Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Ambisiøs utforskning av Venus

Av Øyvind Guldbrandsen

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 15. årgang, nummer 55, juli-september 1985, sidene 55-58 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

Mens vi har levd vårt jordiske liv, har Venera 15 og 16 fortsatt radarkartleggingen av Venus' nordpolområde og avdekket hittil totalt ukjente områder på størrelse med kontinenter. Det store som har skjedd er imidlertid oppskytingen av to nye sovjetiske Venus-sonder i desember 1984, de mest avanserte hittil. For første gang har instrumentbærende ballonger svevd i atmosfæren til en annen planet. I tillegg ble to landingssonder landsatt. Modersondene fløy forbi Venus og er nå på vei mot Halleys komet. En rekke andre svært interessante prosjekter er dessuten på trappene.

De nye Venus-sondene har fått navnet VEGA 1 og 2 (sovjetisk forkortelse for Venus-Halley). Romsondeprosjektet er det mest internasjonale hittil. Vitenskapelige instrumenter fra flere østblokkland og vestlige land er medbrakt. I alt 20 radioteleskoper rundt om på Jorda har vært med på å hente ned data fra ballongene og modersondene. Blant dem er antennene i USAs Deep Space Network (DSN). Det er tre 64-metersantenner plassert i henholdsvis Australia, California og Spania slik at det meste av himmelen er dekket til enhver tid. Innen Voyager 2 passerer Neptun i 1989 vil diametrene bli økt fra 64 til 70 meter. Både Frankrike og USA har mottatt, lagret og bearbeidet data fra VEGA-sondene.

Oppskytingen av sondene foregikk henholdsvis 15. og 21. desember 1984 fra Tjuratam, Kazakhstan. Som bærerakett ble Proton (versjon D-1-e) brukt. Dette er den kraftigste bærerakett-typen Sovjetunionen har i operativ bruk.

Blant annet fordi så mange land var involvert, ble oppskytingene overført på fjernsyn. Det var første gang offentligheten fikk se bilder av den hittil så hemmeligholdte Proton-bæreraketten. Her må nevnes at den har vært brukt til utallige oppskytinger helt siden midten av 1960-årene, blant annet til Sond-ferdene, alle måne- og planetsonder siden 1970 (unntatt Venera 7 og 8) og til Saljut-romstasjonene. Lasteevnen på inntil 23 tonn til lav jordbane er ikke så langt fra romfergens 29,5 tonn. Den kan akselerere 6 tonn til unnslipningshastighet, det dobbelte av USAs Titan 3E/Centaur (brukt til oppskytinger av Viking og Voyager).

Ferden til Venus tok nesten 6 måneder. Kapselen fra VEGA 1 braste inn i Venus-atmosfæren 10. juni 1985, etter å ha blitt koblet fra modersonden. Sistnevntes rakettmotor sørget deretter for en baneendring bort fra en kollisjonskurs mot Venus. Sonden svingte inn bak planeten i en slik avstand at Venus' gravitasjonsfelt sendte den inn i en bane mot Halleys komet. Opprinnelig var det ikke planen at sondene skulle ha noen videre oppgaver etter Venus-passeringen. Man oppdaget imidlertid (lenge før oppskytingene) at Halleys komet ville komme gunstig inn «bak» Venus, og besluttet å omdirigere modersondene mot kometen.

Kapselen som inneholdt både landeren og ballongen med instrumentgondolen kom inn i atmosfæren i omtrent 125 km høyde med en hastighet av over 11 km/s. Det kuleformede varmeskjoldet sørget for første del av nedbremsningen. I 64 km høyde begynte fallskjermsystemet å tre i funksjon. Ballongen ble skilt fra landingssonden og seilte sin egen vei mens landeren fortsatte nedover. Siste del av nedbremsningen skjedde med en ringformet flate rundt landeren. Med fallskjerm i bruk hele veien nedover de siste 50 km ville det ta så lang tid at sonden ville blitt overopphetet og ødelagt før den traff bakken, noe som ikke ville vært særlig populært.

Da VEGA 2 kom fram til Venus 4 døgn etter den første sonden, foretok den tilsvarende operasjoner. Begge sondene var omtrent like. Landingskapslene var av samme konstruksjon som de Venera 9 til 14 benyttet. Av disse hadde Venera 9, 10, 13 og 14 med kameraer for overflatefotografering, Venera 13 og 14 tok til og med detaljerte fargebilder. Disse seks bildene er de eneste vi har fra Venus-overflaten. Dessverre hadde ingen av VEGA-landerne med utstyr for fotografering. Årsaken er kanskje at ballongene opptok for mye plass og/eller masse.

