A exploração russa de Vênus
Esta página fala sobre as missões venusianas Venera e Vega, e conta mais de 20 anos de história da exploração de nosso vizinho cósmico Vênus.
O PLANETA
Na mitologia romana, Vênus era a deusa do amor e da beleza. Na astronomia, Vénus é o segundo planeta do nosso sistema estelar. A Terra e Vénus são muito semelhantes em tamanho, mas diferentes nas condições climáticas. O nosso vizinho não tem oceanos, e a sua atmosfera é constituída principalmente por dióxido de carbono. As nuvens têm gotas de ácido sulfúrico, e na superfície, a pressão chega a ser 92 vezes maior que a pressão ao nível do mar.
Isto não é tudo. A temperatura da superfície é de 482 graus Celsius. Uma temperatura tão alta deve-se ao efeito estufa, causado pela pesada atmosfera de dióxido de carbono. A luz do astro-rei aquece a superfície de Vénus, mas a atmosfera acende o calor irradiado pela superfície, tornando Vénus mais quente que Mercúrio. O período orbital de Vênus é de 225 dias. Um dia venusiano tem 243 dias (sim, 5832 horas). Sua rotação é ao contrário, de leste para oeste. Sua distância do Sol é de 108 milhões de quilômetros. A superfície do planeta é em termos geológicos novos, e deve ser formada entre 300 a 500 milhões de anos passados. Sua topografia é caracterizada por vastas planícies cobertas de lava e regiões montanhosas deformadas pela atividade geológica. Também tem muitos Crateras, sendo difícil encontrar Crateras com menos de 2 km. de diâmetro.
O COMEÇO
A sorte ajuda quem tem audácia, mas não estava com os soviéticos em suas primeiras tentativas de chegar a Vênus. A primeira tentativa de chegar a Vênus foi o Sputnik 7, lançado em 04 de fevereiro de 1961. Foi também o primeiro a ser mal sucedido, ficando preso na órbita terrestre.
Passados 8 dias, nova tentativa, com a Venera 1, mas a Venera 1 viajou pelo espaço 5 milhões de quilómetros até perder o contacto com a Terra. Um começo nada promissor. Os soviéticos, com outros planos em mente, deixaram Vênus para o ano seguinte. O Sputnik 7 levava uma cápsula que seria aterrissada em Vênus, contendo, além dos equipamentos científicos, um disco com o desenho do escudo de armas da URSS. Como o satélite caiu na Terra, por pura casualidade o disco foi recuperado, e nos anos 90 foi vendido no leilão Sothebys.
Em 1962, três sondas Veneras foram lançadas, uma em agosto e duas em setembro, mas as três não deixaram a órbita terrestre. Em novembro de 1963, nova tentativa, novamente o mesmo problema. Outros 2 lançamentos em 1964 também foram coroados com o mesmo problema. Que problema era este que não deixava viajar as sondas?. Os foguetes do tipo Vostok tinham 3 etapas, mas para viajar a Marte ou a Vênus uma nova etapa foi acrescentada ao foguete. Esta nova etapa era nova, e não era muito confiável, por isso, o problema não era chegar à órbita terrestre, o problema era sair rumo a Vênus. Muitas naves do tipo Mars ou Luna também foram vítimas do foguete. Os primeiros resultados só viriam depois de 1965.
OS PRIMEIROS SUCESSOS
Em novembro de 1965, um trio de cosmonaves parte rumo a Vênus. As duas primeiras, Venera 2 e Venera 3 conseguem sair da órbita terrestre com sucesso, a terceira, Cosmos 96, fica de novo por aqui. Venera 2 consegue chegar a 24 mil quilómetros de Vénus. Venera 3 consegue entrar na atmosfera de Vênus, mas as comunicações são perdidas. A próxima tentativa seria realizada 2 anos depois, com resultados melhores. Uma dupla parte em 1967, Venera 4 e Cosmos 167. O Cosmos é mal sucedido, e a Venera 4 chega até Vénus.
Quando estava a 45 mil quilômetros de distância, uma cápsula de 1 metro de diâmetro separa-se da nave, iniciando sua missão rumo à superfície venusiana. A cápsula, com 383 quilos, funciona por 94 minutos, deixando de funcionar a apenas 25 quilômetros da superfície. O peso das naves Venera era de pouco mais de 1 tonelada.
Em 1969, partem as Venera 5 e Venera 6, com peso de 1130 quilos. Ambas as sondas viajam sem problemas e lançam as respectivas cápsulas rumo a Vénus. As cápsulas, de 405 quilos, sofrem o mesmo destino da Venera 4. São destruídas antes de atingir o solo pela forte atmosfera venusiana. Chegar ao solo seria algo reservado ao número 7 da família. Finalmente, a Venera 7 chegava à superfície de Vénus. Esta sonda decolou de Baikonur em 17 de agosto de 1970.Sua cápsula de 495 quilos chegou a Vênus em 15 de dezembro de 1970, depois de 31 minutos. Seus paraquedas foram abertos a 60 Km. de altitude. Funcionou por 40 minutos. Os ventos eram de 25 a 51 Km. por hora.
A Venera 7 foi a primeira nave a transmitir informações da superfície de Vénus, mas não enviou imagens. Até a Venera 7, as sondas tentavam descer no lado escuro de Vênus, mas depois, as aterrissagens seriam apenas no lado iluminado. As sondas Venera tinham um fotómetro ultravioleta, uma fotografia polarímetro, um espectrómetro infravermelho, um radiómetro infravermelho. um magnetômetro, um detector de partículas carregado e um sistema de TV.
