„Venera D“

dipl. inž. Draško I. Dragović


„Венера-Д“, gde „Д“ označava „dolgoživušćuju“ (dugotrajnu) misiju, biće prvi post-sovjetski
ruski projekat usmeren ka Veneri. Takođe je značajno da će uslediti nakon velikog projekta
„Фобос-грунт“ i serije ruskih lunarnih misija. „Venera-D“ treba da produbi naša znanja o
najbližem nam susedu u Sunčevom sistemu, a naročito o sudbini vode koja je (izgleda)
nekada davno tekla Venerom.

http://razbibriga.net/imported/2011/10/dzungla-1.jpg

Ako ruske sonde otkriju da je na Veneri stvarno ovako kako su nekada ljudi zamišljali,
prijavljujem se da odem tamo u jednom pravcu. Podseća me na zelenilo u mojoj vikendici
kad ne idem tamo mesec dana ...

Malo istorije

Prvi pokušaji Sovjeta da se dočepaju Venere datiraju još od 4. februara 1961. kada je
„Tjažolij sputnjik“ (1VA №1) lansiran ka Veneri ali je zbog tehničkih problema ostao u
Zemljinoj orbiti. Tek je krajem 1965. „Венера 2“ (3MV-4 №4) dospela nekako do planete, ali
ju je promašila za 24.000 km. Tek iz 12. pokušaja, „Венери 4“ (V-67 №310) je pošlo za
rukom da ostvari sovjetski cilj: ušla je u atmosferu komšijske planete i tokom 93 minuta
slala odatle podatke o hemijskoj analizi na Zemlju.

Evo prikaza osnovnih sovjetskih misija na Veneru. Ukupno ih je bilo 29.


«Венера-4»


1967


Prva sonda koja je ušla u atmosferu planete i slala rezultate do visine od 33 km

«Венера-5,6»


1969


Prenos telemetrije do visine od 11 km iznad tla




«Венера-7»


1970


Prvo uspešno sletanje kosmičke sonde na drugu planetu




«Венера-8»


1972


Sletanje i slanje podataka u trajanju od 50 minuta i 11 sekundi

«Венера-9,10»


1975


Slanje crno-belih fotografija površine planete preko sletnog modula. Prvi orbiteri oko druge planete




«Венера-11,12»


1978


Slanje naučnih podataka sa površine planete u trajanju od 110 minuta




«Венера-13,14»


1982


Prva panorama u boji površine planete, analiza tla

«Венера-15,16»


1983


Radarsko istraživanje površine Venere




«ВЕГА-1,2»


1984


Prvi aerostatne sonde u atmosferi druge planete, koje su radile dva dana i slali naučne informacije pravo na Zemlju

Posle pada SSSR-a, Rusi nisu odustali od „svoje“ planete, već su sa Evropskom
svemirskom agencijom (ESA), 2005. učestvovali u lansiranju orbitera „Venus Express“
(VEX). Bila je to prva sonda projektovana za proučavanje Venere u Rusiji posle pauze
duže od jedne decenije.

Sonda je lansirana raketom „Sojuz FG/Fregat“ sa Bajkonura i u aprilu 2006. je ušla u
polarnu orbitu planete. Ona i danas funkcioniše (proučava dinamiku atmosfere[1]), i ESA
je obećala da će je financijski ispratiti do 31. decembra 2012.

Ne mogu a da ovde ne kažem da su Sovjeti svojevremeno potajno spremali odgovor na
američko sletanje ljudi na Mesec. Pravljen je projekat „Teškog međuplanetnog broda“ (rus.
Тяжелый Межпланетный Корабль, TMK) za slanje ljudi do Venere i Marsa (MABP), ali bez
sletanja. Lansiranje je bilo planirano za 1971, a program je uključivao i varijante sa
posetama Marsu, pa čak i mogućnost sletanja ljudi tamo.

http://razbibriga.net/clear.gif

Slike Venerine površine u boji koje su poslali lenderi „Venere 13“ i „Venere 14“ spadaju u
jedno od najvećih dostignuća u oblasti istraživanja solarnog sistema u XX veku.

http://razbibriga.net/clear.gif

Verzija teškog kosmičkog broda „ТКМ-МАВР“ od pre 40 godina. Planirano je da prilikom
povratka sa Marsa brod obiđe i Veneru (МАрс-ВенеРа).

