Япония потеряла связь с миссией Akatsuki на орбите Венеры

Японское космическое агентство (JAXA) потеряло контакт с зондом Akatsuki, который является единственным работающим на орбите Венеры. Аппарат для изучения климата этой планеты был запущен в 2010 году. Из-за отказа основного двигателя он не смог сразу выйти на орбиту Венеры, однако в 2015 году это удалось сделать, и зонд собрал массу полезных данных. В 2018 году его основная миссия завершилась, но JAXA продлило ее. В последнее время у инженеров возникали проблемы с контролем ориентации зонда. В конце концов контакт с ним был потерян. Ведутся работы по восстановлению связи, но для этого аппарат должен быть ориентирован так, чтобы его антенна направлялась в сторону Земли. Отметим, что в течение этого десятилетия к Венере планируют отправить новые миссии NASA, ESA, Индия и компания Rocket Lab.

Зонд NASA сделал первые фото Венеры в видимом свете

Солнечный зонд NASA Parker Solar Probe сделал третий облет Венеры еще в июле 2020 года. Во время операции он сделал уникальные фото планеты в видимом свете. Чем особенна Венера? Планета похожа на Землю по размерам и расположению. Однако, в отличие от Луны и Марса - Венера окутана густыми облаками, которые скрывают ее поверхность. В 1990-х года, миссия NASA Magellan исследовала газовые структуры с помощью радарных лучей. Затем корабль JAXA Akatsuki проник в атмосферу планеты, чтобы сделать инфракрасные изображения. Впрочем, единственные кадры поверхности в видимом свете были сделаны аппаратами "Венера" еще в 1970-х годах. Все изменилось после третьего облета планеты зондом Parker Solar в 2020 году. "Венера - третий по яркости объект в небе, но до сих пор нам мало что было известно о том, как выглядит ее поверхность, так как она закрыта плотной атмосферой. Но теперь нам наконец удалось заглянуть в далекий мир", - заявил автор исследования Брайан Вуд.

Фото: зонд NASA сделал первые фото Венеры в видимом свете (nasa.gov)

Во время маневра аппарат задействовал прибор WISPR, который способен видеть слабые особенности атмосферы и ветра. К удивлению ученых, этот процесс также показал и поверхность планеты. NASA было настолько в восторге от результата, что отправило повторно зонд для еще одного круга вокруг Венеры в феврале 2021 года.

Европа анонсировала космическую миссию к "злому близнецу" Земли (видео)

Европейское космическое агентство дало отмашку разработке миссии EnVision, которая с низкой орбиты исследует Венеру – вторую от Солнца планету и соседку Земли. Об этом сообщает пресс-релиз ESA. Ученые надеются пролить свет на то, когда и как Венера пережила катастрофический парниковый эффект. EnVision – продолжение успешной европрограммы Venus Express (2005–2014), которая была сосредоточена в основном на изучении атмосферы и сделала определенные открытия, указывающие на возможные активные вулканы на поверхности планеты. Ожидается, что EnVision значительно улучшит радиолокационные изображения поверхности, полученные с помощью зонда NASA Magellan в 1990-х годах. Европа обеспечит аппарату основную конструкцию и большинство приборов, от NASA на нем будет радар с синтезированной апертурой VenSAR. Для связи с зондом будет использоваться американская система связи в дальнем космосе. Ключевой вопрос с Венерой заключается в том, почему, несмотря на примерно такие же размеры и состав, наш ближайший сосед во внутренней Солнечной системе испытал такое резкое изменение климата: вместо того, чтобы быть обитаемым миром, подобным Земле, планета имеет токсичную атмосферу с плотными облаками, богатыми серной кислотой, а температура на поверхности достигает 500°С. Из-за таких экстремальных условий Венеру называют "злым близнецом" Земли.

СПРАВКА. Венера – вторая планета от Солнца, вращается в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет. Не имеет спутников. Масса, орбитальная скорость и размеры похожи на земные. Состав атмосферы: 96,5% – углекислый газ, 3,5% – азот; кислорода и водяного пара нет. Средняя температура на поверхности из-за экстремального парникового эффекта 462°C. Атмосферное давление в 92 раза выше, чем на Земле (примерно как давление воды на глубине 900 м). 

Самая ранняя возможность запуска EnVision на будущей ракете Ariane 6 – 2031 год (затем – 2032 и 2033-й). После 15-месячного путешествия к планете EnVision в течение еще 16 месяцев за счет аэродинамического торможения выйдет на квазиполярную орбиту 220х540 км и 92-минутным витком.

Рогозин назвал Венеру русской планетой

Глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин назвал Венеру русской планетой, на которую у России есть определенные планы. Об этом Рогозин заявил на выставке HeliRussia-2020. Рогозин сообщил журналистам, что Россия рассматривает планы по запуску отдельной миссии на Венере, и подчеркнул, что страна была первой, которая запустила аппарат к планете. Чиновник отметил, что миссия независима от другой программы — «Венера-Д», — которую «Роскосмос» разрабатывает совместно с США. «Считаем, что Венера — это русская планета, так что нечего отставать», — заявил глава «Роскосмоса». Рогозин уточнил, что ждать возобновления программы придется максимум до 2030 года. «Проекты миссий по Венере включены в проект единой госпрограммы космической деятельности России на период 2021-2030 годов», — подытожил Дмитрий Рогозин. 15 сентября Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) заявило, что настало время уделить изучению Венеры первостепенное внимание. Ранее астрономы обнаружили в верхних слоях планеты загадочные следы фосфина. Найденное соединение является продуктом жизнедеятельности живых организмов.