Em 1972, um trio de sondas parte a Vênus, a Venera 8, e os Cosmos 359 e Cosmos 482. Os Cosmos têm problemas na órbita da Terra, a Venera 8. Venera 8 chega à superfície venusiana, mas nada de fotos. Funcionou por 50 minutos. As primeiras fotos da superfície só viriam em 1975.
A PRIMEIRA FOTO DA SUPERFCIE
As ambições soviéticas tinham por objetivo fazer uma nave chegar intacta à superfície venusiana, para obter dados sobre sua superfície. Para esse fim, seriam feitos extensos testes e novos sistemas seriam empregados.
Antes de tudo, havia muitos fatores positivos para a exploração de Vênus. Este planeta podia ser alcançado mais facilmente que Marte, algo muito bom pois a durabilidade dos instrumentos não era muito boa, e um voo para Marte era bem mais demorado. A carga que poderia ser enviada era maior do que a que poderia ser enviada para Marte. Para Marte, podíamos enviar 4,6 toneladas, para Vénus, 5,3 toneladas. Muitos testes foram feitos no período de 1974 a 1975 no departamento 318 do centro de testes NIIKhIMMash perto de Zagorsk. As novas Venera seriam compostas de 2 veículos, um Orbiter destinado a orbitar em planeta e um Lander destinado a estudar a superfície.
Sobre eles falaremos detalhadamente a seguir: O Orbiter tinha 2,9 metros de altura e 6,7 metros de comprimento entre seus dois painéis solares. Era equipado com um computador de voo responsável por processar informações obtidas do sensor de Sol e estelar, empregados para navegação. O computador mandava ordens aos giroscópios do sistema de orientação triaxial. Os painéis solares eram pequenos, de 1,25 x 2,1 metros, por isso a proximidade com o Sol, o que fazia a captação de energia bem maior do que em uma missão a Marte. A exposição ao Sol exigia um sistema de refrigeração composto por um radiador e um sistema de canos que transportava um líquido refrigerador da parte principal do Orbiter até dentro do Lander. O sistema de propulsão era composto por motores KRD-425A, também conhecidos como 11D425, criados por Alexei Isaevs do bureau KB KhIMMash em Podlipki. Os motores seriam utilizados para correções de trajetória e orbitar Vênus. Foram testados no Teste Facility No. 103 do Centro NIIKhIMMash perto da cidade de Zagorsk.
Os instrumentos científicos do Orbiter eram um sistema de imagens, um espectrômetro de imagens ultravioleta francês para estudar as emissões Lyman-Alpha nas proximidades de Vênus, um instrumento ultravioleta para estudar as nuvens, um radiómetro infravermelho, um magnetômetro, um foto polarímetro, um detector de íons e elétrons e, finalmente, um espectrómetro óptico.
O Lander era coberto por uma esfera de 1 metro de diâmetro, especialmente criada para resistir a temperaturas de 10 mil graus Celsius atingidas durante a entrada na atmosfera venusiana. Antes da entrada, o sistema de refrigeração mantinha a temperatura do Lander entre -8 a -10 C. A parte superior do Lander era semelhante a um chapéu, e tinha esta forma para frear a descida. O Lander tinha baterias, equipamento de controle de voo, sistema de refrigeração e vários instrumentos científicos. Para obter imagens da superfície, o Lander tinha um sistema de imagens panorâmicas composto de 2 câmeras instaladas simetricamente em gôndolas localizadas 90 centímetros sobre a base do Lander, com resolução de 70 mil pixels e 500 linhas de 128 pixels cada.
As câmeras eram instaladas inclinadas, e à distância de 1 metro podia distinguir objetos do tamanho de 4 milímetros. As imagens de 115 x 512 pixels eram escaneadas à velocidade de 3,5 segundos por linha. As sondas lunares tinham melhores resultados, mas isto se devia à baixa transferência de dados, de 256 bits por segundo. Entre outros instrumentos, tinha um termómetro, um barómetro, um espectrómetro de massa para determinar a concentração de moléculas em alturas entre 63 e 34 kms, sensores para medir o nível de aerossol na atmosfera, Um espectrómetro multicanal para detectar elementos radioactivos na superfície, um densitometro de radiação, acelerómetros para medir as forças G durante a descida. O Lander pesava 1560 Kg. com o escudo térmico e 660 Kg. sem. Para testar a sequência de aterragem, várias versões de testes foram tiradas de helicópteros e aviões.
A Venera 9, lançada em 08 de junho de 1975, foi o primeiro objeto humano a fotografar a superfície de outro planeta. Após 236 dias, Venera 9 chegou a Vênus em 22 de outubro do mesmo ano. Foi o primeiro satélite venusiano, em uma órbita de 1510 x 111200 kms com 48 h 18 m de duração. O Lander entrou num ângulo de 20,5 graus na atmosfera, inicialmente a 10,7 kms por segundo. Um paraquedas foi ativado ao chegar a 65 kms de altitude. Um sistema de 3 paraquedas, bem como a ejeção da coberta térmica foi feito ao chegar a 62 kms. Os paraquedas foram ejetados ao atingir 50 kms, e a forma de "chapéu" do Lander foi responsável por frear a descida, em uma atmosfera cada vez mais densa.
A velocidade do vento nas regiões mais próximas da superfície era bem menor que as regiões mais altas. Um sistema inflável ao redor da base do Lander amorteceu o impacto com a superfície. Dois minutos após a aterragem, as imagens começaram a ser obtidas, mas a cobertura de uma das câmaras não foi aberta, limitando o campo de visão a 180 graus. A região de aterragem chamava-se Alpha Regio. A perda de comunicação é atribuída não à destruição dos sistemas internos pelo calor, mas pelo Orbiter estar fora do campo de comunicação com o Lander. As imagens da Venera 9 mostram boa visibilidade, rochas planas com até 10 metros de tamanho, pouca poeira, e rochas com tamanhos médios de 50 a 70 com cantos arredondados, que podem ter sofrido um lento processo de erosão. A temperatura era de 485ºC e a pressão era de 90 atmosferas. A cápsula de 660 quilos, demorou 75 minutos para tocar terra, na latitude 30N e longitude 293. Funcionou por apenas 53 minutos, mas enviou uma imagem branca e preta do local de aterragem. A pressão no local era 90 vezes maior que na Terra, ao nível do mar.
