Venus Express ( VEX ) fue la primeramisión de exploración de Venus de la Agencia Espacial Europea (ESA). Lanzado en noviembre de 2005, llegó a Venus en abril de 2006 y comenzó a enviar continuamente datos científicos desde su órbita polar alrededor de Venus. Equipada con siete instrumentos científicos, el principal objetivo de la misión era la observación a largo plazo de la atmósfera venusiana . La observación durante períodos de tiempo tan largos nunca se había realizado en misiones anteriores a Venus y fue clave para una mejor comprensión de la dinámica atmosférica. La ESA concluyó la misión en diciembre de 2014. [6]
La misión fue propuesta en 2001 para reutilizar el diseño de la misión Mars Express . Sin embargo, algunas características de la misión llevaron a cambios de diseño : principalmente en las áreas de control térmico, comunicaciones y energía eléctrica. Por ejemplo, dado que Marte está aproximadamente dos veces más lejos del Sol que Venus, el calentamiento radiante de la nave espacial es cuatro veces mayor para Venus Express que para Mars Express . Además, el entorno de radiación ionizante es más severo. Por otro lado, la iluminación más intensa de los paneles solares da como resultado una mayor energía fotovoltaica generada . La misión Venus Express también utiliza algunos instrumentos de repuesto desarrollados para la nave espacial Rosetta . La misión fue propuesta por un consorcio liderado por D. Titov (Alemania), E. Lellouch (Francia) y F. Taylor (Reino Unido).
La ventana de lanzamiento de Venus Express estuvo abierta del 26 de octubre al 23 de noviembre de 2005, con el lanzamiento inicialmente previsto para el 26 de octubre a las 4:43 UTC . Sin embargo, los problemas con el aislamiento de la etapa superior de Fregat provocaron un retraso de dos semanas en el lanzamiento para inspeccionar y limpiar los pequeños restos de aislamiento que migraron en la nave espacial. [7] Finalmente fue lanzado por un cohete Soyuz-FG / Fregat desde el cosmódromo de Baikonur en Kazajstán el 9 de noviembre de 2005 a las 03:33:34 UTC a una órbita terrestre de estacionamiento y 1 h 36 min después del lanzamiento puesto en su órbita de transferencia a Venus. El 11 de noviembre de 2005 se realizó con éxito una primera maniobra de corrección de trayectoria. Llegó a Venus el 11 de abril de 2006, después de 153 días de viaje, y encendió su motor principal entre las 07:10:29 y las 08:00:42 UTC SCET para reducir su velocidad para que pudiera ser capturado por la gravedad venusina en una órbita de nueve días de 400 por 330.000 kilómetros (250 por 205.050 millas). [8] La quema fue monitoreada desde el Centro de Control de la ESA, ESOC , en Darmstadt, Alemania .
Se necesitaron siete maniobras más de control de órbita, dos con el motor principal y cinco con los propulsores , para que Venus Express alcanzara su órbita operativa final de 24 horas alrededor de Venus. [8]
Venus Express entró en su órbita objetivo en apoapsis el 7 de mayo de 2006 a las 13:31 UTC, cuando la nave espacial estaba a 151.000.000 kilómetros (94.000.000 de millas) de la Tierra. En ese momento, la nave espacial se desplazaba en una elipse sustancialmente más cerca del planeta que durante la órbita inicial. La órbita polar oscilaba entre 250 y 66.000 kilómetros (160 y 41.010 millas) sobre Venus. El periapsis estaba situado casi por encima del polo Norte (80° de latitud norte) y la nave tardó 24 horas en dar la vuelta al planeta.
