Venus Express: مهمة ESA الأولى إلى كوكب الزهرة

Venus Express Stellar غامض

هذا رسم متحرك لـ Venus Express وهو يؤدي سحابة نجمية في كوكب الزهرة. (رصيد الصورة: ESA (الرسوم المتحركة بواسطة AOES Medialab))





كانت Venus Express أول مهمة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى كوكب الزهرة ، الكوكب الثاني من الشمس.

أمضت المركبة الفضائية التي يبلغ وزنها 2800 رطل ثماني سنوات وهي تدور حول الكوكب الذي يكتنفه الغيوم ، وتراقب الاتجاهات طويلة المدى في الغلاف الجوي ، وتستخدم الأدوات للتنظير تحت الغيوم إلى السطح. انتهت مهمته في ديسمبر 2014 بعد نفاد الوقود من المسبار.

وجدت المركبة المدارية بعض الأشياء المدهشة ، مثل وجود الشفق القطبي بدون مجال مغناطيسي لدعمها. بالإضافة إلى ذلك ، فقد راقب دوامة غريبة تدور حول القطب الجنوبي لكوكب الزهرة.



نجاح إعادة التدوير

في عام 2001 ، أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) دعوة لتقديم مقترحات لمهام جديدة بناءً على تكوين مركبتها الفضائية Mars Express. كانت Mars Express هي أول مهمة مستقلة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى كوكب آخر. على الرغم من فقدان مركبة الهبوط الخاصة بها ، بيجل 2 ، حقق المسبار نجاحًا علميًا كبيرًا منذ وصوله إلى الكوكب الأحمر في عام 2004.

اقترحت الهيئات الاستشارية ثلاثة احتمالات: Venus Express للتركيز على الزهرة ، Cosmic DUNE لسبر الغبار الكوني بين الكواكب ، و SPOrt Express للنظر في استقطاب الخلفية الكونية الميكروية للكون (أو دليل على الانفجار العظيم). بعد بعض الدراسات الفنية التفصيلية ، أوصت اللجنة الاستشارية لعلوم الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بالمتابعة مع Venus Express.

كما هو موضح في نشرة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ، فإن قلب Venus Express سوف يقترض بشكل كبير المفاهيم من Mars Express ، على الرغم من أنه سيكون هناك بعض التغييرات لمساعدة مهمة Venus على التعامل مع بيئة الإشعاع الأكثر قسوة على ذلك الكوكب. لتوفير التكاليف ، ستعتمد الأدوات بشكل أساسي على قطع غيار رحلات مارس إكسبريس أو روزيتا.



بفضل هذه التدابير الموفرة للتكاليف ، لم تكلف فينوس إكسبريس سوى 110 ملايين دولار (85 مليون يورو) عندما تم إطلاقها في 2005. وبالمقارنة ، كان الجزء المداري من مارس إكسبريس 195 مليون دولار (150 مليون يورو) في 1996 دولار.

انطلق Venus Express من بايكونور كوزمودروم في كازاخستان في 9 نوفمبر 2005. (تأخر مغادرة الأرض لبضعة أسابيع بسبب مشاكل مع الصاروخ).

بعد 80 دقيقة فقط من الإطلاق ، تم إطلاق المرحلة العليا من الصاروخ لوضع المركبة الفضائية في مسارها لاعتراض كوكب الزهرة بعد عدة أشهر.



تدور حول دفيئة

وصل فينوس إكسبرس إلى وجهته في 11 أبريل 2006 ، بعد نفث حوالي 250 مليون ميل (400 مليون كيلومتر) من الأرض. أطلقت المركبة الفضائية محركاتها لحرق مخطط لها مدته 50 دقيقة لإدخال نفسها في المدار. حدد المتحكمون أن المركبة الفضائية كانت في المكان الصحيح ، وأعدوها لعدة مناورات أخرى لوضعها في مدارها النهائي في مايو.

ستكون المهمة الرئيسية للمركبة الفضائية 486 يومًا على الأرض ، وهي بطول يومين على كوكب الزهرة . الكوكب لديه أبطأ دوران معروف في النظام الشمسي. نظرًا لبطئه الشديد ، لا يمكن للزهرة توليد مجال مغناطيسي مثل الذي لدينا على الأرض - على الرغم من أن كلا الكوكبين لهما قلب معدني.