Sua irmã, a Venera 10, chegaria à superfície em 25 de outubro, na latitude 15N, longitude 295. O local de aterragem era um pouco pior, tinha pressão de 92 vezes o nível do mar, e temperatura de 465 graus Celsius. Da mesma forma que a missão anterior, uma das coberturas de uma das câmeras panorâmicas não se soltou. O local de aterragem era um deserto plano localizado 2200 kms do ponto de aterragem do Venera-9. A densidade do solo era comparável às rochas terrestres do tipo basáltico.
Os orbitadores Venera-9 e Venera-10 obtiveram com seu radar bi estático de 32 centímetros 55 imagens de radar de 400 a 1200 Km. de comprimento por 100 a 200 de comprimento. A resolução variava de 80 a 100 kms por pixel. Em 1978, outra dupla de Veneras foi rumo ao planeta, mas não tiraram fotos da superfície. A Venera 11, lançada em 09 de setembro de 1978, chegou ao planeta no dia 27 de dezembro. Seu Orbiter ficou em órbita solar. Foi detectada 40 vezes mais argonio do que na Terra. A Venera 12 foi a primeira a levar experiências internacionais. Estas experiências foram para os estudos dos raios gama de origem solar e galáctica, e foram feitas por cientistas alemães e franceses.
Em 1981, outra dupla de Veneras seria lançado, mas como novidade, eles tomariam as primeiras fotos coloridas da superfície. Venera 13 foi lançada em 30 de outubro de 1981 e chegou a Vênus em 01 de março do ano seguinte. A Venera 14 chegaria a Vénus 4 dias depois, e além das fotos coloridas, faria as primeiras análises do solo. As cápsulas aguentariam quase duas horas com os rigores climáticos de Vénus. A durabilidade era um problema muito grande, visto que os equipamentos que a cápsula transportava não funcionavam nas condições climáticas venusianas, e deviam ser refrigerados. Quando o sistema de refrigeração parou de funcionar, o equipamento derreteu e o contato foi perdido. As Venera-13 e Venera-14 obtiveram as primeiras imagens coloridas de alta resolução da superfície. A transmissão foi melhorada, permitindo que cada linha de uma imagem de 252 x 1042 pixels fosse transmitida a cada 0,92 segundos. Os russos não ficaram felizes só com fotos coloridas e análise do solo. Queriam saber mais sobre nosso vizinho, e as próximas missões aumentariam muito o conhecimentos sobre o planeta.
MAPEAMENTO POR RADAR
As últimas sondas da série, a Venera 15 e a Venera 16, foram lançadas respectivamente em 2 de Junho e 7 de Junho de 1983. Chegaram a Vênus no início de outubro do mesmo ano. Como novidade, tinham um sistema de radar e um altímetro, para mapear a superfície de Vênus. Como a pesada atmosfera venusiana não permite ver o solo, o radar se faz necessário. Os russos usaram radares pela primeira vez nos anos 70, como parte da série de satélites militares navais Okean. O radar já tinha sido utilizado em Vénus pela sonda norte-americana Pioneer Venus, nos anos 70. Esta sonda tinha feito um mapa completo do radar do planeta, com resolução de 50 quilómetros. Mas estas Veneras foram as primeiras sondas a usar radares de abertura sintética em outro planeta. A antena parabólica de 2,6 metros utilizando um sistema de telemetria de banda de 5 cm. construído pela OKB-MEI podia transferir 100 kilobits/sec para a antena de 70 metros de diâmetro de Evpatoriia ou para a antena de 64 metros de diâmetro de Bear Lakes. Os instrumentos destas Venera eram o radar de abertura sintética Polyus-V utilizado para mapear a superfície, o Altímetro radar Omega, o espectrómetro infravermelho Fourier, seis sensores e detectores de raios cósmicos, e finalmente detectores de plasma solar. O espectrómetro Fourier foi criado por V.I. Moroz.
Os experimentos de raios cósmicos e do vento solar foram criados pelo instituto de física nuclear da universidade de Moscou, e foram incluídos em todas as naves soviéticas desde a Venera 1. Durante 8 meses, as Venera fizeram um mapa de radar da superfície, com resolução de 1 a 2 km. O radar era um sistema de observação lateral, que operava no comprimento de onda de 8 centímetros. A antena tinha o tamanho de 6 x 1,4 metros. Era possível obter 1 imagem de radar por orbita, que mostrava uma área de 120 x 7500 quilômetros, que demorava 16 minutos para ser projetada. O radar era usado juntamente com um rádio altímetro.
Por dia, a quantidade de dados transmitidos à Terra era de 8,1 megabytes, entre dados do radar, do altímetro e do espectrómetro infravermelho. Vamos conhecer com mais detalhes como um mapa de radar de Vênus. O radar iluminava por micro-ondas durante 3,9 milissegundos um ponto da superfície. O pulso era modulado em 20 ciclos de 127 fases, e ao ser recebido de volta, era armazenado em uma sequência numérica de 2540 números complexos (sendo 4 bits reais e 4 bits imaginários). Isto era repetido a cada 0,3 segundos, os dados armazenados na memória RAM e gravados em 2 gravadores de fita onboard alternados. Na Terra, os dados eram analisados por computador, e o sinal era separado por filtros digitais de eventuais atrasos na recepção. A região mapeada era dividida em 127 faixas. Eram removidas distorções causadas pelo movimento da nave ao redor de Vênus, e no final, obtinha-se com os dados uma imagem de 31 por 127 pixels. 3200 imagens de radar como estas eram combinadas em uma tira de 195 x 10000 pixels, onde entre 6 a 14 imagens podiam sobrepor cada elemento da superfície. O processamento destes dados era feito pelo instituto Rzhiga empregando um par de mini computadores SM-4 e um especial Fourier Transform Processor (SPF-SM);de 20-mips, criado pelo instituto de Controle Eletrônico de Computadores liderado por Iu.N. Alexandrov.