Instrumentene i landingskapslene var et gammastrålespektrometer og et røntgenstrålefluoriscerende instrument som gjorde at man fikk informasjon om radioaktiviteten i overflaten ved landingsstedene og dens kjemiske sammensetning. Trykket ble målt til 100 atmosfærer og temperaturen til 480 °C. Disse ekstreme forholdene tok knekken på radiosenderen i landingskapselen til VEGA 1 etter 21 minutter. Ingen landingskapsler på Venus har overlevd med enn 1,5 timer. Radiosignalene fra landerne ble sendt til modersondene og deretter overført til ventende forskere på Jorda.

Sett fra Jorda var det «halv-Venus» da sondene passerte Venus. Ballongene ble sluppet ned i atmosfæren henholdsvis klokken 24 og 01 «lokal Venus-tid» over ekvator, det vil si på nattsiden nær Venus-randen sett fra Jorda. Ballongene overførte data i 46 timer. I løpet av denne tiden beveget de seg 1/3 av avstanden rundt planeten, det vil si omtrent 13 000 km. (VEGA 1s ballong 10.-12. juni 1985 og VEGA 2s 15.-17. juni.) Man var på forhånd usikre på om de ville tåle overgangen til solsiden, men de beveget seg til meridianene 30 og 45° fra terminator (skillet mellom natt og dag) før et eller annet gjorde at de sluttet å sende. Batteriene i instrumentgondolene var forventet å skulle vare i 60 timer, men det er sannsynlig at de ble overopphetet og derfor sluttet å fungere.

Ballongene var fylt med helium og hadde hver en diameter på 3 meter. Hver av instrumentgondolene hadde en masse på 6,3 kg og hang 12 meter under ballongene. Den lange vaieren skulle hindre at instrumentgondolene ble kastet like hyppig fram og tilbake som selve ballongene. Hver gondol inneholdt termometer, barometer, instrumenter for måling av vertikale vinder, fotometer for å registrere lys samt et nefelometer som ble brukt til å måle tettheten i skydekket.

Ballongene svevde i en høyde av cirka 54 km over overflaten. I denne høyden er atmosfæretrykket omtrent 60 % av hva det er ved havoverflaten på Jorda. Temperaturen ble målt til 37 °C. Ved å måle dopplerforskyvningen ble vindhastigheten målt til rundt 260 km/t i 54 km høyde. Med interferometrimålinger ved hjelp av to radioteleskoper som står langt fra hverandre, kan man bestemme en radiokildes posisjon meget nøyaktig. Radiokildene var i dette tilfellet radiosenderne i ballongenes instrumentgondoler. Ved dessuten å måle dopplerforskyvningene kunne man få en del informasjon om vinder og turbulens. Ut fra slike målinger så det ut til at VEGA 1-ballongen befant seg i mer turbulente områder enn den fra VEGA 2.

Man fikk ytterligere informasjon om atmosfæren da VEGA 2-modersonden forsvant bak planeten. Dette foregikk ved å studere hvordan radiosignalene endret seg etter hvert som de passerte gjennom stadig tykkere lag av atmosfæren.

I motsetning til fra landerne, foregikk dataoverføringen fra ballongene direkte til Jorda. Radiosenderne var på bare 2 W og sendte med en hastighet på bare 4 biter per sekund. (Til sammenligning kan nevnes at Mariner 4 overførte med en hastighet på 10 biter per sekund ved Mars i 1964, mens Voyager-sondene 15 år senere sendte 128 000 biter per sekund fra Jupiter.) Det var ikke helt uproblematisk å finne de to 2-wattssenderne i all bakgrunnsstøyen i radioområdet. En metode som ble benyttet var å peile inn posisjonen meget nøyaktig ved hjelp av interferometri, og deretter rette inn et radioteleskop mot sonden og ikke all støyen. En annen metode som blir brukt er å sende og ta imot signalene i et så smalt frekvensområde at all støyen bare blir holdt utenfor. Her kom avansert vestlig teknologi inn i bildet.

Ifølge opprinnelige planer skulle ballongene være franske, men dette ble senere endret. Franske forskere har fått satt noen instrumenter på sondene, noe de har gjort helt siden Mars 3 i 1971.