Venus Express estudió en detalle la atmósfera y las nubes de Venus , el entorno del plasma y las características de la superficie de Venus desde la órbita. También realizó mapas globales de las temperaturas de la superficie de Venus. Originalmente se planeó que su misión nominal durara 500 días terrestres (aproximadamente dos días siderales venusianos), pero la misión se extendió cinco veces: primero el 28 de febrero de 2007 hasta principios de mayo de 2009; luego del 4 de febrero de 2009 al 31 de diciembre de 2009; y luego el 7 de octubre de 2009 hasta el 31 de diciembre de 2012. [9] El 22 de noviembre de 2010, la misión se amplió hasta 2014. [10] El 20 de junio de 2013, la misión se amplió por última vez hasta 2015. [11]
El 28 de noviembre de 2014, el control de la misión perdió contacto con Venus Express . El contacto intermitente se restableció el 3 de diciembre de 2014, aunque no había control sobre la nave espacial, probablemente debido al agotamiento del propulsor. [12] El 16 de diciembre de 2014, la ESA anunció que la misión Venus Express había finalizado. [6] Todavía se recibía una señal portadora del vehículo, pero no se transmitían datos. El director de la misión, Patrick Martin, esperaba que la nave espacial cayera por debajo de los 150 kilómetros (93 millas) a principios de enero de 2015, y que la destrucción se produjera a finales de enero o principios de febrero. [13] La señal portadora de la nave espacial fue detectada por última vez por la ESA el 18 de enero de 2015. [3]
ASPERA-4 : Acrónimo de " A nalyzer of Space P lasmas and Energetic A toms", ASPERA-4 investigó la interacción entre el viento solar y la atmósfera de Venus, determinó el impacto de los procesos de plasma en la atmósfera , determinó distribución global de plasma y gas neutro, estudia átomos, iones y electrones neutros energéticos y analiza otros aspectos del entorno cercano a Venus. ASPERA-4 es una reutilización del diseño ASPERA-3 utilizado en Mars Express , pero adaptado al entorno más duro cercano a Venus.
MAG : El magnetómetro fue diseñado para medir la fuerza del campo magnético de Venus y su dirección afectada por el viento solar y el propio Venus. Trazó un mapa de la funda magnética , la cola magnética , la ionosfera y la barrera magnética en alta resolución en tres dimensiones, ayudó a ASPERA-4 en el estudio de la interacción del viento solar con la atmósfera de Venus, identificó los límites entre las regiones de plasma y transportó planetas. también observaciones (como la búsqueda y caracterización de rayos de Venus). MAG se derivó del instrumento ROMAP del módulo de aterrizaje Rosetta .
Se colocó un dispositivo de medición en el cuerpo de la nave. El segundo de la pareja, idéntico, se colocó a la distancia necesaria del cuerpo desplegando un brazo (tubo compuesto de carbono) de 1 m de largo. Dos cortadores pirotécnicos redundantes cortan un bucle de cuerda delgada para liberar la fuerza de los resortes metálicos. La palanca de rodilla accionada giró el brazo perpendicularmente hacia afuera y lo bloqueó. Sólo el uso de un par de sensores junto con la rotación de la sonda permitió a la nave espacial resolver el pequeño campo magnético natural debajo de los campos perturbadores de la propia sonda. Las mediciones para identificar los campos producidos por la nave se realizaron en la ruta de la Tierra a Venus. [14] [15] La falta de limpieza magnética se debió a la reutilización del autobús de la nave espacial Mars Express , que no llevaba un magnetómetro. [15] Combinando los datos de mediciones simultáneas de dos puntos y utilizando software para identificar y eliminar la interferencia generada por la propia Venus Express , fue posible obtener resultados de una calidad comparable a los producidos por una nave magnéticamente limpia. [15]