Cada uma destas tiras era unida em mosaicos que formaram um mapa de parte da região norte de Vênus. Um catálogo de 27 mosaicos foi montado, cada um com 4000 x 5000 pixels, empregando projeção Lambert-Gauss.. As sondas estavam numa órbita polar de 24 horas, a cerca de 1000 km de altitude do polo norte. A área mapeada foi a região norte, do polo até a latitude 30N. Os soviéticos não tinham uma rede como a Deep Space dos EUA para manter comunicação 24 horas com suas naves, então a órbita era sincronizada para manter contato com o radiotelescópio de Evpatoria, na Criméia.
Muitas correções orbitais foram feitas para manter a forma da órbita. Alternava-se entre o altímetro e o radar a cada 0,3 segundos. O altímetro era composto por uma antena parabólica de 1 metro de diâmetro, um oscilador principal e um modulador de fase. As medições do altímetro eram feitas a cada 2,5 quilômetros, com uma resolução vertical de 230 metros. Foram obtidas 415 mil leituras do altímetro. A qualidade dos dados obtidos era excepcional.
Na Internet, conta-se que foram construídas as Venera 17 e 18, mas não foram lançadas. Conta-se que as duas foram vendidas nos anos 90 por apenas 3 milhões de dólares. Mas as últimas naves soviéticas a visitar Vénus não foram as Venera, mas as sondas Vega. E elas não ficariam contentes só em visitar Vênus.
VEGA
A ideia surgiu durante um coquetel entre soviéticos e franceses, em 1977. As sondas Vega seriam destinadas apenas a estudar o planeta Vénus. Mas, durante uma palestra, um cientista francês chamado Jacques Blamont comentou sobre o cometa Halley, que iria passar perto da Terra em 1986 e sugeriu aos soviéticos direcionar as sondas Vega para a exploração do cometa. Os soviéticos levaram o comentário a sério e criaram uma dupla de sondas para explorar o cometa. Foram batizadas Vega devido à união de 2 as primeiras sílabas de Vênus (Venera) e Halley (Galley). Foram lançadas respectivamente em 15 e 20 de Dezembro de 1984. Chegarão a Vênus em junho de 1985 para estudar sua atmosfera e deixar instrumentos em sua superfície.
Da mesma forma que as Veneras, era composto de duas partes, um Orbiter e um Lander.. Las Vega levavam experiências feitas na França. Cada módulo tinha medidores de temperatura e pressão, e era capaz de fazer análise do solo venusiano. Depois de estudar Vênus, foram inscritas para estudar o cometa Halley, em março e junho de 1986. Juntamente com as sondas Vega, a sonda europeia Giotto e a sonda japonesa Planet A tambem estudaria o cometa Halley.
O seu equipamento era composto por câmaras fotográficas, um espectrómetro, um sensor infravermelho, magnetômetros e sensores de plasma. Todos os instrumentos estavam instalados em uma plataforma perpendicular que podia ser girada em 2 direções. Os instrumentos da sonda estavam protegidos por um escudo, para evitar danos por micro meteoritos. O Lander da Vega 2 aterrissou em 18 de Junho de 1985, e analisou o solo durante 50 minutos. O Lander da Vega 1 chegou ao solo venusiano em 11 de junho do mesmo ano. Quando as sondas Vega se aproximaram do cometa Halley, elas estavam a 77,7 Km/s. Vega 1 passou a 100 mil quilômetros do cometa em 06 de março de 1986. Vega 2 chegou mais perto, 3 mil quilômetros em 15 de junho do mesmo ano.
Os balões foram o principal destaque da missão em Vênus. Cada Vega tinha um balão de teflon, que foi lançada quando o Lander estava a 50 km de altitude. O teto de operação era a 54 quilômetros, onde a temperatura era de apenas 32 graus. Seus instrumentos eram da Rússia, França e os Estados Unidos. Funcionaram durante 46 horas, e viajou um terço da volta ao planeta. Uma equipe de 20 rádios observatórios de 10 países, como União Soviética, Estados Unidos, França, África do Sul e Brasil participaram da coleta de dados dos balões. A posição do balão era obtida com um erro de 15 quilômetros. Cada balão tinha 3,54 metros de diâmetro, e uma gôndola com 1,3 metros. O fio que ligava o balão à gôndola tinha 13 metros de comprimento. O peso total era de 21 quilos, sendo 12 do balão, 2 do gás hélio para inflar, e 6,9 dos instrumentos. A duração da missão foi limitada pelas baterias. A velocidade de transmissão de dados era de apenas 2048 bits por hora. A maioria das experiências enviava dados a cada 75 segundos. A radiação era medida a cada meia hora, e registros de relâmpagos a cada 10 minutos. Estas foram as últimas missões enviadas a Vênus pelos russos.
Do lado norte americano, a sonda Magellan lançada em 1989 completaria o trabalho das Venera, fazendo um mapa detalhado de todo o planeta, e ampliando o conhecimento do planeta que tinha sido aprendido com os russos. Entre 2006 a 2015 a agência espacial europeia operou a sonda Venus Express, fazendo importantes estudos sobre a atmosfera venusiana.