Počeci projekta „Venera-D“

Početkom 2003. godine, Ruska akademija nauka je napravila „listu želja“ koje bi trebale da
budu realizovane u Federalnom svemirskom programu za period 2006-2015. Nakon krize
koja je trajala duže od jedne decenije, ruski svemirski stručnjaci sa Instituta za svemirska
istraživanja (ИКИ РАН), konačno su mogli da se okrenu ka jednom novom projektu. Valerij
Moroz, jedan od vodećih naučnika IKI i veteran u nekoliko sovjetskih misija na Veneru i Mars,
predložio je za Federalni program novu misiju ka „sestri Zemljinoj“. Projekat nazvan
„Venera-D“ trebao bi da predstavlja složenu misiju, ali i pokušaj da obuhvati sve one
neostvarene projekte na ovu planetu u bivšem SSSR-u. Vrhunac buduće misije trebalo je da
predstavlja produženi boravak lendera na užarenoj površini Venere, što bi predstavljalo
snažan kontrast prema jedva sat vremena dugim misijama prethodnih sovjetskih lendera.

http://razbibriga.net/clear.gif

Približavanje „Venere-D“ oblacima pokrivenoj Veneri. Prikazana konfiguracija je samo jedna
od mnogih koje su bile u igri septembra 2009. Velika loptasta kapsula na vrhu sadržavala je
glavni lender, dok su 4 manje mini-kapsule ispod trebale da nose balone za istraživanje
atmosfere. Lansiranjem svakog od njih posebno, pribavilo bi se neuporedivo više podataka
nego dkada bi se radilo o samo jednoj sletnoj sondi.

Koliko je dug produženi boravak?

U vreme formulisanja koncepta misije 2004. godine, očekivalo se da će lansiranje
„Venere-D“ biti 2013. a sletanje na površinu Venere 2014. Kako je u to vreme izgledalo da
će glavni cilj misije biti usredsređen na dužinu boravka na površini Venere, planeri su prvo
morali da se pozabave tim problemom. Ovaj zahtev je pre svega predstavljao veliki
tehnički izazov i bio je usko vezan za ukupne troškove misije. Na sastanku Svemirskog
saveta Akademije nauka održanom 19. maja 2005. raspravljalo se o datim predlozima, te
je usvojena odluka da se za dužinu boravka odredi 30 dana.

Krajem oktobra 2005, ruska vlada je potpisala Dekret №636, kojim je zvanično odobren
Federalni svemirski program za 2006-2015. godinu. On je uključivao i sredstva za
finansiranje projekta „Venera-D“ i njegov dugotrajni lender na površini Venere, koji bi
funkcionisao najmanje 30 dana.

Izlažući na Petom međunarodnom aeronautičkom kongresu u Moskvi, održanom 29.
avgusta 2005, zamenik direktora Federalne svemirske agencije „Roskosmos“, Vitalij
Davidov, istakao je „Veneru-D“ kao istraživački projekat visokog prioriteta, koji je država
spremna da do kraja finansira. Međutim, nivo i tajming vladinog finansiranja ne bi dozvolio
pokretanje misije pre 2016. Procene iz 2007. navodile su 2016-2018. kao lansirni prozor,
što je najviše zavisilo od početka finansiranja. Tokom 2007-2009, raspoloživi novac je bio
dovoljan samo za projekat, dok se potpuna razrada projekta očekivala 2010. godine.

Tokom 2006. i 2007, ruski i evropski predstavnici su započeli razgovore o mogućnostima
saradnje u misiji, koja bi podrazumevala evropski orbitni modul, atmosferski balon
(„aerostat“), malu sletnu sondu, ruski lender i japanski atmosferski balon. Ukupno bi u
atmosferu mogla da budu puštena tri ili četiri balona, koji bi na visini od 60 do 100
kilometara funkcionisali duže od dana, a možda bi čak mogli i da se spuste negde na
ključalu površinu i prežive makar 1 sat.

Tada je dogovoreno da bi ova složena ruska svemirska sonda mogla da bude lansirana
raketom „Sojuz“ sa gornjim stepenom „Fregat“ iz ekvatorijalne lansirne baze u Kourou, u
Francuskoj Gijani.

http://razbibriga.net/imported/2011/10/VeneraD-1.jpg

Izgled verzije „Venere-D“ od 2007. godine.

Težina čitave letilice na LEO orbiti oko Zemlje[2] – 8.120 kg; težina u blizini Venere – 1.900
kg; sletni modul – 1.100 kg; orbiter – 600 kg.