Hvor lenge de tause ballongene vil sveve over Venus er uvisst. Etsende syrer i atmosfæren vil ganske snart ødelegge dem. Et av problemene konstruktørene stod overfor var å finne et motstandsdyktig stoff som ballongene kunne lages av. På Venus regner det svovelsyre (her kan man virkelig snakke om sur nedbør), men som regel fordamper det før overflaten nås.

Det vil ta lang tid før det blir «dag» hos VEGA-landerne. Venus bruker 243 jordiske døgn på å rotere en gang rundt seg selv, noe som er over ett Venus-år. Til gjengjeld beveger planetens skydekke seg én gang rundt den i løpet av noen få jorddøgn, noe som forklarer ballongenes høye hastigheter i atmosfæren.

Hittil ser det ut til at VEGA-prosjektet har vært meget vellykket - heldigvis. Dette har imidlertid ikke alltid vært tilfelle med sovjetiske romsonder.

Utforskningen av Venus med romsonder ble innledet med en sovjetisk oppskyting i 1961. Romsonden hadde rett kurs mot Venus, men etter noen uker ble den plutselig taus. Det ble lenge lett etter den med store radioteleskoper, til ingen nytte. Ingen hørte noe fra den da den etter noen måneder passerte Venus og gikk inn i bane rundt Solen. Sonden fikk navnet Venera 1.

Enda verre gikk det med USAs første forsøk - Mariner 1. Kort etter oppskytingen kom Atlas-bæreraketten ut av kurs (den skulle østover, men vi må nok heller si dette gikk rett vest), og måtte sprenges i småbiter.

Mariner 2 i samme oppskytingsvindu var derimot meget vellykket, faktisk den første vellykkede planetsonde i det hele tatt (1962).

Samme skjebne som hadde rammet Venera 1, kommunikasjonssvikt, rammet også etterfølgerene Venera 2 og 3. Man måtte vente til 1967 og Venera 4 før man fikk de første signaler fra en atmosfærekapsel på vei nedover mot Venus-overflaten hengende i en fallskjerm. Noe lignende ble gjentatt i mai 1969 med Venera 5 og 6, som begge var meget vellykkede, men det var først med Venera 7 en sonde overlevde hele veien ned til overflaten. Det skjedde i 1970. Den sendte signaler om forholdene på overflaten i 23 minutter.

Med Venera 8 i 1972 fikk man for første gang landet en kapsel på planetens dagside. Dette var for øvrig en ny og mer avansert konstruksjon enn forgjengerne. I motsetning til Sovjetunionen, sendte USA sine Venus-sonder, Mariner 2, 5 og 10, forbi Venus uten å prøve å lande instrumentkapsler.

I tillegg til de nevnte Venera-sondene har Sovjetunionen gjort flere forsøk hvor nyttelasten enten ikke har kommet så langt som til parkeringsbane rundt Jorda, eller ikke ut av denne.

Når det gjelder Sovjetunionens Mars-program, må det sies å ha vært en fantastisk fiasko. Av 10 forsøk i 1960-årene kom ingen helt fram. Da Proton-bæreraketten ble tatt i bruk, sendte man i 1971 av gårde to 4,5 tonns romsonder, Mars 2 og 3. Alle tidligere Mars- og Venus-sonder hadde hatt masser på 640-1200 kg. Mars 2 og 3 var Sovjetunionens motstykker til USAs Viking, men ingen var særlig vellykkede. Ingen av landerne sendte signaler fra overflaten i mer enn 20 sekunder, antakelig på grunn av mislykkede landinger i den voldsomme støvstormen som da raste på Mars. Kretsløpsondene virket en tid, men med dårligere bilder enn fra Mariner 9 som gikk i bane samtidig.

I 1973 skulle så Mars 4 og 5 inn i bane rundt Mars, mens Mars 6 og 7 skulle lande. Bare Mars 5 kan regnes som noe vellykket. Mars 6 krasjet eller veltet, som Mars 2 og 3, mens Mars 4 og 7 fløy forbi og gikk inn i solbane. Dermed var det inntil videre over og ut for Sovjetunionens Mars-prosjekter. Myndighetene var nok lut lei av å bevilge penger til noe det aldri ble noe av.

Sovjetunionens «Viking-prosjekt» måtte derfor isteden gå til Venus. Og Venera 9 og 10 ble virkelig meget vellykkede. Noen måneder før Viking-sondene landet på Mars i 1976, landet de to store instrumentkapslene på Venus og tok de første bildene fra Venus-overflaten. Modersondene gikk inn i Venus-bane og tok bilder av skydekket i ultrafiolett. Man mente data kunne vært mottatt lenger fra landingskapslene hvis ikke modersondene, som virket som relestasjoner, hadde forsvunnet under horisonten (sett fra landingsstedene) så fort.