O PLANETA
Na mitologia romana, Vênus era a deusa do amor e da beleza. Na astronomia, Vénus é o segundo planeta do nosso sistema estelar. A Terra e Vénus são muito semelhantes em tamanho, mas diferentes nas condições climáticas. O nosso vizinho não tem oceanos, e a sua atmosfera é constituída principalmente por dióxido de carbono. As nuvens têm gotas de ácido sulfúrico, e na superfície, a pressão chega a ser 92 vezes maior que a pressão ao nível do mar.
Isto não é tudo. A temperatura da superfície é de 482 graus Celsius. Uma temperatura tão alta deve-se ao efeito estufa, causado pela pesada atmosfera de dióxido de carbono. A luz do astro-rei aquece a superfície de Vénus, mas a atmosfera acende o calor irradiado pela superfície, tornando Vénus mais quente que Mercúrio. O período orbital de Vênus é de 225 dias. Um dia venusiano tem 243 dias (sim, 5832 horas). Sua rotação é ao contrário, de leste para oeste. Sua distância do Sol é de 108 milhões de quilômetros. A superfície do planeta é em termos geológicos novos, e deve ser formada entre 300 a 500 milhões de anos passados. Sua topografia é caracterizada por vastas planícies cobertas de lava e regiões montanhosas deformadas pela atividade geológica. Também tem muitos Crateras, sendo difícil encontrar Crateras com menos de 2 km. de diâmetro.
O COMEÇO
A sorte ajuda quem tem audácia, mas não estava com os soviéticos em suas primeiras tentativas de chegar a Vênus. A primeira tentativa de chegar a Vênus foi o Sputnik 7, lançado em 04 de fevereiro de 1961. Foi também o primeiro a ser mal sucedido, ficando preso na órbita terrestre.
Passados 8 dias, nova tentativa, com a Venera 1, mas a Venera 1 viajou pelo espaço 5 milhões de quilómetros até perder o contacto com a Terra. Um começo nada promissor. Os soviéticos, com outros planos em mente, deixaram Vênus para o ano seguinte. O Sputnik 7 levava uma cápsula que seria aterrissada em Vênus, contendo, além dos equipamentos científicos, um disco com o desenho do escudo de armas da URSS. Como o satélite caiu na Terra, por pura casualidade o disco foi recuperado, e nos anos 90 foi vendido no leilão Sothebys.
Em 1962, três sondas Veneras foram lançadas, uma em agosto e duas em setembro, mas as três não deixaram a órbita terrestre. Em novembro de 1963, nova tentativa, novamente o mesmo problema. Outros 2 lançamentos em 1964 também foram coroados com o mesmo problema. Que problema era este que não deixava viajar as sondas?. Os foguetes do tipo Vostok tinham 3 etapas, mas para viajar a Marte ou a Vênus uma nova etapa foi acrescentada ao foguete. Esta nova etapa era nova, e não era muito confiável, por isso, o problema não era chegar à órbita terrestre, o problema era sair rumo a Vênus. Muitas naves do tipo Mars ou Luna também foram vítimas do foguete. Os primeiros resultados só viriam depois de 1965.
OS PRIMEIROS SUCESSOS
Em novembro de 1965, um trio de cosmonaves parte rumo a Vênus. As duas primeiras, Venera 2 e Venera 3 conseguem sair da órbita terrestre com sucesso, a terceira, Cosmos 96, fica de novo por aqui. Venera 2 consegue chegar a 24 mil quilómetros de Vénus. Venera 3 consegue entrar na atmosfera de Vênus, mas as comunicações são perdidas. A próxima tentativa seria realizada 2 anos depois, com resultados melhores. Uma dupla parte em 1967, Venera 4 e Cosmos 167. O Cosmos é mal sucedido, e a Venera 4 chega até Vénus.
Quando estava a 45 mil quilômetros de distância, uma cápsula de 1 metro de diâmetro separa-se da nave, iniciando sua missão rumo à superfície venusiana. A cápsula, com 383 quilos, funciona por 94 minutos, deixando de funcionar a apenas 25 quilômetros da superfície. O peso das naves Venera era de pouco mais de 1 tonelada.
Em 1969, partem as Venera 5 e Venera 6, com peso de 1130 quilos. Ambas as sondas viajam sem problemas e lançam as respectivas cápsulas rumo a Vénus. As cápsulas, de 405 quilos, sofrem o mesmo destino da Venera 4. São destruídas antes de atingir o solo pela forte atmosfera venusiana. Chegar ao solo seria algo reservado ao número 7 da família. Finalmente, a Venera 7 chegava à superfície de Vénus. Esta sonda decolou de Baikonur em 17 de agosto de 1970.Sua cápsula de 495 quilos chegou a Vênus em 15 de dezembro de 1970, depois de 31 minutos. Seus paraquedas foram abertos a 60 Km. de altitude. Funcionou por 40 minutos. Os ventos eram de 25 a 51 Km. por hora.
A Venera 7 foi a primeira nave a transmitir informações da superfície de Vénus, mas não enviou imagens. Até a Venera 7, as sondas tentavam descer no lado escuro de Vênus, mas depois, as aterrissagens seriam apenas no lado iluminado. As sondas Venera tinham um fotómetro ultravioleta, uma fotografia polarímetro, um espectrómetro infravermelho, um radiómetro infravermelho. um magnetômetro, um detector de partículas carregado e um sistema de TV.
Em 1972, um trio de sondas parte a Vênus, a Venera 8, e os Cosmos 359 e Cosmos 482. Os Cosmos têm problemas na órbita da Terra, a Venera 8. Venera 8 chega à superfície venusiana, mas nada de fotos. Funcionou por 50 minutos. As primeiras fotos da superfície só viriam em 1975.