Tokom 2008, Institut za svemirska istraživanja (ИКИ), objavio je sumirane rezultate
druge i završne faze istraživačke i razvojne studije, pod naslovom „Razvoj metoda za
složeno istraživanje Venere, uz korišćenje orbitera, balona, i dugotrajnog lendera“ takođe
poznatog i pod imenom „Венера-глоб“. Dokumenat je formulisao naučne zadatke misije
„Venera-D“ i odredio vrstu i karakteristike naučnih instrumenata na orbitnom bloku
(„orbiteru“), atmosferskim sondama i lenderu. IKI je tvrdio da bi jednovremena i
dugotrajna osmatranja sa površine, iz orbite i atmosfere, dovela istraživanje Venere na
radikalno novi nivo.

Nakon odabira naučnih instrumenata, IKI je predložio sledeće karakteristike korisnog
tereta:

Orbiter: 40-50 kg;

Atmosferski balon: ne manji od 20 kg i sa radnim vekom ne manjim od 5 dana;

Lender: 10-15 kg, uključujući male dugotrajne module od oko 4,5 kg sa naučnom
opremom potrebnom za riskantne delove misije.

Ruski institut Akademije je tada takođe procenio i mogući doprinos Rusije evropskoj misiji
na Veneru, poznatoj kao „European Venus-Express“ (EVE). Ona je podrazumevala lender
od 170 kg i dopremanje oko 25 kg naučne opreme na površinu Venere. Međutim, prema
skorašnjim podacima, ESA ne planira da pokrene EVE misiju najmanje do 2024. godine.

„Венера-глоб“ je zamišljen kao nastavak projekta „Венера-Д“ – prve post-sovjetske
misije na Veneru. Tokom 2000, o projektu je razmatrano u kontekstu rusko-evropske
saradnje, kao ruski lender u okviru evropskog EVE projekta. Međutim, od 2011.
„Venera-glob“ se tretira kao nezavistan koncept, koji treba da bude lansiran ne pre 2021.
Ni razvoj ni finansiranje neće otpočeti sve dok do ruska vlada ne odobri reviziju ruskog
svemirskog programa za period 2016-2025.

Inicijalni koncept druge ruske misije na Veneru liči na „Veneru-D“ na steroidima. Projekat bi
mogao da uključi veliki radar na orbiteru, nekoliko malih lendera i vazdušnih letilica. Jedan
od lendera bi mogao biti projektovan da „izdrži“ na površini duže od svojih prethodnika.
Naučnici takođe razmišljaju o atmo-balonima koji bi leteli po Veneri duže od mesec dana.
Zauzvrat, baloni bi mogli da izbacuju sopstvene mini-sonde. Na kraju, razmatra se i o
specijalnoj jedrilici, koja je u originalu trebalo da bude deo projekta „Venera-D“.
Projektanti, takođe razmišljaju i o saradnji projekata „Venera-D“ i „Venera-glob“.

http://razbibriga.net/imported/2011/10/VenusEVE-1.jpg

Prema projektu iz 2008, evropska misija EVE je na Veneru trebala da ponese balon
(„aerobot“) kojima bi istraživala atmosferu. Time je trebala da bude razrađena tehnika i za
druga nebeska tela sa atmosferom, npr. Titan. Balon je trebalo da sa visine od 55 km
izbaci 15 malih sondi za fizičko ispitivanje slogeva atmosfere.

Svetski eksperti za Veneru, ujedinite se!

Riski naučnici sa moskovskog Instituta za kosmička istraživanja pozvali su svet na široku
saradnju na projektu „Venera-D“. Čak su u septembru/oktobru 2009. sazvali i
međunarodnu konferenciju po tom pitanju. Očigledno je da su se njihovi naučnici puno
polagali nade u buduća sredstva i inostranu podršku u izradi još težih (pa samim tim i
složenijih) verzija misije „Venera-D“, koje bi bile lansirane sa snažnijim i skupljim raketama
od „Sojuza-2:“

http://razbibriga.net/clear.gif

Orbiter

Kao i kod većine tipičnih planetnih misija, orbitna komponenta „Venere-D“ trebalo je da
posluži kao relej za prenošenje podataka prikupljenih iz atmosfere i sa površine na Zemlju.
Glavni naučni zadatak orbitera bi bio istraživanje sastava planetine atmosfere i njene modele
cirkulacije. Među glavnim instrumentima na orbiteru nalazili bi se različiti spektrometri
(Furnijeov IR, UV i NIR za mapiranje), kamere, merači plazme, itd.

http://razbibriga.net/imported/2011/...guracija-1.jpg

Orbiter „Venere-D“ u konfiguraciji koja bi u decembru 2016. trebalo da bude lansirana ruskom raketom
„Sojuz-2-1b“. Težina orbitera će biti oko 600 kg a lendera oko 150 kg.

