苏联历史实验
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经过四个月的平静巡航,金星九号率先接近目标。1975 65438+10月15,金星9号在遭遇金星前一周进行了13.5米/秒的航向修正,以微调其轨迹。随后,轨道器将着陆器的电池充满电,将其内部温度提前到-10℃,然后释放下降舱。白天自己去金星。
(上图是金星接近时的规划过程。首先着陆器分离,然后轨道器进行偏转操作,在着陆器到达之前进入轨道。轨道飞行器将记录来自着陆器的数据,以便随后传输回地球)。
不久之后,轨道飞行器按计划进行了247.3米/秒的偏转机动,以调整其轨道到金星的另一侧。10年10月22日,当它还在加速接近金星时,金星9号轨道器启动KTDU-425A发动机,作出922.7m/s的制动机动,以34.1500 111700的倾角进入金星周围。
进入轨道后,轨道器开始接收并记录着陆器的数据。
65438+10月22日3时,金星九号着陆器以每秒10.7公里的速度撞击金星大气层,与当地水平面成20.5°角。在大约14秒的撞击后,载荷从大约170g的峰值降低到只有2 g,着陆器在65公里的高度展开了2.8米的降落伞。
随后,球壳与下部开裂,展开了更大的4.4m金属降落伞。11秒后,在60至62公里高度,速度降至每秒50米,壳体上部释放着陆器,着陆器随后展开3个4.3米降落伞。着陆器在下降过程中不断传输数据,最终在50公里(没错,50公里)的高度释放降落伞,自由降落在地面。
金星9号最终在北纬31.01,东经291.64的金星表面5:13着陆。它位于被称为贝塔区(beta zone)的高地东北部,比行星定义的“海平面”高出约2500米。着陆器立即开始用它的各种仪器进行测量,并将测量结果传送给远在头顶上的轨道飞行器。
结果显示,当地地面气压为85巴,温度为455华氏度,风速仅为每秒0.4至0.7米。飞机上的光度计读数显示,着陆时扬起了一团灰尘,但很快就散去了。
着陆器的远程相机立即开始连续扫描周围环境,传输过来的数据与其他数据混杂在一起。令人失望的是,其中一个长焦镜头未能按计划弹出,另一个却按计划传回了数据。
结果表明,当太阳在地平线以上54度时,有足够的光线进行成像。1972年,金星8号遇到的较暗情况是在太阳距离地平线只有5度的时候测得的。所以金星9号最终证明了泛光灯不是必须的,只要着陆器白天在金星上着陆就可以了。
从提供地平线视图的图像和着陆器上的倾角仪进行的测量显示,金星9号降落在一个坡度为15至20的山坡上,由于表面不平坦,着陆器本身倾斜了10至15。
金星9号着陆器如何在金星表面着陆的示意图。
着陆器持续从表面发射信号,直到着陆后53分钟,着陆器内部温度达到60℃时,轨道器才远离它。然后,轨道器转向地球,将记录的着陆器数据传输给焦急等待的苏联科学家和工程师。
金星9号从金星表面返回的全景。尽管其中一个长焦相机出现了问题,但着陆器的任务仍然取得了巨大成功。
当金星9号轨道飞行器已经在轨道上时,它的姐妹星金星10正在快速接近金星,以重复其前任的壮举。1975 10 10月18日,金星10进行了9.7m/s的最终航向修正,五天后释放了其下降模块。然后轨道器进行了242.2m/s的偏转燃烧,使其进入环绕金星的轨道。
10年10月25日,金星轨道器10进行了976.5m/s的制动机动,进入1400 114000km的初始轨道,倾角为29.50。
金星10最终降落在北纬15.42,东经291.51的56438+07。着陆点在金星9号着陆点以南约2200公里。探测器发现大气表面状况与之前的着陆点相似:大气压为91巴,温度为464,风速为每秒0.8至1.3米。
不幸的是,金星10着陆器经历了和它的姐妹一样的故障,其中一个长焦相机的盖子在着陆后未能弹出。另一台长焦相机真的工作了,发回了一系列全景图,展示了新着陆点完全不同的地形类型。