A PRIMEIRA FOTO DA SUPERFCIE
As ambições soviéticas tinham por objetivo fazer uma nave chegar intacta à superfície venusiana, para obter dados sobre sua superfície. Para esse fim, seriam feitos extensos testes e novos sistemas seriam empregados.
Antes de tudo, havia muitos fatores positivos para a exploração de Vênus. Este planeta podia ser alcançado mais facilmente que Marte, algo muito bom pois a durabilidade dos instrumentos não era muito boa, e um voo para Marte era bem mais demorado. A carga que poderia ser enviada era maior do que a que poderia ser enviada para Marte. Para Marte, podíamos enviar 4,6 toneladas, para Vénus, 5,3 toneladas. Muitos testes foram feitos no período de 1974 a 1975 no departamento 318 do centro de testes NIIKhIMMash perto de Zagorsk. As novas Venera seriam compostas de 2 veículos, um Orbiter destinado a orbitar em planeta e um Lander destinado a estudar a superfície.
Sobre eles falaremos detalhadamente a seguir: O Orbiter tinha 2,9 metros de altura e 6,7 metros de comprimento entre seus dois painéis solares. Era equipado com um computador de voo responsável por processar informações obtidas do sensor de Sol e estelar, empregados para navegação. O computador mandava ordens aos giroscópios do sistema de orientação triaxial. Os painéis solares eram pequenos, de 1,25 x 2,1 metros, por isso a proximidade com o Sol, o que fazia a captação de energia bem maior do que em uma missão a Marte. A exposição ao Sol exigia um sistema de refrigeração composto por um radiador e um sistema de canos que transportava um líquido refrigerador da parte principal do Orbiter até dentro do Lander. O sistema de propulsão era composto por motores KRD-425A, também conhecidos como 11D425, criados por Alexei Isaevs do bureau KB KhIMMash em Podlipki. Os motores seriam utilizados para correções de trajetória e orbitar Vênus. Foram testados no Teste Facility No. 103 do Centro NIIKhIMMash perto da cidade de Zagorsk.
Os instrumentos científicos do Orbiter eram um sistema de imagens, um espectrômetro de imagens ultravioleta francês para estudar as emissões Lyman-Alpha nas proximidades de Vênus, um instrumento ultravioleta para estudar as nuvens, um radiómetro infravermelho, um magnetômetro, um foto polarímetro, um detector de íons e elétrons e, finalmente, um espectrómetro óptico.
O Lander era coberto por uma esfera de 1 metro de diâmetro, especialmente criada para resistir a temperaturas de 10 mil graus Celsius atingidas durante a entrada na atmosfera venusiana. Antes da entrada, o sistema de refrigeração mantinha a temperatura do Lander entre -8 a -10 C. A parte superior do Lander era semelhante a um chapéu, e tinha esta forma para frear a descida. O Lander tinha baterias, equipamento de controle de voo, sistema de refrigeração e vários instrumentos científicos. Para obter imagens da superfície, o Lander tinha um sistema de imagens panorâmicas composto de 2 câmeras instaladas simetricamente em gôndolas localizadas 90 centímetros sobre a base do Lander, com resolução de 70 mil pixels e 500 linhas de 128 pixels cada.
As câmeras eram instaladas inclinadas, e à distância de 1 metro podia distinguir objetos do tamanho de 4 milímetros. As imagens de 115 x 512 pixels eram escaneadas à velocidade de 3,5 segundos por linha. As sondas lunares tinham melhores resultados, mas isto se devia à baixa transferência de dados, de 256 bits por segundo. Entre outros instrumentos, tinha um termómetro, um barómetro, um espectrómetro de massa para determinar a concentração de moléculas em alturas entre 63 e 34 kms, sensores para medir o nível de aerossol na atmosfera, Um espectrómetro multicanal para detectar elementos radioactivos na superfície, um densitometro de radiação, acelerómetros para medir as forças G durante a descida. O Lander pesava 1560 Kg. com o escudo térmico e 660 Kg. sem. Para testar a sequência de aterragem, várias versões de testes foram tiradas de helicópteros e aviões.
A Venera 9, lançada em 08 de junho de 1975, foi o primeiro objeto humano a fotografar a superfície de outro planeta. Após 236 dias, Venera 9 chegou a Vênus em 22 de outubro do mesmo ano. Foi o primeiro satélite venusiano, em uma órbita de 1510 x 111200 kms com 48 h 18 m de duração. O Lander entrou num ângulo de 20,5 graus na atmosfera, inicialmente a 10,7 kms por segundo. Um paraquedas foi ativado ao chegar a 65 kms de altitude. Um sistema de 3 paraquedas, bem como a ejeção da coberta térmica foi feito ao chegar a 62 kms. Os paraquedas foram ejetados ao atingir 50 kms, e a forma de "chapéu" do Lander foi responsável por frear a descida, em uma atmosfera cada vez mais densa.
A velocidade do vento nas regiões mais próximas da superfície era bem menor que as regiões mais altas. Um sistema inflável ao redor da base do Lander amorteceu o impacto com a superfície. Dois minutos após a aterragem, as imagens começaram a ser obtidas, mas a cobertura de uma das câmaras não foi aberta, limitando o campo de visão a 180 graus. A região de aterragem chamava-se Alpha Regio. A perda de comunicação é atribuída não à destruição dos sistemas internos pelo calor, mas pelo Orbiter estar fora do campo de comunicação com o Lander. As imagens da Venera 9 mostram boa visibilidade, rochas planas com até 10 metros de tamanho, pouca poeira, e rochas com tamanhos médios de 50 a 70 com cantos arredondados, que podem ter sofrido um lento processo de erosão. A temperatura era de 485ºC e a pressão era de 90 atmosferas. A cápsula de 660 quilos, demorou 75 minutos para tocar terra, na latitude 30N e longitude 293. Funcionou por apenas 53 minutos, mas enviou uma imagem branca e preta do local de aterragem. A pressão no local era 90 vezes maior que na Terra, ao nível do mar.
