| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Венера
| |||||
 Исследователи |
|||||
"Venus Express" |
Страница:
КА "Venus Express" (Part #1, Part #2), Выход на орбиту, 2 года у Венеры,
Гидроксил на Венере, Действующие вулканы?,
Геология, Вулканы и ионосфера,
Японский Akatsuki (Part #1, Part #2);
|
|
Венера - кривое зеркало Земли
Космические исследователи Венеры На орбите вокруг Венеры
Сигнал бортового передатчика, излучаемый бортовой ненаправленной антенной LGA1, принимался на 70-метровую антенну американской Сети дальней связи под Мадридом, и по изменению его частоты было видно: двигатель работает, скорость снижается. В конце 28-й минуты Venus Express 'скрылась' за Венерой, и в течение 10 минут связи не было совсем. В 07:55 сигнал аппарата появился вновь: он вышел из-за Венеры. А еще через 12 минут на Земле получили подтверждение того, что маршевый двигатель станции выключился, - он обеспечил приращение скорости 1251 м/с.
Итак, КА захвачен гравитационным полем Венеры и вышел на орбиту вокруг нее! После этого автоматически включилась автономная программа по поиску и захвату Солнца, а затем антенна высокого усиления HGA2 была сориентирована на Землю для установления полноценной связи. Первая телеметрия с КА была получена в 09:19 UTC. Venus Express, первая европейская станция для исследования Венеры, успешно прибыла к цели - как и ее 'собрат' Mars Express, выведенный на орбиту вокруг Марса в декабре 2003 г. Европейский зонд Huygens исследовал спутник Сатурна Титан в январе 2005 г., станция Rosetta запущена к комете Чурюмова-Герасименко, а экспериментальный аппарат SMART-1 завершает свою работу на окололунной орбите.
'После выхода Venus Express на орбиту вокруг Венеры ЕКА является единственным космическим агентством, которое в настоящее время одновременно исследует четыре планеты Солнечной системы: Венеру, Луну, Марс и Сатурн [Cassini, совместно с NASA]', - сказал после успешного завершения операций по выводу аппарата на орбиту директор научных программ ЕКА профессор Дэвид Саусвуд (David Southwood). А генеральный директор ЕКА Жан-Жак Дордэн отметил: 'Чтобы лучше понять возникновение и эволюцию Земли, мы должны исследовать другие планеты*, в частности те, которые имеют атмосферу. Мы изучали Титан, продолжаем исследовать Марс: Изучение Венеры и ее комплексной атмосферы поможет нам лучше разобраться в тех процессах, которые управляют эволюцией атмосферы на планете и изменяют климат. Благодаря этим знаниям мы будем больше знать о том, что происходит в атмосфере нашей собственной планеты'. ПОЛЕТ "ЭКСПРЕССА" К ВЕНЕРЕ Свою первую проверку на межпланетной трассе Venus Express прошла с 9 по 11 ноября 2005 г. Этап ввода станции в эксплуатацию продолжался до 15 декабря 2005 г. За это время бортовые системы и все семь приборов КА были протестированы и откалиброваны. 18 ноября аппарат развернул штангу магнитометра. 22-23 ноября спектрометр VIRTIS и камера VMC провели с расстояния 3.5 млн км съемку Земли и Луны, а 25 ноября пришел черед спектрометра SPICAV. В первую неделю декабря по заложенной на борт программе в автономном режиме - вне сеансов связи - проводились комплексные наблюдения различных небесных объектов (Солнце, Сириус и т.д.) для калибровки научной аппаратуры. 4 декабря был в первый раз включен планетарный Фурье-спектрометр PFS, а 9 декабря - анализатор космической плазмы ASPERA-4. Замечаний выявлено не было, за одним, но важным исключением: прибор PFS работать отказался. Точнее, его сенсорный датчик был в полном порядке, но сканирующее устройство застряло в закрытом положении! После нескольких попыток сдвинуть его с места было решено, что механизм не работает из-за низкой температуры. Кроме того, ни 10, ни 11 декабря не удалось проверить ультрастабильный генератор для радиоэксперимента VeRA - возникли проблемы на приемной станции Нью-Норсия в Австралии. 14 декабря шесть приборов (кроме PFS) 'прогнали' через тест на взаимные помехи, а 15 декабря первая 'приемка' научной аппаратуры была завершена.
