Venus Express ( VEX ) fue la primera misión de exploración de Venus de la Agencia Espacial Europea (ESA). Lanzada en noviembre de 2005, llegó a Venus en abril de 2006 y comenzó a enviar de vuelta datos científicos de forma continua desde su órbita polar alrededor de Venus. Equipada con siete instrumentos científicos, el objetivo principal 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 en el diseño : principalmente en las áreas de control térmico, comunicaciones y energía eléctrica. Por ejemplo, dado que Marte está aproximadamente al doble de distancia 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 duro. 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, y el lanzamiento estaba previsto inicialmente para el 26 de octubre a las 4:43 UTC . Sin embargo, los problemas con el aislamiento de la etapa superior 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 lanzada 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 se puso 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 de modo que pudiera ser capturado por la gravedad venusiana en una órbita de nueve días de 400 por 330.000 kilómetros (250 por 205.050 mi). [8] La combustión 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 el apoápside el 7 de mayo de 2006 a las 13:31 UTC, cuando la nave espacial se encontraba a 151.000.000 kilómetros (94.000.000 millas) de la Tierra. En ese momento, la nave espacial se desplazaba sobre 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 periápside se encontraba casi por encima del polo norte (80° de latitud norte), y la nave espacial tardó 24 horas en dar una vuelta alrededor del planeta.
Venus Express estudió la atmósfera y las nubes de Venus en detalle, el entorno de plasma y las características de la superficie de Venus desde la órbita. También elaboró mapas globales de las temperaturas de la superficie de Venus. Su misión nominal estaba prevista originalmente para durar 500 días terrestres (aproximadamente dos días siderales de Venus), pero la misión se prolongó cinco veces: primero el 28 de febrero de 2007 hasta principios de mayo de 2009; luego el 4 de febrero de 2009 hasta el 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 prolongó hasta 2014. [10] El 20 de junio de 2013, la misión se prolongó una última vez hasta 2015. [11]
El 28 de noviembre de 2014, el centro de control de la misión perdió contacto con Venus Express . El 3 de diciembre de 2014 se restableció un contacto intermitente, aunque no había control sobre la nave espacial, probablemente debido al agotamiento del combustible. [12] El 16 de diciembre de 2014, la ESA anunció que la misión Venus Express había terminado. [6] Se seguía recibiendo una señal portadora del vehículo, pero no se estaban transmitiendo 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 su destrucción se produciría a finales de enero o principios de febrero. [13] La ESA detectó por última vez la señal portadora de la nave espacial el 18 de enero de 2015. [3]
ASPERA-4 : acrónimo de " Analizador de plasmas espaciales y átomos energéticos ", ASPERA-4 investigó la interacción entre el viento solar y la atmósfera venusiana, determinó el impacto de los procesos de plasma en la atmósfera, determinó la distribución global de plasma y gas neutro, estudió átomos neutros energéticos, iones y electrones, y analizó otros aspectos del entorno cercano a Venus. ASPERA-4 es una reutilización del diseño ASPERA-3 utilizado en Mars Express , pero adaptado para el 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 por el propio Venus. Trazó mapas de la magnetosvaina , la cola magnética , la ionosfera y la barrera magnética en alta resolución y 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 también realizó observaciones planetarias (como la búsqueda y caracterización de los relámpagos de Venus). MAG se derivó del instrumento ROMAP del módulo de aterrizaje Rosetta .
En el cuerpo de la nave se colocó un dispositivo de medición. El segundo de ellos, idéntico al anterior, se colocó a la distancia necesaria del cuerpo desplegando un brazo de 1 m de largo (tubo compuesto de carbono). Dos cortadores pirotécnicos redundantes cortaron un bucle de cuerda fina para liberar la energía de los resortes metálicos. La palanca de rodilla accionada hizo girar el brazo perpendicularmente hacia afuera y lo fijó en su lugar. Solo 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 llevaron a cabo en la ruta de la Tierra a Venus. [14] [15] La falta de limpieza magnética se debió a la reutilización del bus de la nave espacial Mars Express , que no llevaba un magnetómetro. [15] Al combinar los datos de mediciones simultáneas de dos puntos y usar un software para identificar y eliminar las interferencias generadas 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 de Venus es un CCD multicanal de gran angular . El VMC está diseñado para obtener imágenes globales del planeta. [16] Opera 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 resplandor del aire , estudia la distribución de fenómenos desconocidos que absorben la radiación ultravioleta en las cimas de las nubes y realiza 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 un CCD interlineal de 1024 x 1024 píxeles de la serie Kodak KAI-1010 e incluye un FPGA para preprocesar los datos de la imagen, lo que reduce la cantidad transmitida a la Tierra. [17] [18] El consorcio de instituciones responsables de la VMC incluía al 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 Comunicación de la Universidad Técnica de 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 de Fourier " (PFS) debería haber operado en el infrarrojo entre el rango de longitud de onda de 0,9 μm y 45 μm y fue diseñado para realizar un sondeo óptico vertical de la atmósfera de Venus. Debería haber realizado un seguimiento global 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 se habían detectado, analizado aerosoles atmosféricos e investigado los procesos de intercambio de superficie a atmósfera. El diseño se basó en un espectrómetro de Mars Express , pero modificado para un rendimiento óptimo para la misión Venus Express . Sin embargo, PFS falló durante su despliegue y no se transmitieron datos útiles. [21]
SPICAV : El " Espectroscopia para la investigación de las características de la atmósfera de Venus " (SPICAV) es un espectrómetro de imágenes que se utilizó para analizar la radiación en longitudes de onda infrarrojas y ultravioletas. Se derivó del instrumento SPICAM que voló en la sonda Mars Express. Sin embargo, SPICAV tenía un canal adicional conocido como SOIR (Ocultación solar en el infrarrojo ) que se utilizó 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 del espectro electromagnético , visible e infrarrojo , y analizaba todas las capas de la atmósfera, la temperatura de la superficie y los fenómenos de interacción entre la superficie y la atmósfera.
VeRa : El experimento de radiociencia de Venus era un sondeo por 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 eran recibidas por una estación terrestre en la Tierra para analizar la ionosfera , la atmósfera y la superficie de Venus. Se originó a partir del instrumento de investigación de radiociencia que volaba en Rosetta .
A partir de los primeros sistemas planetarios con tamaños y composiciones químicas similares, las historias de Venus y la Tierra han divergido de manera espectacular. Se espera que los datos obtenidos por la misión Venus Express puedan contribuir no solo a una comprensión profunda de cómo está estructurada la atmósfera venusiana, sino también a una comprensión de los cambios que llevaron a las condiciones atmosféricas de efecto invernadero actuales. Tal comprensión puede contribuir al estudio del cambio climático en la Tierra. [22]
En 2006, sus investigaciones identificaron las diferencias entre Venus y la Tierra y comenzaron a observar cambios climáticos rutinarios. [23]
Venus Express también se utilizó para observar señales de vida en la Tierra desde la órbita de Venus. En las imágenes adquiridas por la sonda, la Tierra tenía un tamaño inferior a un píxel, 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 . [24]