Baloni

Bilo je u planu da tokom sletanja par sfernih superpresiranih balona francuske proizvodnje
bude izbačeno iz lendera na različitim visinama. Oni bi merili akustične i električne aktivnosti
na Venerinom nebu u trajanju od makar osam dana.

http://razbibriga.net/clear.gif

Jedan od dva balona koja su trebala da budu izbačena u atmosferu. Jedan bi nosio 5 kg a
drugi 15 kg naučnih instrumenata. Njihov zadatak je da istražuju atmosferu i oblačne
sisteme.

Mikrosonde

Četiri mikrosonde, koje bi služile kao balast na balonima, bile bi izbačene za vreme leta.
Tokom pola sata padanja kroz atmosferu, neprestano bi merile svojstva atmosfere na
različitim lokacijama.

Lender

Jedan od najvažnijih elemenata ove misije upravo je lender. On treba da aterira na Veneru
i tako premosti jaz od preko 30 godina od kada su poslednji lenderi to učinili („VEGA 1” i
„VEGA 2” 1985. god.). Konstruisan je za proučavanje sastava atmosfere i oblaka tokom
sletanja i analize tla nakon sletanja. Takođe, originalni plan o lenderu koj bi radio mesec
dana je odbačen zbog mnogih tehnoloških izazova vezanih za izradu elektronike otporne
na toliku temperaturu (~500° C) i prevelike cene koštanja njihovog razvoja.

http://razbibriga.net/imported/2011/10/VDkoreni-1.jpg

Projekat „Venera-D“ ima korene u sovjetskim projektima u kojima su učestvovali lenderi
kadri da dugo izdrže negostoljubivo okruženje na površini Venere.

http://razbibriga.net/clear.gif

Do pre par godina, „Lavočkinovi“ inženjeri su imali u vidu ovakav tip lendera na Veneru. Levo
se vidi kako bi lennder bio „spakovan“ u sletnoj kapsuli.

Krstareći stepen

Nakon ispravki projekta 2009, očekivalo se da će misija „Venera-D“ koristiti standardni
krstareći stepen[3], projektovan za misiju „Fobos-grunt“. Taj deo letilice bi preuzeo sve
manevarske funkcije vezane za misiju nakon što bi gornji stepen „Fregat“ poslao „Veneru-D“
sa niske Zemljine orbite na trajektoriju bega ka Veneri, i uspešno se odvojio. Krstareći
stepen bi koristio sopstveni pogonski sistem za korigovanje putanje tokom putovanja od
Zemlje do Venere, ali i za manevar kočenja prilikom ulaska u samu orbitu oko Venere.

http://razbibriga.net/clear.gif

Jedna od verzija „Venere-D“ od pre par godina (levo). Prepoznatljiva je konstrukcija
„pozajmljena“ od krstarećeg stepena sonde „Fobos-grunt“, samo što su sada montirani
manji solarni paneli zbog blizine Sunca. Na verziji desno vidi se sletna kapsula sličnog oblika
kao sledeća generacija ruskih kapsula sa ljudskom posadom, umesto tradicionalnih loptastih,
kakve su korišćene u sovjetskim misijama na Veneru.

Jedrilica

Pored „klasičnog“ načina istraživanja Venere, koje je sve vreme pokušavano tokom
sovjetskog perioda, u okviru projekta „Venera-D“ NPO „Lavočkin“ je u jednom trenutku
predložio inovativni „ветролет“ (u slobodnom prevodu „jedrilicu“). Taj uređaj, sličan
letećem zmaju, koristio bi vetrove u Venerinoj atmosferi, i oni bi mu navodno omogućavali
da na visinama od 45-50 km leti gotovo neograničeno, ili najmanje mesec dana u nekom
realističnom scenariju misije.

Ova novotarija bi se verovatno pre priključila misiji kao konceptualni demonstrator nego
kao nekakva punopravna platforma za naučne instrumente. Dodatna težina bi verovatno
zahtevala prelazak sa „Sojuza“ kao raketnog nosača na „Zenit“. Prve informacije o
„vetroletu“ isplivale su u avgustu 2009. a „Lavočkin“ je mesec dana kasnije napravio jednu
prezentaciju na konferenciji u IKI povodom „Venere-D“. Prema navodima iz kompanije
„Lavočkin“ iz Himkija, tada je već bilo testirano nekoliko prototipova.