Sua irmã, a Venera 10, chegaria à superfície em 25 de outubro, na latitude 15N, longitude 295. O local de aterragem era um pouco pior, tinha pressão de 92 vezes o nível do mar, e temperatura de 465 graus Celsius. Da mesma forma que a missão anterior, uma das coberturas de uma das câmeras panorâmicas não se soltou. O local de aterragem era um deserto plano localizado 2200 kms do ponto de aterragem do Venera-9. A densidade do solo era comparável às rochas terrestres do tipo basáltico.
Os orbitadores Venera-9 e Venera-10 obtiveram com seu radar bi estático de 32 centímetros 55 imagens de radar de 400 a 1200 Km. de comprimento por 100 a 200 de comprimento. A resolução variava de 80 a 100 kms por pixel. Em 1978, outra dupla de Veneras foi rumo ao planeta, mas não tiraram fotos da superfície. A Venera 11, lançada em 09 de setembro de 1978, chegou ao planeta no dia 27 de dezembro. Seu Orbiter ficou em órbita solar. Foi detectada 40 vezes mais argonio do que na Terra. A Venera 12 foi a primeira a levar experiências internacionais. Estas experiências foram para os estudos dos raios gama de origem solar e galáctica, e foram feitas por cientistas alemães e franceses.
Em 1981, outra dupla de Veneras seria lançado, mas como novidade, eles tomariam as primeiras fotos coloridas da superfície. Venera 13 foi lançada em 30 de outubro de 1981 e chegou a Vênus em 01 de março do ano seguinte. A Venera 14 chegaria a Vénus 4 dias depois, e além das fotos coloridas, faria as primeiras análises do solo. As cápsulas aguentariam quase duas horas com os rigores climáticos de Vénus. A durabilidade era um problema muito grande, visto que os equipamentos que a cápsula transportava não funcionavam nas condições climáticas venusianas, e deviam ser refrigerados. Quando o sistema de refrigeração parou de funcionar, o equipamento derreteu e o contato foi perdido. As Venera-13 e Venera-14 obtiveram as primeiras imagens coloridas de alta resolução da superfície. A transmissão foi melhorada, permitindo que cada linha de uma imagem de 252 x 1042 pixels fosse transmitida a cada 0,92 segundos. Os russos não ficaram felizes só com fotos coloridas e análise do solo. Queriam saber mais sobre nosso vizinho, e as próximas missões aumentariam muito o conhecimentos sobre o planeta.
MAPEAMENTO POR RADAR
As últimas sondas da série, a Venera 15 e a Venera 16, foram lançadas respectivamente em 2 de Junho e 7 de Junho de 1983. Chegaram a Vênus no início de outubro do mesmo ano. Como novidade, tinham um sistema de radar e um altímetro, para mapear a superfície de Vênus. Como a pesada atmosfera venusiana não permite ver o solo, o radar se faz necessário. Os russos usaram radares pela primeira vez nos anos 70, como parte da série de satélites militares navais Okean. O radar já tinha sido utilizado em Vénus pela sonda norte-americana Pioneer Venus, nos anos 70. Esta sonda tinha feito um mapa completo do radar do planeta, com resolução de 50 quilómetros. Mas estas Veneras foram as primeiras sondas a usar radares de abertura sintética em outro planeta. A antena parabólica de 2,6 metros utilizando um sistema de telemetria de banda de 5 cm. construído pela OKB-MEI podia transferir 100 kilobits/sec para a antena de 70 metros de diâmetro de Evpatoriia ou para a antena de 64 metros de diâmetro de Bear Lakes. Os instrumentos destas Venera eram o radar de abertura sintética Polyus-V utilizado para mapear a superfície, o Altímetro radar Omega, o espectrómetro infravermelho Fourier, seis sensores e detectores de raios cósmicos, e finalmente detectores de plasma solar. O espectrómetro Fourier foi criado por V.I. Moroz.
Os experimentos de raios cósmicos e do vento solar foram criados pelo instituto de física nuclear da universidade de Moscou, e foram incluídos em todas as naves soviéticas desde a Venera 1. Durante 8 meses, as Venera fizeram um mapa de radar da superfície, com resolução de 1 a 2 km. O radar era um sistema de observação lateral, que operava no comprimento de onda de 8 centímetros. A antena tinha o tamanho de 6 x 1,4 metros. Era possível obter 1 imagem de radar por orbita, que mostrava uma área de 120 x 7500 quilômetros, que demorava 16 minutos para ser projetada. O radar era usado juntamente com um rádio altímetro.
Por dia, a quantidade de dados transmitidos à Terra era de 8,1 megabytes, entre dados do radar, do altímetro e do espectrómetro infravermelho. Vamos conhecer com mais detalhes como um mapa de radar de Vênus. O radar iluminava por micro-ondas durante 3,9 milissegundos um ponto da superfície. O pulso era modulado em 20 ciclos de 127 fases, e ao ser recebido de volta, era armazenado em uma sequência numérica de 2540 números complexos (sendo 4 bits reais e 4 bits imaginários). Isto era repetido a cada 0,3 segundos, os dados armazenados na memória RAM e gravados em 2 gravadores de fita onboard alternados. Na Terra, os dados eram analisados por computador, e o sinal era separado por filtros digitais de eventuais atrasos na recepção. A região mapeada era dividida em 127 faixas. Eram removidas distorções causadas pelo movimento da nave ao redor de Vênus, e no final, obtinha-se com os dados uma imagem de 31 por 127 pixels. 3200 imagens de radar como estas eram combinadas em uma tira de 195 x 10000 pixels, onde entre 6 a 14 imagens podiam sobrepor cada elemento da superfície. O processamento destes dados era feito pelo instituto Rzhiga empregando um par de mini computadores SM-4 e um especial Fourier Transform Processor (SPF-SM);de 20-mips, criado pelo instituto de Controle Eletrônico de Computadores liderado por Iu.N. Alexandrov.