På Venera 11 og 12 sendte man derfor modersondene forbi planeten. Denne gangen sviktet imidlertid kameraene i begge landingskapslene, og ingen bilder ble derfor overført til Jorda.

Det foreløpige høydepunktet på dette området ble nådd i 1982 med fargebildene Venera 13 og 14 sendte fra Venus-overflaten. Her ble det også foretatt avanserte overflateundersøkelser. Den amerikanske sonden Pioneer Venus Orbiter hadde da helt siden 1978 drevet en grov radarkartlegging av Venus-overflaten, som jo er helt skjult av skyer. Landingsstedene ble plukket ut på grunnlag av disse dataene.

I 1983 var det Sovjetunionens tur med radarsonder. På Venera 15 og 16 ble landingskapslene erstattet med radarutstyr. Radarbildene er de beste hittil av Venus. Amerikanske eksperter mener imidlertid at så avansert radarutstyr burde gi bedre bilder enn det man har fått. Sondene er nå formelt ferdige med sine oppgaver, selv om det er meldt at Venera 16 ennå er aktiv. Hele nordpolområdet og store deler av den nordlige halvkule på Venus er kartlagt. Banen til Pioneer Venus Orbiter har så lav inklinasjon at den ikke kan kartlegge polområdene.

Som nevnt er VEGA-sondene nå på vei mot Halleys komet. Passering av den vil skje i mars 1986, noen døgn før ESAs Giotto kommer fram. Fordi det er vanskelig å beregne en komets bane nøyaktig, vil Giotto få hjelp av data fra VEGA-sondene til å komme så nær kometkjernen som mulig. Man håper å nå ned i en minsteavstand på 500 km. To japanske sonder er også på vei.

På grunn av manglende bevilgninger ble det ikke noe av planene om en amerikansk Halley-sonde. En amerikansk sonde som siden 1978 har oppholdt seg mellom Jorda og Sola er imidlertid blitt dirigerte bort fra denne posisjonen. Etter en rekke kompliserte manøvre med flere nære forbiflyvninger av Månen, passerte den 11. september 1985 gjennom halen til kometen Giacobini-Zinner. Sonden, hvis opprinnelige navn var International Sun-Earth Explorer 3 (ISEE 3), ble i anledning forbiflyvningen av Giacobini-Zinner omdøpt til International Comet Explorer (ICE). Denne sonden har imidlertid ingen kameraer om bord, som Giotto og VEGA-sondene.

Fordi Halleys komet vil passere forholdsvis nær Venus, vil man observere kometen med det ultrafiolette spektrometret om bord i Pioneer Venus Orbiter. Dessuten er det planlagt en romfergetur i mars 1986 for observasjoner av Halleys komet.

USA har sendt fire instrumentkapsler, tre små og en stor, ned gjennom Venus-atmosfæren, alle i 1978. De var bare beregnet på å sende data om atmosfæren på vei ned mot overflaten, selv om en av dem fungerte i 67 minutter etter å ha nådd overflaten. Bare den store kapselen hadde fallskjerm og et varmeskjold som kunne kobles fra.

En sterkt modifisert utgave av denne atmosfæresonden vil i mai 1986 bli sendt mot Jupiter sammen med Galileo-sonden. Noen døgn tidligere vil ESAs Ulysses (tidligere International Solar Polar Mission, ISPM) også bli sendt mot Jupiter, men ikke for å gå inn i bane rundt planeten, slik Galileo skal gjøre i 1988. Isteden vil den passere over eller under Jupiter og slynges ut i en bane over Solens poler.

Neste amerikanske romsondeprosjekt blir Venus Radar Mapper (VRM), en forsinket billigutgave av Venus Orbiting Imaging Radar (VOIR). VRM skal skytes opp i 1988 og fra bane rundt Venus kartlegge 90 % av overflaten med en oppløsning på 1 km, enkelte deler med en oppløsning på 200-300 meter. En høydemåler skal kunne måle høyder på overflaten med en nøyaktighet på 30 meter.

Sovjetunionen har offentliggjort planer om en ny Venus-sonde i 1991. Her vil det bli sluppet ned en instrumentkapsel som skal begynne å ta bilder i flere kilometers høyde, før den når ned til overflaten. Modersonden samt en annen sonde vil fortsette til hver sin asteroide.