VMC : La cámara de monitoreo V enus es un CCD multicanal de gran angular . El VMC está diseñado para obtener imágenes globales del planeta. [16] Operó en los rangos espectrales visible (VIS), ultravioleta (UV) e infrarrojo cercano (NIR1 y NIR2), y mapea la distribución del brillo de la superficie en busca de actividad volcánica, monitorea el brillo del aire y estudia la distribución de fenómenos desconocidos de absorción de ultravioleta en las cimas de las nubes y realizar otras observaciones científicas. Se derivó en parte de la cámara estéreo de alta resolución (HRSC) de Mars Express y del sistema de imágenes remotas ópticas, espectroscópicas e infrarrojas de Rosetta (OSIRIS) . La cámara se basa en una serie Kodak KAI-1010, CCD interlínea de 1024 x 1024 píxeles e incluye una FPGA para preprocesar los datos de la imagen, reduciendo la cantidad transmitida a la Tierra. [17] [18] El consorcio de instituciones responsables del VMC incluía el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar , el Instituto de Investigación Planetaria del Centro Aeroespacial Alemán y el Instituto de Ingeniería de Redes de Computación y Comunicaciones de la Technische Universität Braunschweig . [19] No debe confundirse con la cámara de monitoreo visual montada en Mars Express , de la cual es una evolución. [17] [20]
PFS : El " espectrómetro planetario Fourier " (PFS) debería haber funcionado en el infrarrojo entre el rango de longitud de onda de 0,9 µm y 45 µm y fue diseñado para realizar sondeos ópticos verticales de la atmósfera de Venus . Debería haber realizado un seguimiento global y a largo plazo del campo de temperatura tridimensional en la atmósfera inferior (nivel de nubes hasta 100 kilómetros). Además, debería haber buscado componentes atmosféricos menores que pudieran estar presentes, pero que aún no habían sido detectados, analizado los aerosoles atmosféricos e investigado los procesos de intercambio superficie-atmósfera. El diseño se basó en un espectrómetro de Mars Express , pero modificado para lograr un rendimiento óptimo para la misión Venus Express . Sin embargo, PFS falló durante su implementación y no se transmitieron datos útiles. [21]
SPICAV : La " Ectroscopia SP para la investigación de las características de la atmósfera de V enus" (SPICAV) es un espectrómetro de imágenes que se utilizó para analizar la radiación en las longitudes de onda infrarroja y ultravioleta. Se derivó del instrumento SPICAM volado en Mars Express . Sin embargo, SPICAV tenía un canal adicional conocido como SOIR ( Ocultación solar en infrarrojos ) que se utilizaba para observar el Sol a través de la atmósfera de Venus en el infrarrojo .
VIRTIS : El " Espectrómetro de imágenes térmicas visibles e infrarrojas " ( VIRTIS ) era un espectrómetro de imágenes que observaba en las partes casi ultravioleta, visible e infrarroja del espectro electromagnético . Analizó todas las capas de la atmósfera, la temperatura de la superficie y los fenómenos de interacción superficie/atmósfera.
VeRa : Ve nus Ra dio Science fue un experimento de sondeo de radio que transmitía ondas de radio desde la nave espacial y las hacía pasar a través de la atmósfera o las reflejaba en la superficie. Estas ondas de radio fueron recibidas por una estación terrestre en la Tierra para el análisis de la ionosfera , la atmósfera y la superficie de Venus. Se derivó del instrumento de Investigación Científica de Radio que voló en Rosetta .
Comenzando en el sistema planetario primitivo con tamaños y composiciones químicas similares, las historias de Venus y la Tierra han divergido de manera espectacular. Se espera que los datos obtenidos de la misión Venus Express puedan contribuir no sólo a una comprensión profunda de cómo está estructurada la atmósfera venusina, sino también a una comprensión de los cambios que llevaron a las actuales condiciones atmosféricas de efecto invernadero. Esta comprensión puede contribuir al estudio del cambio climático en la Tierra. [22] [ necesita actualización ]
Venus Express también se utilizó para observar signos de vida en la Tierra desde la órbita de Venus. En las imágenes adquiridas por la sonda, la Tierra tenía menos de un píxel de tamaño, lo que imita las observaciones de planetas del tamaño de la Tierra en otros sistemas planetarios . Estas observaciones se utilizaron luego para desarrollar métodos para estudios de habitabilidad de exoplanetas . [23]