С 16 декабря и до 16 марта продолжался более или менее пассивный этап перелета к Венере. Сеансы связи в этот период проходили раз в сутки при помощи станций Себрерос (Испания) и Нью-Норсия (Австралия). Впрочем, 25 декабря сеанс не проводили совсем, а 31 декабря он не состоялся, и пришлось работать в выходной день 1 января. Не было сеанса и 11 января, когда станция находилась в нижнем соединении с Солнцем (всего 1.6њ от светила). Аккумуляторные батареи на время перелета были разряжены до уровня 50%, и подзаряжали их только в особых случаях - к примеру, для повторных комплексных наблюдений (VIRTIS, VMC, MAG и SPICAV) 16-21 января. 23 января начались тепловые испытания КА для проверки его 'тепловой модели'. В ходе испытаний станцию последовательно поворачивали к Солнцу разными панелями корпуса (-Y, +Y, -X, -Z) и подвергали в течение определенного времени воздействию солнечных лучей. При этом боковые панели можно было 'греть' целые сутки, а вот сторону -Z с двигателем - всего полчаса. Эта работа завершилась 31 января, причем было отмечено аномально высокое газовыделение при освещении стороны -X. 7 и 8 февраля тестировались звездные датчики КА.
15 февраля был проведен наддув маршевого двигателя станции, а в ночь с 16 на 17 февраля - его тестовое включение с калибровкой. Двигатель был включен в 00:27:08 UTC и проработал 3 сек, при этом приращение скорости КА составило 2.838 м/с - немного больше расчетных 2.6 м/с. Первопричиной оказалась 14-процентная 'переработка' двигателей малой тяги на этапе осаждения топлива. Как следствие, 24 февраля пришлось провести дополнительную коррекцию траектории станции включением малых двигателей на 14 сек: приращение скорости составило 0.13704 м/с и было очень близко к расчетному значению - 0.134718 м/с. 20-23 февраля операторы провели еще один цикл проверки научной аппаратуры - в нем участвовали ASPERA, SPICAV и VIRTIS. 28 февраля было загружено новое программное обеспечение камеры VMC и проверены все режимы ее работы. 3-4 марта станция еще раз 'подставляла' Солнцу свою сторону -X, чтобы операторы разобрались в причинах повышенного газовыделения. 6 марта состоялся тестовый сеанс с американской станцией под Мадридом - имитировались ориентация КА и режимы связи во время выхода на орбиту вокруг Венеры. 8 марта проверялся дрейф ультрастабильного генератора. 9 марта станция находилась уже всего в 12.4 млн км от Венеры, и с 10 марта у ее операторов начался этап подлета - многократные навигационные измерения, уточнение траектории, планирование последней коррекции. 16 марта был проведен второй тест прибора PFS в более благоприятных тепловых условиях. Увы, сканирующее устройство не сработало вновь. 21 марта станция Venus Express прошла перигелий своей орбиты (105.27 млн км), а 29 марта выполнила коррекцию траектории. Приращение скорости составило 0.13 м/с с погрешностью -1.2 мм/с. Целью ее было уменьшение высоты перицентра при пролете Венеры 11 апреля на 100 км с небольшим и выведение КА в расчетную точку выдачи тормозного импульса.
С 23 марта в Европейском центре космических операций в Дармштадте и на наземных станциях Нью-Норсия и Себрерос был введен запрет на какие-либо 'самовольные' изменения в конфигурации аппаратуры. С 4 апреля обе европейские станции постоянно работали с 'Экспрессом', обеспечивая почти круглосуточный контроль. 11 апреля к ним присоединились все три комплекса дальней связи NASA (Голдстоун, Канберра, Мадрид). Этап выхода Venus Express на орбиту продолжался с 4 по 13 апреля и состоял из трех фаз: подготовка, исполнение, восстановление связи с Землей и управления. Запасные возможности коррекции 5 и 9 апреля использовать не пришлось, и уже 7 апреля на борт станции была передана программа выдачи тормозного импульса. В период от 24 до 12 часов до включения станция была приведена в полную готовность (ориентация солнечных батарей, настройка таймеров, уточнение параметров импульса).
