АМС - розвідники Всесвіту, безпілотні космічні літальні апарати, призначені для польоту до інших небесних тіл із метою вивчення Сонячної системи.

РЕФЕРАТ

КОСМІЧНІ АПАРАТИ, ЩО ВИВЧАЛИ МЕРКУРІЙ І ВЕНЕРУ

Наша планета оточена з усіх боків таємничим і неосяжним світом небесних тіл. Неозброєним оком можна спостерігати тільки деякі з них - Сонце, Місяць, 5 планет і найбільш яскраві зорі

З розвитком позаатмосферної астрономії стало можливим не тільки вивчення форм далеких космічних тіл за знімками, отриманими з орбітальних лабораторій, але і детальне вивчення проб ґрунту з цікавих для астрономів космічних об'єктів, доставлених з автоматичних міжпланетних станцій (АМС).

Автоматичні міжпланетні станції дозволяють проникнути в таємничі куточки космосу, не задіявши при цьому безпосередньо фізичну одиницю, тобто людина вкладає в літальний, повністю комп'ютеризований апарат програму дій, а сама при цьому залишається на Землі. Крім того, чимало областей Сонячної системи мають суворі атмосферні умови, непридатні для людського організму, деякі з них розташовані від нашої планети так далеко, що не вистачить одного людського життя, щоб досягти їхньої поверхні.

АМС запускаються багатоступінчастими ракетами-носіями, які, як правило, спочатку виводять їх на проміжні навколоземні орбіти, а потім надають їм другої космічної швидкості й виводять на міжпланетні орбіти.

Дослідження за допомогою АМС здійснюються за різними схемами:

· пролітний (облітний) варіант - при прольоті АМС на близькій відстані від небесного тіла, причому вимірювання проводяться на ділянці максимального зближення;

· варіант супутника планети;

· варіант посадки на небесне тіло.

Два останні варіанти сьогодні воліють поєднувати: АМС робить обліт космічного тіла або виводиться на орбіту його штучного супутника, від неї відокремлюється відсік або апарат, що спускається й здійснює посадку на планету. За такою змішаною схемою вже проводилися дослідження (Венера, Марс).

Оскільки АМС доводиться передавати важливу інформацію на Землю з величезних відстаней, вони обладнуються сонячними батареями або радіоізотопними джерелами електроенергії, руховими установками для корекції траєкторії на міжпланетних ділянках польоту, переходу на орбіту навколо планети і маневрування у навколопланетному просторі, а також великими параболічними антенами, діаметр яких сягає 2-3 м. Маса АМС, у залежності від оснащеності, варіюється від десятків кілограмів до тисяч.

АМС оснащуються різноманітною апаратурою для дослідження самої планети та її атмосфери. Склад наукової апаратури визначається завданнями, що поставлені перед польотом..

Меркурій – найближча до Сонця, внутрішня планета.

Його орбіта розташована ближче до Сонця, ніж орбіта Землі. Відтоді, як 2006 року Плутон втратив статус планети, Меркурій є найменшою планетою Сонячної системи.

Природних супутників у Меркурія немає. Причиною такої „самотності” є близькість планети до Сонця, потужне гравітаційне поле якого позбавляє бідолашного Меркурія всіх кандидатів у супутники.

Меркурій – найменш вивчена планета земної групи. Лише два апарати досліджували його. У 1974–1975 роках „Марінер-10” тричі пролетів повз Меркурій, наблизившись до нього на 320 км. Апарат надіслав кілька тисяч знімків, що зображали приблизно 85 % поверхні планети.

На сьогодні НАСА здійснила другу місію до Меркурія – „MESSENGER”.

Апарат, запущений 3 серпня 2004 року, в січні 2008 року вперше пролетів повз Меркурій.

Для виходу на орбіту навколо планети і перевірки роботи обладнання 2011 року “MESSENGER” здійснив ще два маневри в гравітаційному полі планети (у жов-тні 2006 року та в червні 2007 року). На початку 2013 року НAСA повідомило: завдяки апарату „MESSENGER” є повна точна карта поверхні планети.

Представники НАСА заявили про те, що їх апарат Messenger, який вивчав Меркурій, розбився об поверхню найближчої до Сонця планети. Апарат, як заявляють в НАСА, розбився об Меркурій на швидкості майже 4 кілометри в секунду. Сила удару повинна бути така, що на поверхні залишиться кратер, діаметром в 15 метрів. На жаль, настільки визначна подія відбулася, коли Messenger знаходяться на невидимій з Землі стороні Меркурія, так що вчені можуть тільки гадати, що ж там сталося. Втім, експертам, як заявляють в НАСА, вдалося прорахувати час і приблизний район падіння даного космічного тіла.

