Пилотируемый пролет Венеры

Планета Венера в реальном цвете с корабля «Маринер-10».

Пилотируемый облет Венеры - это предложение НАСА в 1967–1968 годах отправить трех астронавтов в полет к Венере на космическом корабле, созданном на базе Аполлона, в 1973–1974 годах с использованием гравитационной помощи , чтобы сократить обратный путь на Землю.

Программа приложений Apollo

Схема космического корабля, пролетающего мимо Венеры, в разрезе

В середине 1960-х годов НАСА рассматривало возможность «облета Венеры с участием трех человек». в рамках программы приложений Apollo с использованием оборудования, созданного на основе программы Apollo . Несколько профилей миссий рассматривались для запуска в 1970-е годы. и миссия 1973 года, по-видимому, получила самое серьезное внимание и лучше всего задокументирована. Запуск должен был состояться 31 октября 1973 года, пролет Венеры 3 марта 1974 года и возвращение на Землю 1 декабря 1974 года.

Фон

Предлагаемая миссия должна была использовать « Сатурн-5» для отправки трех астронавтов в полет мимо Венеры, который продлился бы примерно один год. Сцена S-IVB должна была представлять собой « мокрую мастерскую », похожую на первоначальный проект Skylab . В этой концепции внутренняя часть топливного бака будет заполнена жилыми помещениями и различным оборудованием, не занимающим значительного объема. Затем S-IVB будет заполнен топливом, как обычно, и использован для ускорения корабля на пути к Венере. После завершения горения все оставшееся топливо будет выброшено в космос, а затем больший топливный бак можно будет использовать в качестве жилого помещения, а меньший кислородный бак будет использоваться для хранения отходов.

В резервуаре с водородом можно было разместить только определенное количество оборудования, не занимая при этом слишком много места, в то время как другие части не могли быть погружены в жидкий водород и выжить. Вместо этого это оборудование будет размещено в промежутке между S-IVB и командно-сервисным модулем Apollo (CSM), известным как адаптер Spacecraft-LM (SLA), который обычно удерживает лунный модуль Apollo во время лунных миссий. Чтобы максимально увеличить пространство, доступное в этой зоне, двигатель служебной двигательной установки CSM будет заменен двумя двигателями LM Descent Propulsion System . У них были колокола двигателя гораздо меньшего размера, и они располагались внутри служебного модуля, а не выходили своим концом в зону SLA. Это также обеспечивало резервирование в случае отказа одного двигателя. Эти двигатели должны были отвечать как за коррекцию курса во время полета, так и за торможение при возвращении на Землю.

В отличие от лунных миссий «Аполлон», CSM будет выполнять маневр перемещения и стыковки со ступенью S-IVB до выхода на околоземную орбиту, а не после. Это означало, что астронавты вылетели бы «ввысь», тяга двигателя вытолкнула бы их из кресел, а не в них. Это было необходимо, потому что было только короткое окно для прерывания запуска CSM, чтобы вернуться на Землю после отказа в S-IVB, поэтому все системы космического корабля должны были быть в рабочем состоянии и проверены, прежде чем покинуть парковочную орбиту вокруг Земли для полета. к Венере.

Предшественниками облета Венеры будут первоначальный орбитальный испытательный полет с «мокрой мастерской» S-IVB и базовым стыковочным адаптером, а также годичный испытательный полет, который выведет S-IVB на окологеостационарную орбиту вокруг Земли.

Научные цели

Миссия должна была измерить:

• Плотность, температура и давление атмосферы Венеры в зависимости от высоты, широты и времени.
• Определение поверхности планеты и ее свойств.
• Химический состав нижней атмосферы и поверхности планеты.
• Ионосферные данные, такие как радиоотражательная способность и плотность электронов, а также свойства слоев облаков.
• Оптическая астрономия – УФ- и ИК- измерения над атмосферой Земли, помогающие определить пространственное распределение водорода .
• Солнечная астрономия - УФ-, рентгеновские и, возможно, инфракрасные измерения солнечного спектра и космический мониторинг солнечных событий.
• Радио- и радиоастрономия - радионаблюдения для составления карт яркости радионеба и исследования солнечного, звездного и планетарного радиоизлучения; радиолокационные измерения поверхности Венеры и Меркурия
• Рентгеновская астрономия – измерения для выявления новых источников рентгеновского излучения в галактической системе и получения дополнительной информации о ранее выявленных источниках.
• Земля-Венера Данные о межпланетной среде , включая излучение твердых частиц, магнитные поля и метеороиды .
• Данные о планете Меркурий , которая должна была находиться во взаимном планетарном выравнивании с Венерой примерно через две недели после пролета Венеры.

Разработка миссии

Миссия должна была быть реализована в виде серии из двух опытно-конструкторских полетов и одного производственного полета, обозначенных как этапы от A до C.