Включение ЖРД малой тяги для осаждения топлива прошло в 07:14:41 UTC (по времени приема сигнала). Маршевый двигатель проработал 2999 секунд - с 07:17:14 до 08:07:13. Резервные и аварийные варианты работы, к счастью, не потребовались. Venus Express была выведена на орбиту с перицентром над 80њс.ш.: - наклонение - 89.6њ; - минимальная высота - около 480 км; - максимальная высота - около 328000 км; - период обращения - 8 сут 23 час. Приведенные параметры не особенно достоверны, так как в течение всего первого витка они 'плыли' под действием возмущений. ЕКА сообщило, что погрешность в периоде обращения составила +3.5 час относительно расчетной, в наклонении - 0.04њ. На выполнение дальнейшей программы эти отклонения почти не повлияли. НА ОРБИТЕ - ПЕРВЫЕ СНИМКИ Через четыре часа после выхода на орбиту, после первоначального определения параметров, был введен нормальный режим работы системы ориентации. В тот же день на аппарате включили 4-й маховик и разрешили запись телеметрии в бортовое запоминающее устройство. 12 апреля в 02:07 КА выполнил разворот на 180њ и после этого вошел в связь с Землей через остронаправленную антенну HGA1. Примерно в 05:40 прошла закладка на борт программы научных измерений, и уже 12 и 13 апреля состоялись первые сеансы. Работали магнитометр и ASPERA (магнитное поле и плазма), VIRTIS (облачность Венеры) и VMC (поверхность в ультрафиолете). Первые научные данные с борта Venus Express были получены на Земле уже через двое суток после выхода на орбиту вокруг Венеры. 12 и 13 апреля спектрометр VIRTIS впервые в истории исследования Венеры провел съемку южного полушария планеты, в ходе которой были получены завораживающие снимки! На левой части снимка (дневная сторона Венеры) можно увидеть структуру облаков с четкими полосками, которые, очевидно, образовались вследствие движения ветров с большими скоростями на высоте 65-75 км. На правой части того же снимка (ночная сторона) показано тепловое излучение с длиной волны 1.7 мкм, идущее из нижних слоев атмосферы. На высоте 55-60 км облачность (спиралевидные структуры) является более плотной и 'задерживает' в атмосфере большее количество тепла. Темные полосы на этом снимке соответствуют более плотным облакам, светлые - более тонким. Cтруктура этой части атмосферы является динамической.
Еще один снимок был получен камерой VMC, правда, он имеет разрешение похуже - 150 км на пиксел. Здесь также виден диск Венеры в искусственных цветах. 15 апреля в 18:30 UTC станция выполнила малыми ЖРД маневр контроля перицентра (Pericentre Control Manoeuvre). Импульс длился 504 сек и обеспечил приращение скорости 5.0859 м/с (уставка - 5.8 м/с). Эта коррекция задала новую высоту перицентра орбиты КА - 257 км (вместо 250 км по плану). 20 апреля около 08:00 UTC был выполнен первый из пяти маневров по снижению высоты апоцентра (Apocentre Lowering Manoeuvre, ALM). На этот раз использовался маршевый двигатель - он проработал 379 сек и обеспечил приращение скорости 200.298 м/с (уставка - 200 м/с). В результате аппарат был переведен на промежуточную орбиту с высотой апоцентра 99000 км и периодом обращения около 40 часов. Второй маневр ALM был проведен 23 апреля. Расчетная величина импульса была 105.30018 м/с с целью снижения расстояния в апоцентре до 76334 км (высоты до 70463 км) и периода до 1543.5 мин. Недоработка основного ЖРД составила 0.47%, что дало высоту на 8 км больше, а период - на 14.1 сек. Третий маневр 26 апреля с номинальной DV=9.16653 м/с был выполнен малыми ЖРД с погрешностью 0.52%, и после него высота была на 9 км выше расчетной, а период - на 15.2 сек больше. В промежутках между маневрами с 22 апреля шла проверка и калибровка приборов станции. 27 апреля была сделана еще одна попытка включения Фурье-спектрометра PFS, но успеха она не принесла, и из основной программы работ этот прибор исключен. 28 апреля была выполнена съемка камерой VMC из перицентра орбиты для проверки алгоритма получения изображений с 30-секундной экспозицией. 1 и 3 мая состоялись первые штатные наблюдения с помощью спектрометра SPICAV. Четвертый маневр 29 апреля (уставка DV=8.0349 м/с, расчетное время работы двигателей 603 сек) и пятый 2 мая (1.951828 м/с, 233 сек) завершили процедуру коррекции высоты апоцентра. Наконец, 6 мая в 13:30 UTC был выполнен второй подъем перицентра (приращение скорости 3.10 м/с , продолжительность 301 сек), после чего Venus Express оказалась на рабочей орбите высотой 250x66600 км с периодом 24 часа. Группа управления узнала об этом 6 мая в 19:49 UTC, когда аппарат вышел на связь со станцией Нью-Норсия. Формально, однако, первым рабочим витком признали следующий, начиная с прохождения апоцентра 7 мая в 13:31 UTC. Автор: П. ШАРОВ,
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Samostrel выездной арбалетный тир.
|
|