着陆器继续传输数据,直到65分钟后轨道飞行器离开。也就是说,金星10着陆器的工作时间超过了65分钟。
金星9号着陆器返回的图像显示了充满棱角的岩石景观,几乎没有灰尘或侵蚀的迹象。显然,这是一个地质活跃的年轻山区。对岩石密度和成分的测量表明,它们是玄武岩,是地球上最常见的岩石类型。
金星10着陆器拍摄的照片显示,着陆器降落在起伏的平原上,基岩裸露在地面上,地面上可见风化颗粒。着陆器本身降落在一个3米长的板上,该板使着陆器向后倾斜8度。虽然对现有岩石的分析表明,玄武岩成分的反照率约为0.06,与金星9号观测到的结果相似,但这显然是一个更古老的被侵蚀的景观。
金星轨道飞行器继续从上面研究金星。金星9号最终进入周期为48小时18分钟、倾角为34.15°的轨道,并将轨道调整为1510 12200 km。它开始了对金星的长期研究。金星轨道器10进入1620 113900 km轨道,倾角29.5°,周期49小时23分钟。
两个轨道器都继续观测金星,直到进入轨道后约三个月,发射器故障使两者都无法再次观测。
两项任务于3月26日正式公布,1976。虽然金星-9和金星-10可能不会像一些人希望的那样运行很长时间,但它们提供了对金星及其周围环境的第一次长期观察,而不是美国和苏联之前的金星任务提供的短暂飞行快照。
结合着陆器的成就,金星9号和10任务显然是苏联有史以来执行的最成功的行星探测任务。它提供了关于我们姐妹星球的宝贵数据,它已经取得了领先美国海盗1的两个历史第一。
两个“第一”是:
第一个成功环绕另一颗行星的轨道飞行器,第一个发回另一颗行星表面图像的着陆器。
金星轨道飞行器10绘制的一小部分金星表面的图像。
金星9号轨道飞行器传回的图片显示了金星在紫外线和紫外光照射下的云层。
关于昨天金星9号的50公里自由落体。
我找到一篇太空史专家的文章,里面说:
美国东部时间10月22日3时58分,Venera 9着陆器以每秒10.7公里的速度撞击金星大气层,与当地水平线成20.5°角。大约654 38+04秒后,载荷从峰值170 G下降到只有2 G,2.8米的减速伞在65千米的高度展开。然后球形的空气壳裂开,下半部分被允许落下,同时一个更大的4.4米的金属降落伞被展开。65438 +01秒后,在60到62公里的高度上,速度现在下降到每秒50米,aeroshell的上半部分释放了着陆器,然后着陆器部署了三个4.3米的降落伞。着陆器在下降时继续传输数据,最后在50公里的高度切断降落伞,自由降落到地表。
最后一句话至关重要:“着陆器在下降时继续传输数据,并最终在50公里的高度切断降落伞,以自由落体的方式到达地表。”,翻译为:“着陆器在下降过程中不断传输数据,最终在50公里的高度剪断降落伞,自由降落在地面上。”
而且令人着迷的是,根据文章所述,在60公里的高度展开三个4.3米的降落伞,然后就没有降落伞可供自由落体了,所以我极其怀疑作者对高度有任何误解。
文章链接:/2015/10/22/Venera-9-and-10-to-venus/
先说金星11和12。
金星9号和10的大部分成功已经证明了4V-1探测器的优越性。在自得其乐的同时,拉沃奇金科研生产联合体的工程师们开始修复最后两个问题,以便拍摄更多的金星表面照片,让着陆器在表面工作更长时间。
与苏联人相比,美国人在探索金星时就像青蛙一样。苏联一戳,它就动。别戳,别动。比如苏联连续五六次发射失败,美国人发了水手2号撇油器,任务成功。之后,苏联终于摆脱了失败的魔咒。金星4号首次成功,美国发出水手5号,再次成功。现在,苏联的金星9号和金星10号第一次环绕金星,第一次在表面拍照。美国人在1978年执行了两次任务:金星-先锋1和2号,1瞄准轨道,2号瞄准着陆。
5月20日1978,金星-先锋1成功发射,7月1980插入金星轨道。
1978年8月8日,金星-先锋2号发射成功。它携带一个大探测器和三个小探测器,它们是分开的,从不同的位置穿透金星的大气层。虽然只能打到金星表面,但也发回了有用的数据。