Фаза А

Фаза А плана должна была вывести на орбиту Сатурна V «мокрую мастерскую» S-IVB и стандартный CSM Block II Apollo. Экипаж должен был отделить CSM от S-IVB, сдувая панели SLA , а затем выполнить маневр перемещения и стыковки, аналогичный тому, который проводился во время полетов на Луну, для стыковки со стыковочным модулем, прикрепленным к передней части S-IVB. При желании они могли затем использовать двигатель S-IVB для вывода их на высокую орбиту, прежде чем они выпустят все оставшееся топливо в космос и войдут в топливный бак S-IVB для проведения экспериментов в течение нескольких недель. После оценки использования S-IVB в качестве долгосрочной среды обитания для астронавтов они отделят CSM от S-IVB и вернутся на Землю.

Фаза Б

Фаза B будет проверять космический корабль, пролетающий мимо Венеры, в ходе длительной миссии на высокой орбите. «Сатурн-5» запустит блок III CSM, предназначенный для длительных космических полетов, и модифицированный S-IVB с модулем экологической поддержки, необходимым для реального пролета Венеры, а после маневра перемещения и стыковки двигатель S-IVB доставит космический корабль к круговая орбита на высоте около 25 000 миль вокруг Земли. Эта высота будет достаточно высокой, чтобы не попасть в радиационные пояса Земли, в то же время подвергая космический корабль воздействию окружающей среды, аналогичной среде полета на Венеру, но при этом достаточно близкой к Земле, чтобы астронавты могли использовать CSM для возвращения через несколько часов в случае чрезвычайной ситуации. .

Энергия, вероятно, обеспечивалась бы солнечными панелями, подобными тем, которые используются на Скайлэбе , поскольку для работы топливных элементов в течение года потребовалось бы очень большое количество топлива. Точно так же топливные элементы в SM, используемые для обеспечения питания во время лунных полетов, будут заменены батареями, которые обеспечат достаточную мощность на время операций запуска и входа в атмосферу.

Фаза С

Фаза C будет фактическим пролетом с использованием CSM Block IV и обновленной версии облета Венеры S-IVB, который будет нести большую радиоантенну для связи с Землей и два или более небольших зондов, которые будут выпущены незадолго до пролета для войти в атмосферу Венеры. Блок IV CSM имеет двигатели LM, заменяющие двигатели служебной двигательной системы , батареи для замены топливных элементов и другие модификации для поддержки дальней связи с Землей и более высоких скоростей входа в атмосферу, необходимых для возвратной траектории по сравнению с возвращением с Луны. орбита.

Миссию Фазы C планировалось запустить в конце октября или начале ноября 1973 года, когда требования к скорости для достижения Венеры и продолжительность миссии будут минимальными. После непродолжительного пребывания на стояночной орбите Земли для проверки космического корабля экипаж должен был направиться к Венере. В случае серьезной проблемы во время инжекционного запуска над Венерой потребовалось бы примерно час, чтобы отделить CSM от S-IVB и использовать двигатель SM, чтобы компенсировать большую часть скорости, полученной в результате сгорания. Это выведет корабль на высокоэллиптическую орбиту, которая обычно вернет его на Землю для повторного входа в атмосферу через два или три дня. За пределами этого временного окна у двигателя SM не хватило бы топлива, чтобы вернуть CSM на Землю до того, как в батареях SM разрядится мощность. В тот момент это было бы буквально «Венера или Бюст».

После успешного запуска S-IVB космический корабль должен был пройти примерно в 3000 милях от поверхности Венеры примерно четыре месяца спустя. Скорость пролета была бы настолько велика, что на детальное изучение планеты у экипажа было бы всего несколько часов. В этот момент один или несколько автоматических посадочных аппаратов должны были отделиться от основного корабля и приземлиться на Венере.

В течение оставшейся части миссии экипаж должен был выполнить астрономические исследования Солнца и Меркурия, сближаясь в пределах 0,3 астрономических единиц .

TMK-MAVR

Художественное изображение ТМК-МАВР на Венеры . пролете

Один из вариантов Советским Союзом запланированной миссии ТМК на Марс в 1971–1974 годах включал облет Венеры на обратном пути и получил кодовое название «МАВР» (МАрс - Венера), что означает Марс - Венера. Однако программа ТМК была отменена после того, как ракета Н1 , необходимая для запуска миссии, не смогла успешно взлететь.

См. также

• Колонизация Венеры
• Концепция эксплуатации высотной Венеры
• Мультипланетная траектория Крокко
• Человеческая миссия на Марс
• ТМК (советский пролетный самолет)
• Вдохновение Марс - несуществующий план облета Марса, который мог включать Венеру.

Внешние ссылки

• Исследование архитектуры Венеры человеком
• Пилотируемая миссия на орбите Венеры
• Технический меморандум НАСА - Пилотируемая миссия по орбите Венеры
• Портри, Дэвид С.Ф. (31 мая 2012 г.). «Пилотируемый облет Венеры с одним запуском (1967) (обзор альтернативной миссии пилотируемого облета Венеры)» . Блог Beyond Apollo @ Wired.com . Проверено 9 сентября 2016 г.
• Видео миссии на YouTube, смоделированное с помощью симулятора космического полета Orbiter.
• Пилотируемый пролет Венеры: пролет Аполлона «Радуйся, Мария» , статья в блоге «Неудачные шаги: космическая гонка, какой она могла бы быть».