تقدم كوكب الزهرة بيئة مليئة بالتحديات لهبوط المركبات الفضائية لأنها شديدة الحرارة. عند 870 درجة فهرنهايت (465 درجة مئوية) على السطح - حار بدرجة كافية لإذابة الرصاص - ماتت المركبات الفضائية التي وصلت إلى السطح في غضون دقائق.

من الأعلى ، يجب أن تمر المدارات من خلال إشعاع شديد مرارًا وتكرارًا. كما أن السحب التي تحبس الحرارة على كوكب الزهرة تجعل الكوكب غير قابل للاختراق من الملاحظات المرئية.

للحصول على المعلومات ، استخدم Venus Express أدوات قادرة على التصوير بأطوال موجية تتراوح من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء. كما كان به محلل بلازما ومقياس مغناطيسي وجهاز رادار لإجراء قياسات وملاحظات للغلاف الجوي والبيئة المحيطة.

هذه الصورة ذات الألوان الزائفة لميزات السحابة التي شوهدت على كوكب الزهرة بواسطة كاميرا مراقبة الزهرة (VMC) في وكالة الفضاء الأوروبية

هذه الصورة ذات الألوان الزائفة لميزات السحابة التي شوهدت على كوكب الزهرة بواسطة كاميرا مراقبة الزهرة (VMC) على فينوس إكسبريس التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. تم التقاط الصورة من مسافة 30 ألف كيلومتر في 8 ديسمبر 2011.(رصيد الصورة: ESA / MPS / DLR / IDA)

دوامة مزدوجة

أرسلت المركبة الفضائية صورها الأولى إلى الأرض بسرعة كبيرة. بعد يومين من دخوله المدار ، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أن Venus Express قد صورت القطب الجنوبي للكوكب - لأول مرة لمركبة فضائية.

لاحظت وكالة الفضاء الأوروبية أن الباحثين `` مفتونون '' بالدوامة التي تدور حول القطب والتي تشبه الدوامة المعروفة بالفعل بأنها تدور حول القطب الشمالي لكوكب الزهرة.

في يونيو ، قالت وكالة الفضاء الأوروبية إن فينوس إكسبرس وجدت دوامة جوية ثنائية العين في القطب الجنوبي. لم يكن العلماء متأكدين من سبب حدوث ذلك ، لكنهم أكدوا أنه كان مبكرًا في المهمة وقد يكتشفون ذلك بمرور الوقت.

في عام 2011 ، تعمق الاهتمام بالدوامة المزدوجة عندما أظهر Venus Express شكلها يتغير مرة واحدة على الأقل يوميًا. يظهر أحيانًا على أنه الرقم 8 أو الحرف S. تكهن العلماء بأن الهواء المتساقط من التيارات عبر خطوط الطول وإلى القطبين قد يقود الدوامات.

تطل على السطح

نظرًا لأن غيوم كوكب الزهرة كثيفة جدًا ، فعادة ما يتطلب الأمر أداة رادار لاختراقها والنظر إلى السطح. (هذه هي التقنية التي استخدمتها مركبة الفضاء ماجلان التابعة لوكالة ناسا لرسم خرائط 98 بالمائة من السطح خلال مهمتها من 1990 إلى 1994).

استخدمت Venus Express تقنية مختلفة أعطت معلومات عن السطح. في عام 2006 ، تمكن الباحثون من استشعار الحرارة القادمة مباشرة من القشرة المنصهرة للكوكب.

حرارة الأشعة تحت الحمراء قادرة على المرور عبر 'نوافذ' معينة في الغلاف الجوي للكوكب والهروب إلى الفضاء ، حيث التقطت المركبة الفضائية بصمتها. وهكذا تمكن الباحثون من إنتاج أول خرائط درجة حرارة شاملة للمهمة لنصف الكرة الجنوبي لكوكب الزهرة.

بحلول أيلول (سبتمبر) 2007 ، مرت فينوس إكسبرس 500 يوم في المدار وبدأت في مهمة ممتدة. على الرغم من بيئة الإشعاع المكثفة حول الكوكب ، كانت المركبة الفضائية في حالة جيدة وتبث معلومات جديدة حول الغلاف الجوي سريع التغير.