Космічний апарат Messenger зробив неоціненний внесок у вивчення Меркурія. На борту зонда закінчилося паливо для коригування орбіти, що призвело до його поступового зниження під впливом гравітації найближчої до Сонця планети. Вчені НАСА раніше виконали декілька маневрів для того, щоб продовжити термін служби апарату на декілька місяців. Зонд Messenger відправився в космос ще в далекому 2004 році. Внаслідок вкрай складної програми польоту, з численними гравітаційними маневрами в районі інших планет, апарат зміг досягти Меркурія лише в 2011 році. Втім, зонд вивчав дану компактну планету в чотири рази довше, ніж передбачалося програмою....

На фото. Знімок ділянки поверхні Меркурія, отриманий апаратом MESSENGER

Європейське космічне агентство (ЄКА) спільно з японським аерокосмічним дослідницьким агентством (JAXA) розробляє місію BepiColombo. Два космічних апарати – Mercury Planetary Orbiter(MPO) та Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO) – вкупі полетять до Меркурія.

MPO призначений для дослідження поверхні та внутрішньої будови планети, в той час як MMO досліджуватиме магнітосферу Меркурія.

Після всіх тестів, модулі BepiColombo відправлять на космодром у Куру у Французькій Гвіані, де запустять у квітні 2018 року.

Венера

Зображення Венери в справжніх кольорах (результат обробки знімків «Марінера-10»)

Венера - друга за розташуванням від Сонця (108 млн. км) і найближча до Землі планета Сонячної системи. Венеру можна спостерігати на небі після заходу сонця (вечірня зоря) або незадовго до його сходу (ранкова зоря). Венера — найяскравіше світило на небі після Сонця й Місяця.

Дослідження Венери становили собою певні труднощі, тому що її атмосфера виявилася дуже щільною і могутньою: вона складається на 95% з вуглекислого газу, оповита до того ж шаром хмар, який складається з крапель сірчаної кислоти й обертається набагато швидше, ніж сама планета. До складу атмосфери входить також близько 3% азоту і невелика кількість інертних газів, кисню, окису карбону, хлороводню і фтороводню, міститься близько 0,1% водяної пари. Вуглекислий газ і водяна пара створюють в атмосфері Венери парниковий ефект, зумовлений, у свою чергу, сильним поглинанням цими газами теплового випромінювання.

Температура біля поверхні планети сягає 747 К, тиск 90 атм., а густина газу в 60 разів більша, ніж у земній атмосфері. В атмосферному шарі бушують шторми зі швидкістю вітру, яка зростає від 0,5 м/с біля поверхні до 100 м/с біля верхньої межі хмар. Блискавки із силою у 25 разів більшою, ніж земні, пронизують щільну атмосферу планети. Висока грозова активність ймовірно пояснюється наявністю діючих вулканів на поверхні Венери.

Цікаво, що Венера обертається у зворотний бік у порівнянні з Землею й іншими планетами з нахилом осі обертання до площини орбіти майже 90°. Через таке незвичайне поєднання напрямків і періодів обертання навколо власної осі й навколо Сонця зміна дня і ночі на Венері відбувається за 117 діб, тому половина доби на Венері складає 58,5 земних діб.

2 лютого 1961 р. радянськими вченими була запущена перша автоматична станція "Венера-1", яка через три місяці пройшла на відстані близько 100 тис. км від Венери і вийшла на орбіту супутника Сонця. Радіозв'язок з цією станцією припинився через вихід із ладу бортової апаратури на відстані від Землі більш 3 млн. км. У грудні 1962 р. американська сторона послала в космос зонд "Маринер-2", що пройшов від Венери на відстані 35 тис. км. Встановлена на його борту апаратура (радіометр, магнітометр і т. ін.) показала, що магнітне поле планети невелике: магнітний момент Венери не перевищує 5-10% магнітного поля Землі. Також з'ясувалося, що радіовипромінювання формується в нижній частині атмосфери Венери, а не в іоносфері, як вважалося раніше.

Починаючи з 1965 р. на Венеру була послана ціла серія "Венер", які "крок за кроком" наближалися до поверхні планети, і в 1967 р. "Венера-4" здійснила спускання апарата, що відокремився перед входом автоматичної станції в атмосферу. Вперше в історії людства був проведений сеанс радіозв'язку, що тривав 93 хвилини. Був зроблений хімічний аналіз складу атмосфери, на різних рівнях виміряні її густина, тиск і температура. У результаті досліджень було встановлено, що вуглекислий газ є основним компонентом атмосфери, визначено ряд інших компонентів, була виміряна воднева корона Венери, отримано підтвердження про високий тиск і температуру в атмосфері планети.

