Пилотируемый облёт Венеры

Пилотируемый облёт Венеры рассматривался НАСА в середине 1960-х как часть дополнительной программы с использованием оборудования программы Аполлон. Запуск должен был состояться 31 октября 1973 года, облёт Венеры 3 марта 1974 и возвращение на Землю 1 декабря 1974.

Основы

Предполагаемая миссия использовала ракету Сатурн 5 для запуска экипажа из трёх человек в полёт вокруг Венеры, который бы продлился около года. Ступень S-IVB использовалась в качестве отсека, как и в орбитальной станции Скайлэб, изначально используясь как двигатель при запуске к Венере, а потом вентилируясь для удаления остатков топлива и преобразования в жилой отсек для экипажа на весь период миссии. Двигатель служебного модуля Аполлона использовался для коррекции курса на пути к Венере и обратно, и для торможения перед входом служебного модуля в атмосферу Земли. Для того, чтобы освободить больше места в космическом корабле для туннеля, соединяющего служебный модуль и S-IVB, двигатель SPS на служебном модуле был заменён на два двигателя от лунного модуля. Они давали аналогичную тягу с более короткими соплами, а также позволяли сделать миссию более безопасной за счёт дополнительного числа двигателей.

Предварительные исследования для облёта Венеры включали орбитальный тестовый полёт с отсеком на базе S-IVB и стыковочным узлом, и годичный полёт с S-IVB на почти геостационарной орбите вокруг Земли.

Необычной особенностью облёта Венеры, в отличие от полёта к Луне было то, что служебный модуль был отдельным и соединялся со ступенью S-IVB перед её включением, а перегрузки выталкивали астронавтов из кресел, а не прижимали к ним. Это было необходимо, потому, что имелось только небольшое "окно" для отмены запуска и возвращения служебного модуля на Землю в случае проблем с S-IVB, и все системы корабля должны были быть оперативными и проверяться перед сходом с околоземной орбиты для старта к Венере.

Научные цели

Задачами миссии были измерения и оценка:

• Плотности, температуры и давления атмосферы в зависимости от широты, долготы и времени.
• Поверхности планеты и её свойств.
• Химического состава нижней атмосферы и поверхности.
• Ионосферных данных, таких как радиоотражение, электронная плотность и свойства облачных слоёв.
• В оптической астрономии - ультрафиолетового и инфракрасного излучения вне атмосферы Земли для изучения пространственного распределения водорода.
• В солнечной астрономии - измерения солнечного спектра в ультрафиолетовой, рентгеновской и, возможно, инфракрасной областях, а также мониторинг событий на Солнце.
• В радиоастрономии и радиолокации - составление карты радиояркости неба и исследования солнечного, звёздного и планетарного радиоизлучения; радиолокация поверхности и Венеры и Меркурия.
• В рентгеновской астрономии - выявление и идентификация новых рентгеновских источников в Галактике и получение дополнительной информации об источниках ранее выявленных.
• Межпланетной среды в области между Землёй и Венерой, включая корпускулярное излучение, магнитные поля и метеороиды.
• Данных по планете Меркурий, которая была бы в близком противостоянии с Венерой приблизительно через две недели после её облёта.

Миссия

Фаза A

Phase A of the plan would have launched a 'wet workshop' S-IVB and a standard Block II Apollo CSM into orbit on a Saturn V. The crew would separate the CSM from the S-IVB by blowing off the SLA panels, then perform a Transposition and Docking maneuver similar to that conducted on the lunar flights, in order to dock with the docking module attached to the front of the S-IVB. Optionally they could then use the S-IVB engine to launch them into a high orbit before they vented any remaining fuel into space and entered the S-IVB fuel tanks to conduct experiments for a few weeks. After evaluating the use of the S-IVB as a long-term habitat for astronauts, they would separate the CSM from the S-IVB and return to Earth.

Фаза B

Phase B would test the Venus flyby spacecraft in a long duration mission in high orbit. A Saturn V would launch a Block III CSM designed for long-term spaceflight and a modified S-IVB with the Environmental Support Module required for the real Venus flyby, and following the transposition and docking maneuver the S-IVB engine would carry the spacecraft to a circular orbit at an altitude of about 25,000 miles around the Earth. This altitude would be high enough to be clear of Earth's radiation belts while exposing the spacecraft to an environment similar to that of a trip to Venus, yet close enough to Earth that the astronauts could use the CSM to return in a few hours in an emergency.

Power would probably be provided by solar panels similar to those used on Skylab, as fuel cells would require a very large amount of fuel to operate for a year. Similarly the fuel cells in the SM used to provide power on lunar flights would be replaced by batteries which would provide enough power for the duration of launch and re-entry operations.

Фаза C

Phase C would be the actual manned flyby, using a Block IV CSM and an updated version of the Venus flyby S-IVB which would carry a large radio antenna for communication with Earth and two or more small probes which would be released shortly before the flyby to enter the atmosphere of Venus. The Block IV CSM has LM engines replacing the Service Propulsion System engines, batteries to replace the fuel cells, and other modifications to support long-range communication with Earth and the higher re-entry velocities required for the return trajectory compared to a return from lunar orbit.

The Phase C mission was planned to launch in late October or early November 1973, when the velocity requirements required to reach Venus and the duration of the resulting mission would be at their lowest. After a brief stay in Earth parking orbit to check out the spacecraft the crew would head for Venus: in the event of a major problem during the Trans-Venus Injection burn, they would have roughly an hour to separate the CSM from the S-IVB and use the SM engine to cancel out most of the velocity they gained from the burn. This would put them into a highly elliptical orbit which would typically bring them back to Earth for a re-entry two to three days later. Beyond that time the SM engine would not have enough fuel to bring the CSM back to Earth before the SM batteries ran out of power: it would literally be 'Venus or Bust'.

After a successful S-IVB burn, the spacecraft would pass approximately 3000 miles from the surface of Venus about four months later. The flyby velocity would be so high that the crew would only have a few hours for detailed study of the planet. At this point, one or more unmanned probe landers would separate from the main craft and land on Venus.

During the rest of the mission the crew would perform astronomical studies of the Sun, the sky and Mercury, which they would approach within 0.3 Astronomical Units.

См. также

• Колонизация Венеры
• Пилотируемый полёт на Марс
• Тяжёлый межпланетный корабль

Ссылки

• Manned Venus Flyby study, Feb. 1, 1967
• Preliminary considerations of Venus exploration via manned flyby, Nov 30, 1967
• A Venus lander probe for manned flyby missions, Feb 23, 1968
• A survey of manned Mars and Venus flyby missions in the 1970s May 17, 1966
• Manned Venus flyby meteorological balloon system, July 29, 1968
• Experiment payload for manned venus encounter mission - venus tracking and data orbiter, Jun 13, 1968
• Drop sonde and photo sinker probes for a manned venus flyby mission , May 7, 1968

Внешние ссылки

• Human Venus Exploration Architecture Studies
• Manned Venus Orbiting Mission
• NASA Technical Memorandum - Manned Venus Orbiting Mission
• Overview of a related Apollo to Venus mission.
• Youtube video of the mission, simulated using the Orbiter Spaceflight Simulator