أظهرت الملاحظات الجديدة في ذلك الوقت أن هناك تحولات كل يوم في التيارات الهوائية لكوكب الزهرة. علاوة على ذلك ، اكتشف العلماء نظيرًا جديدًا (أو نوعًا) من ثاني أكسيد الكربون يُعتقد أنه يلعب دورًا في تأثير الدفيئة لكوكب الزهرة الذي يحافظ على ارتفاع درجات الحرارة على السطح.

التقط Venus Express هذا المنظر الحراري للأرض أثناء مراقبة الأشعة تحت الحمراء باستخدام جهاز VIRTIS الخاص به. يبدو الكوكب تقريبا

التقط Venus Express هذا المنظر الحراري للأرض أثناء مراقبة الأشعة تحت الحمراء باستخدام جهاز VIRTIS الخاص به. يبدو الكوكب 'مضاءً بالكامل' تقريبًا مع عدم وجود اختلاف عن مناطق الليل والنهار حيث لا يُرى سوى الإشعاع الحراري. منطقة أنتاركتيكا ، كونها أكثر برودة ، تولد إشارة أضعف.(رصيد الصورة: فريق ESA / VIRTIS.)

مواطن الخلل في بيئة مضطربة

في السنوات اللاحقة ، سعى Venus Express للحصول على دليل على البراكين (من خلال البحث عن ناتج بركاني مشترك ، وهو ثاني أكسيد الكبريت) ورصد الظواهر الغريبة مثل a الإعصار الذي يتغير شكله في كثير من الأحيان .

واستخدمت تقنية 'aerodrag' لدفع ألواحها الشمسية ضد خيوط الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، للحصول على قياسات أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك ، وجدت المركبة الفضائية دليل على وجود طبقة الأوزون في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة مشابه للغلاف الجوي على الأرض.

في مارس 2012 ، أصيب فينوس إكسبريس بالعمى مؤقتًا عندما غطت عاصفة شمسية ضخمة المركبة الفضائية بإشعاع أكثر من المعتاد. لم تتمكن كاميرات البداية ، التي ساعدت المركبة الفضائية على البقاء في الاتجاه الصحيح في الفضاء ، من رؤية أي نجوم.

لقد حدث الخلل من قبل ، ولكن قوة العاصفة أبقت المركبة الفضائية عمياء لأكثر من 40 ساعة - أطول بكثير من المعتاد. ومع ذلك ، تعافى Venus Express واستمر في الملاحظات.

ألغاز شفقية

بعد شهر واحد فقط ، وجد الباحثون ذلك من المحتمل أن ينتج كوكب الزهرة الشفق القطبي على الرغم من أن الكوكب لا يحتوي على مجال مغناطيسي. ساعد هذا في تفسير بعض الأضواء الليلية الغريبة على كوكب الزهرة والتي رصدتها المركبة الفضائية لسنوات.

لقد ثبت بالفعل أن كوكب الزهرة لديه `` ذيل مغناطيسي '' يحدث عندما تصطدم جزيئات من الشمس بغلافها الجوي المتأين ، وهو جزء من غلافه الجوي العلوي الذي يحتوي على أيونات مشحونة كهربائيًا.

مع فينوس اكسبريس باحثون وجدت إعادة اتصال مغناطيسي داخل الذيل التي خلقت فقاعة بلازما مغناطيسية كبيرة يبلغ عرضها حوالي 2100 ميل (3400 كيلومتر) وبقيت لمدة 94 ثانية.

بين يونيو ويوليو 2014 ، خضعت فينوس إكسبريس لحملة جريئة في الغلاف الجوي العلوي. كان الهدف من الدراسة هو معرفة المزيد عن خصائص الغلاف الجوي. كان هذا مثيرًا للاهتمام للمراقبين علميًا ، ولمساعدتهم على تصميم مركبة فضائية مستقبلية لزيارة كوكب الزهرة وربما الهبوط عليها.

لم يكن معروفًا في ذلك الوقت ما إذا كانت Venus Express ستنجو من المناورات ، لكن المركبة الفضائية انسحبت. حاول المراقبون استخدام وقودها لرفعه إلى مستوى أكثر أمانًا فوق الغلاف الجوي ، لكن المناورات جاءت قصيرة في نوفمبر عندما توقفت المركبة الفضائية عن الاستجابة للأوامر. بحلول ديسمبر 2014 ، قال المراقبون إن المهمة قد انتهت وأضافوا أن المركبة الفضائية من المحتمل أن تتفكك بشكل طبيعي في الغلاف الجوي في يناير 2015.

مصادر إضافية