Ovo bi, ako uspe, moglo da otvori potpuno novu stranicu u istraživanju planeta.

http://razbibriga.net/clear.gif

Mogući profil misije „Venera-D“ lansirane raketom „Proton“. Gore je data faza lansiranja, leta
do Venere i ulazak u orbitu. Dole je dat jedan od mogućih planova za radnje nakon ulaska u
atmosferu susedne planete.

http://razbibriga.net/clear.gif

Sastanak glavnih konstruktora

24. novembra 2009, glavešine projekta „Venera-D“, uključujući eksperte instituta
CNIIMaš[4], IKI (Akademija nauka) i MAI[5], održali su sastanak u NPO „Lavočkinu“ i
prodiskutovali o tehničkom izveštaju naslovljenom kao „Koncepcija preliminarne
konstrukcije svemirske letilice za dugotrajno istraživanje Venere“. Viktor A. Voroncov,
glavni konstruktor „Venere-D“, predstavio je tom prilikom glavni raspored projekta. Prema
tadašnjem saopštenju NPO „Lavočkina“ novinarima, ispitivana je mogućnost primene
njihovog iskustva, kao organizacije koja je već imala iskustva sa razvojem sondi serije
„Venera“, „VEGA“ i „Fobos-grunta“.

Ishod sastanka glavnih konstruktora bila je i odluka da se kao raketa za pokretanje misije
iskoriste „Proton“ ili „Angara“. Učesnici su se takođe obavezali da će pomoći izgradnji
komore pod velikim pritiskom za testiranje (koja oponaša uslove na Veneri) ili da pronađu
adekvatno već postojeće postrojenje. Komora za testiranje, koja je nekada korišćena za
testiranje sondi „VEGA“, odavno je bila zapuštena.

Kinesko učešće

Na kineskom Aeronautičkom sajmu održanom 2010. godine, predstavnici ruske Svemirske
agencije su otkrili da su pregovarali sa kineskom stranom o mogućoj rusko-kineskoj
saradnji povodom ove misije. Verovatni razlog za to su visoki troškovi misije, a rusko
rukovodstvo je opravdano smatralo da bi izbacivanje bilo koje njene faze (mikrosondi,
atmo-jedrilice i sl.) ozbiljno osakatilo čitav projekat.

Promene dizajna (razvoj tokom 2011)

Do ove, 2011. godine, projekat „Venere-D“ je ušao u Fazu A (preliminarni dizajn). Do tada
su se ispodešavale mnoge promene, tako da je sada kompoziciono u projektu ostao
lender, glavni orbiter i dodatni mali satelit oko Venere zadužen za proučavanje plazme u
okolini planete. Svi prethodni planovi o ispuštanju balona u Venerinu atmosferu su
odbačeni, kao i dodatni mikro-lenderi i atmosferska leteća sonda. Moguće je da će ti
tehnički izazovi i očigledno (pre)skupe komponente projekta „Venera-D“ biti uključeni u
neku od narednih misija na Veneru, moguće već u projektu „Venera-glob“ koji, međutim,
neće poleteti pre 2021. godine. Takođe treba da napomenem da se i sastav naučne
oprene na letilici „Venera-D“ prilično redukovao i promenio.

Predložen je sub-satelit za simultana merenja sa instrumentima za plazmu na glavnom
orbiteru. Orbiter će biti uveden u polarnu orbitu, za čije kompletiranje će mu biti potreban
jedan dan. Mesto za sletanje je već ranije odabrano na jednoj od tzv. tesera – najstarijih
površina, gde nema tragova bazaltnih materijala, a koje su možda nastale u periodu velikih
vulkanskih aktivnosti od pre 700 miliona godina.

U međuvremenu, sama „Venera-D“ se suočila sa jako gustim rasporedom lansiranja, kao i
teškom raspodelom finansijskog kolača za ruski svemirski program u ovoj deceniji,
posebno sa projektom „Марс-НЕТ“[6], koji bi trebalo da otputuje na Mars nakon
ovogodišnje misije „Fobos-grunt“, „Lune-resurs“ 2013. i „Lunе-glob“ 2014. godine. Svi
predlozi za misije slične „Veneri-D“ u Evropi i Americi, koje su mogle da predstavljaju
osnovu za saradnju sa Rusijom, izgubili su u financijskim nadmetanjima u Esi i Nasi, te su,
kao rezultat, odložene za sledeću deceniju. Ipak, i pored toga, očekuje se da bi
„Venera-D“ mogla da bude lansirana 2017. godine, samo godinu dana nakon prethodno
zacrtanog roka, i samo godinu dana nakon lansiranja sonde „Mars-NET“.