Når det gjelder videre ballong/radar-sonder, anses Saturn-månen Titan som et meget ønskverdig mål. Man snakker om en amerikansk-europeisk ferd i 1990-årene kalt Cassini. Den kan for eksempel bringe med en ballongsonde som kan sendes ned i Titan-atmosfæren, og en radar for kartlegging av Titans overflate. Som modersonde kan man her tenkes å bruke reservesonden til Galileo, eller en sonde av typen Mariner Mark II (MMII). Flere MMII-sonder vurderes sendt mot diverse kometer og asteroider, muligens også mot Uranus og Neptun, i 1990-årene.

USA skal i 1990 sende en sonde inn i Mars-bane for observasjoner av atmosfæren, to år etter en nokså ambisiøs sovjetisk sonde for utforskning av Deimos og Phobos.

Både Sovjetunionen og USA sysler med planer om å sende en sonde inn i en polbane rundt Månen. Det har også vært kontakt mellom NASA og ESA om et mulig samarbeid om en slik sonde.

Ser vi på utviklingen gjennom tidene, ser vi at særlig for USA har det vært en sterk nedgang i oppskytingsfrekvensen, faktisk har de ikke skutt opp én eneste planetsonde siden 1978. Dette vil imidlertid rette på seg i årene som kommer. Vi ser også at ferdene som planlegges etter Galileo vil bli betydelig billigere med enklere sonder enn de man hadde, og ikke minst planla, i 1970-årene. Ny teknologi gjør at slike sonder til tross for dette vil gi store mengder nye opplysninger. En annen følge av ny teknologi er økte sjanser for vellykkede ferder, mens man i romfartens barndom var plaget av mange mislykkede sonder.

En hyggelig utvikling de siste årene på dette området er det økte internasjonale samarbeidet forskerne imellom. Mange mener dette kan bidra til å bedre de politiske forhold og senke den internasjonale spenningen. Vi får håpe det ikke kommer politikere inn i bildet som skaper problemer.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

På tegningen svever en av VEGA-ballongene i Venus-atmosfæren. En infrarød stråle sendes ut fra instrumentgondolen for å undersøke egenskaper ved skydekket.

Dette bildet fra en fjernsynsskjerm viser oppskytingen av VEGA 1 med Proton-bæreraketten. Proton er Sovjetunionens kraftigste operative bærerakett og har vært i bruk siden 1965. Dette var imidlertid første gang landet offentliggjorde bilder av hele bæreraketten, noe som trolig har sammenheng med at sovjeterne har tilbudt andre land og organisasjoner oppskytinger med Proton. Fjernsynsoverføringen fra oppskytingen må derfor ses på som et ledd i markedsføringen av Proton-bæreraketten i Vesten.

Bildet viser en ballong av samme type som de to VEGA-landerne utplasserte i Venus-astmosfæren i juni 1985. I bakgrunnen til høyre ses en modell av en hel VEGA-sonde.

Modell av VEGA-landingskapsel i det gjennomskårne beskyttelsesskjoldet.

En tekniker er her i ferd med å gjøre en justering på en av VEGA-sondene. I forgrunnen ses kameraplattformen som skal brukes til å ta bilder av Halleys komet. Oppe til høyre, i bakgrunnen, er en av ballongene som ble løslatt i Venus-atmosfæren.

En bildemosaikk av nordpolområdet på Venus sammensatt av radarbilder fra Venera 15 og 16. Sirklene angir breddegrader med et mellomrom på 2°, mens linjene ut fra sentrum er lengdegrader med 30° mellomrom.

Denne radarmosaikken fra Venera 15 og 16 dekker en del av det store platået Lakshmi Planum (til venstre), som en gang ble oversvømmet av lava. Til høyre ses det grovskårne fjellområdet Maxwell Montes, som ligger minst 6 km høyere enn Lakshmi Planum. Helt til høyre ses et krater i Maxwell-fjellene, Cleopatra Patera, med en diameter på 100 km. Den konsentriske rekken av sprekker (markert av to små, svarte piler like til venstre for midten) tyder på at overflaten sprer seg, mens de høye toppene i Maxwell-fjellene antyder en sammenpressing. Sovjetiske geologer mener dette områder inneholder noe av det yngste terrenget man kjenner på Venus.

Denne tegningen viser ett forslag til en sonde av typen Mariner Mark II, beregnet på utforskning av en komet. (NASA/JPL)

 
Neste artikkel | Alle NOR 1985 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.