当美国人“摸着熊过河”的时候,苏联在1978金星窗口即将关闭的时候,决定再发射两颗金星探测器。这次恐怕是被美国人刺激到了。因为当时金星转移的条件并不好——按照轨道计算,这个发射窗口并不是绕金星轨道飞行的好机会,因为这些飞行器到达时的动能将是金星10的三倍。
为了减少减速带来的额外燃料消耗,苏联工程师决定不采用轨道器-着陆器方案,而是将轨道器变成飞行平台。
飞行平台首先与着陆器分离,然后沿双曲线轨道飞越金星。在指定位置附近,飞行平台可以接收到着陆器的信号,飞行平台会将信号发回地球。
飞行平台装有深空和金星飞越的仪器;
(1)30-166纳米极紫外光谱仪
(2)复合等离子体光谱仪
(3) Konus伽马射线爆发探测器
(4)Snegγ射线爆发探测器
(5)磁力仪
(6)4个半导体计数器
(7)2个气体排放计数器
(8)4个闪烁计数器
(9)半球形质子望远镜
可见飞行平台也是为太空观测而设计的。它将在飞越金星后继续执行科学研究任务。
(当年的邮票)
因为飞行平台的结构与金星9和10一致,所以工程师在飞行平台上不用太辛苦。真正的大头还在着陆器上。
着陆器的基本设计与金星9号和金星10相似:球形机身,一系列支柱安装在环形着陆平台上。顶部有一个盘式气动制动器和一个圆柱形塔。
着陆器配备了全景彩色成像系统。其他仪器包括用于测量金星大气成分的气相色谱仪、用于研究散射太阳辐射和土壤成分的仪器、土壤穿透器、温度、压力和风传感器、加速计和用于测量大气排放的格罗查装置。
外球包裹整个着陆器,由两种材料组成:KG-25是高温聚氨酯泡沫,PTKV-260是成分不明的高温隔热罩(可能是蜂窝复合材料,现在不为外人所知)。
为了给地面实验留出更多空间,降落伞系统简化为飞行引导伞、在云底(49公里)切断的单层下降伞和最后使用的超音速制动伞。
具体来说,下降舱和内部的着陆器包括研究云层、大气和金星表面的实验:
(1)背散射浊度计
(2)质谱仪
(3)气相色谱仪
(4)X射线荧光光谱仪
(5)360°扫描光度计
(6)分光计(430-1170纳米)
(7)麦克风/风速表
(8)千赫无线电传感器
(9)4个温度计
(10)3个气压计
(11)加速度计
(12)PROP-V贯入仪
(13)土壤分析装置
(14)2个彩色摄像头
这次4V-1有很多新的乐器。比如安装在着陆环上的土壤取样分析装置(也就是图中的土钻摘要)。
它将在着陆场钻探样本,并将土壤样本送到分析室进行分析。
另一个例子是质谱仪:
它有一个复杂的一米进气系统,避免像金星9号的质谱仪一样被云物质污染。它使用一个进气阀,在很短的时间内打开一个大面积,将云物质吸入质量分析器。而且,要在云层和子云层下面很远的地方才会被激活。
金星9和10的测光结果显示金星白天光线很强,不需要探照灯,所以在新4V-1中删除了探照灯。
另外金星9,10相机镜头盖没有完全打开是一个很大的遗憾。为此,工程师们想了各种办法,最后使用了火工品的手段。即落地后,镜头盖会被炸药炸开,而不是像以前那样被弹簧机构弹出。在地面测试中,这种镜头盖释放机构表现良好。
下降舱还带有一个任务纪念徽章——和上次任务一样。
金星11发射于0978年9月9日03:25:39 UTC。经过9月16和2月17两次中途修正后,下降舱于2月23日1978与其飞行平台分离。
12年2月23日,着陆器释放后,飞行平台继续沿日心轨道掠过金星。1978 65438+2月25日,海拔约34000公里,飞行平台离金星最近。这个飞行平台在95分钟内充当着陆器的数据中继,直到它飞出着陆器的视线。
2月25日,11.2km/s,着陆器进入金星夜间大气层。在下降过程中,它首先使用空气动力制动,然后使用降落伞制动,最后使用大气制动。随着大气深度的增加,飞船着陆速度从50m/s减速到8m/s。
终于在1小时2月25日03: 24在地面软着陆,没有激起任何尘埃。登陆点南纬14,东经299。信息按计划传输到飞行平台。
有时候,成功就是这么无聊…
(未完待续)