Cada uma destas tiras era unida em mosaicos que formaram um mapa de parte da região norte de Vênus. Um catálogo de 27 mosaicos foi montado, cada um com 4000 x 5000 pixels, empregando projeção Lambert-Gauss.. As sondas estavam numa órbita polar de 24 horas, a cerca de 1000 km de altitude do polo norte. A área mapeada foi a região norte, do polo até a latitude 30N. Os soviéticos não tinham uma rede como a Deep Space dos EUA para manter comunicação 24 horas com suas naves, então a órbita era sincronizada para manter contato com o radiotelescópio de Evpatoria, na Criméia.
Muitas correções orbitais foram feitas para manter a forma da órbita. Alternava-se entre o altímetro e o radar a cada 0,3 segundos. O altímetro era composto por uma antena parabólica de 1 metro de diâmetro, um oscilador principal e um modulador de fase. As medições do altímetro eram feitas a cada 2,5 quilômetros, com uma resolução vertical de 230 metros. Foram obtidas 415 mil leituras do altímetro. A qualidade dos dados obtidos era excepcional.
Na Internet, conta-se que foram construídas as Venera 17 e 18, mas não foram lançadas. Conta-se que as duas foram vendidas nos anos 90 por apenas 3 milhões de dólares. Mas as últimas naves soviéticas a visitar Vénus não foram as Venera, mas as sondas Vega. E elas não ficariam contentes só em visitar Vênus.
VEGA
A ideia surgiu durante um coquetel entre soviéticos e franceses, em 1977. As sondas Vega seriam destinadas apenas a estudar o planeta Vénus. Mas, durante uma palestra, um cientista francês chamado Jacques Blamont comentou sobre o cometa Halley, que iria passar perto da Terra em 1986 e sugeriu aos soviéticos direcionar as sondas Vega para a exploração do cometa. Os soviéticos levaram o comentário a sério e criaram uma dupla de sondas para explorar o cometa. Foram batizadas Vega devido à união de 2 as primeiras sílabas de Vênus (Venera) e Halley (Galley). Foram lançadas respectivamente em 15 e 20 de Dezembro de 1984. Chegarão a Vênus em junho de 1985 para estudar sua atmosfera e deixar instrumentos em sua superfície.
Da mesma forma que as Veneras, era composto de duas partes, um Orbiter e um Lander.. Las Vega levavam experiências feitas na França. Cada módulo tinha medidores de temperatura e pressão, e era capaz de fazer análise do solo venusiano. Depois de estudar Vênus, foram inscritas para estudar o cometa Halley, em março e junho de 1986. Juntamente com as sondas Vega, a sonda europeia Giotto e a sonda japonesa Planet A tambem estudaria o cometa Halley.
O seu equipamento era composto por câmaras fotográficas, um espectrómetro, um sensor infravermelho, magnetômetros e sensores de plasma. Todos os instrumentos estavam instalados em uma plataforma perpendicular que podia ser girada em 2 direções. Os instrumentos da sonda estavam protegidos por um escudo, para evitar danos por micro meteoritos. O Lander da Vega 2 aterrissou em 18 de Junho de 1985, e analisou o solo durante 50 minutos. O Lander da Vega 1 chegou ao solo venusiano em 11 de junho do mesmo ano. Quando as sondas Vega se aproximaram do cometa Halley, elas estavam a 77,7 Km/s. Vega 1 passou a 100 mil quilômetros do cometa em 06 de março de 1986. Vega 2 chegou mais perto, 3 mil quilômetros em 15 de junho do mesmo ano.
Os balões foram o principal destaque da missão em Vênus. Cada Vega tinha um balão de teflon, que foi lançada quando o Lander estava a 50 km de altitude. O teto de operação era a 54 quilômetros, onde a temperatura era de apenas 32 graus. Seus instrumentos eram da Rússia, França e os Estados Unidos. Funcionaram durante 46 horas, e viajou um terço da volta ao planeta. Uma equipe de 20 rádios observatórios de 10 países, como União Soviética, Estados Unidos, França, África do Sul e Brasil participaram da coleta de dados dos balões. A posição do balão era obtida com um erro de 15 quilômetros. Cada balão tinha 3,54 metros de diâmetro, e uma gôndola com 1,3 metros. O fio que ligava o balão à gôndola tinha 13 metros de comprimento. O peso total era de 21 quilos, sendo 12 do balão, 2 do gás hélio para inflar, e 6,9 dos instrumentos. A duração da missão foi limitada pelas baterias. A velocidade de transmissão de dados era de apenas 2048 bits por hora. A maioria das experiências enviava dados a cada 75 segundos. A radiação era medida a cada meia hora, e registros de relâmpagos a cada 10 minutos. Estas foram as últimas missões enviadas a Vênus pelos russos.
Do lado norte americano, a sonda Magellan lançada em 1989 completaria o trabalho das Venera, fazendo um mapa detalhado de todo o planeta, e ampliando o conhecimento do planeta que tinha sido aprendido com os russos. Entre 2006 a 2015 a agência espacial europeia operou a sonda Venus Express, fazendo importantes estudos sobre a atmosfera venusiana.