Цікаво й те, що через день після посадки "Венери-4" на відстані 4 тис. км від поверхні планети пролетів американський "Маринер-2", завданням якого було вимірювання водневої корони й дослідження проходження радіосигналу крізь атмосферу й іоносферу.

З 1969 р. в атмосферу Венери був запущений ще ряд космічних станцій серії "Венера". Радянські вчені зробили корпуси апаратів міцнішими, і це дозволило апарату спочатку опуститися на рівень 19 км від поверхні планети, а потім і приземлитися на саму поверхню, де він пробув протягом 53 хвилин. Умови виявилися незвичайно суворими: тиск сягав 90 атмосфер, температура до 500°С, хмарний покрив, який огортає планету, виявився перенасиченим вуглекислим газом.

У 1972 р. була створена автоматична міжпланетна станція "Венера-8" нового покоління. Перед АМС стояло завдання провести нове й ширше коло дослідження атмосфери й поверхні Венери. Крім вимірювань атмосферного тиску, густини й температури були виміряні освітленість і вертикальна структура аерозольного середовища, у тому числі й шару хмар, визначені швидкості вітру на різних висотах в атмосфері за допплерівським зрушенням частоти радіопередавача, проведено гамма-спектроскопію поверхневих порід.

Фотометричні вимірювання показали, що хмарний шар простягається до висот близько 40 км, були оцінені його оптична товщина й прозорість. Освітленість на поверхні денної сторони Венери виявилася достатньою для зйомки зображення місця посадки. Вперше отримано висотний профіль швидкості вітру, що характеризується зростанням швидкості від 0,5 м/с біля поверхні до 100 м/с біля верхньої межі хмар. За вмістом природних радіоактивних елементів (Уран, Торій, Калій) поверхневі породи на Венері займають проміжне положення між базальтами й гранітами.

У лютому 1974 року на відстані 6 тис. км від Венери пройшов американський пролітний зонд "Маринер-10", оснащений телевізійною камерою, ультрафіолетовим спектрометром й інфрачервоним радіометром. Отримані телевізійні зображення хмарного шару використовувалися для дослідження динаміки атмосфери. За допомогою ультрафіолетового спектрометра була виміряна кількість гелію в атмосфері.

1975 рік став новим етапом у наукових космічних дослідженнях. Уперше станції нового покоління "Венера-9" і "Венера-10" стали штучними супутниками Венери, на які зі спускних апаратів передавалася, а потім ретранслювалася на Землю інформація. Уперше з планети були передані панорамні телевізійні зображення, виміряні густина, тиск, температура атмосфери, кількість водяної пари, проведені нефелометричні вимірювання часток хмар, вимірювання освітленості в різних ділянках спектра. Для вимірювань характеристик ґрунту крім гамма-спектрометра використовувався радіаційний вимірювач густини.

У 1978 р. за допомогою АМС "Венера-11" і "Венера-12" досліджували хімічний склад нижньої атмосфери планети методами мас-спектрометрії, газової хроматографії, оптичної й рентгенівської спектроскопії.

Одночасно з радянськими АМС проходила робота американського проекту "Піонер-Венера". що містив у собі супутник і чотири атмосферні зонди. На поверхню Венери в чотирьох різних точках здійснили посадку один великий і три малі зонди (великий і один малий на денний бік, 2 інші малі - на нічну поверхню). Завданням експерименту було дослідження структури, хімічного складу, оптичних властивостей і теплового режиму атмосфери, властивостей хмар. Були також проведені вимірювання нейтрального й іонного складу верхньої атмосфери, плазмові й магнітні вимірювання, досліджений рельєф значної частини планети.

У 1982 р. за допомогою АМС "Венера-13" і "Венера-14" були вперше отримані кольорові панорами поверхні планети.

Спускні апарати провели буравлення ґрунту (при температурі 470°С і тиску біля поверхні 93,5 • 105 Па). Розпечений ґрунт, добутий буровою установкою, транспортувався складною системою трубопроводів усередину міцного корпуса спускного апарата, де був проведений його хімічний аналіз.

У 1983 р. за допомогою АМС "Венера-15" і "Венера-16" були вперше отримані радіолокаційні зображення північної приполярної області Венери. На зображеннях добре видно кратери, пасма, височини, великі розлами, гірські хребти.

У 1984 р. з інтервалом у 6 діб в СРСР були запущена ідентичні АМС "Вега-1" і "Вега-2", обладнані спускними апаратами. Метою запуску було вивчення комети Галлея пролітними апаратами з відстані близько 10 тис. км. У 1985 р. вперше в атмосфері Венери аеростатні зонди (діаметром 3,4 м) наповнили гелієм оболонки. Програма АМС серії "Вега" дозволила вперше здійснити унікальний експеримент щодо прямого вимірювання швидкості вітру біля верхньої частини венеріанського хмарного покриву.