checoslovaquia: Academia Nacional de Ciencias . 11-24 de mayo de 1969. p. 94.
  19. ^ Sagdeev, Roald; Eisenhower, Susan (28 de mayo de 2008). "Cooperación espacial Estados Unidos-Unión Soviética durante la Guerra Fría" . Consultado el 19 de julio de 2009 .
  20. Siddiqi , 2018 , p. 3.

Fuentes citadas [ editar ]

  • Siddiqi, Asif A. (2018). Más allá de la Tierra: Crónica de la exploración del espacio profundo, 1958-2016 (PDF) . La serie de historia de la NASA (segunda ed.). Washington, DC: NASA. ISBN 9781626830424. LCCN  2017059404 . SP2018-4041.
  • Ulivi, Paolo; Harland, David Michael (2007). Exploración robótica del sistema solar: la edad de oro 1957-1982 . Saltador. ISBN 978-0-387-49326-8.