      

Данные с MESSENGER переворачивают давнюю идею об атмосфере Венеры

Философ Николас Решер однажды написал: «Научные открытия часто делаются не на основе какого-то хорошо продуманного плана исследования, а благодаря какой-то чистой случайности». Для группы исследователей из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лорел, штат Мэриленд, это утверждение было более чем верным. То, что начиналось как пробный прогон, для обеспечения правильной работы приборов на космическом корабле НАСА MESSENGER, впоследствии превратилось в 10-летнюю сагу, в результате которой было сделано случайное открытие, не связанное с целевой планетой миссии - Меркурием. Это про Венеру и ее атмосферу. 20 апреля в журнале Nature Astronomy команда сообщила, что данные, случайно полученные MESSENGER, свидетельствуют о внезапном повышении концентрации азота на высоте около 50 км над поверхностью Венеры, демонстрируя, что атмосфера планеты не является однородно смешанной, как ожидалось. Это открытие нарушает понимание атмосферы Венеры, которая царила десятилетиями. История началась в июне 2007 года, когда MESSENGER плыл над Венерой прежде чем повернуть к Меркурию. Команда использовала эту возможность, чтобы протестировать свои устройства и собрать данные, прежде чем через шесть месяцев начнут поступать данные с Меркурия.

Среди членов команды был Дэвид Лоуренс, физик-ядерщик в APL. Он был приборостроителем нейтронного спектрометра на аппарате MESSENGER, который обнаруживает нейтроны, выбрасываемые в космос космическими лучами, сталкивающимися с молекулами в атмосфере или на поверхности планеты. Он был заточен на то, чтобы найти характерные признаки нейтронов, исходящих от атомов водорода в молекулах воды, которые, как предполагалось (и впоследствии подтвердилось), были заморожены в тени кратеров на полюсах Меркурия.

Однако над Венерой Лоуренс просто хотел собрать некоторые данные, чтобы проверить правильность работы прибора. Первоначальная проверка показала, что прибор работает, а данные были представлены в виде таблицы.

Но в 2010 году Лоуренс пересмотрел эти измерения, на этот раз с Патриком Пепловски, другим физиком-ядерщиком в APL. Несмотря на 50 лет отправки роботизированных миссий на Венеру, включая 13 атмосферных зондов и посадочных аппаратов, сохранялась большая неопределенность относительно концентрации азота в атмосфере Венеры, особенно между 50 и 100 км над поверхностью.

Это озадачило Пепловски и Лоуренса, потому что азот - вторая наиболее распространенная молекула, находящаяся в атмосфере Венеры после углекислого газа.

«Неопределенность была не обязательно только в инструменте MESSENGER - она ​​могла быть на всей планете», - сказал Лоуренс.

Однако Лоуренс знал о работе 1962 года, в которой предполагалось, что нейтронная спектроскопия может помочь определить концентрацию азота в атмосфере Венеры. Азот достаточно хорош в поглощении свободных нейтронов, в отличие от углерода и кислорода, которые являются одними из самых худших. Таким образом, на Венере число нейтронов, которое детектирует прибор, должно зависеть от количества атмосферного азота.

Пара провела компьютерную симуляцию, которая разделяла атмосферу планеты толщиной 100 км на полосы, в которых они могли манипулировать концентрацией азота и реально моделировать, сколько нейтронов будет получать космический корабль.

Когда они сравнили свои модели с данными MESSENGER, они обнаружили, что наилучшее совпадение было, когда атмосферный азот составлял 5%. И все нейтроны пришли из области между 60 и 100 км над поверхностью - именно там, где была самая большая неопределенность.

«Это была большая удача», - сказал Пепловски.

Почему азот увеличивается на большой высоте, остается неизвестным. По словам Пепловски, их открытие вызвало не только удивление, люди были потрясены.

«Многие ученые казались удивленными», сказал Пепловски. «Идея о том, что в верхних слоях атмосферы концентрация азота выше, чем в нижних, находилась за пределами диапазона мысли людей».

Они зашли в этот тупик раньше, когда пытались получить финансирование для завершения исследования. Проекту трижды отказывали в деньгах, потому что он считался тупиком. Данные, в которых они нуждались, чтобы чувствовать себя уверенно в своих результатах и ​​завершить исследование, были по счастливой случайности получены от Джека Уилсона, ученого APL, который, как оказалось, анализировал те же данные от MESSENGER для несвязанного с ними проекта.

После того, как команда представила предварительные результаты во время конференции в 2016 году, Федеральное космическое агентство России упомянуло о своей миссии «Венера-Д» по изучению атмосферы и поверхности Венеры. В настоящее время в НАСА также на рассмотрении находятся две миссии - DAVINCI+ и VERITAS, обе из которых включают ученых из APL, а их целью является в более детальное изучение атмосферы Венеры.

Пепловски и Лоуренс говорят, что этот новый результат подчеркивает осторожность, в которой нуждаются исследователи, делая выводы об атмосфере, особенно с растущим интересом к атмосферам экзопланет.

«Мы все еще изучаем фундаментальные вещи о Венере и ее атмосфере, а это наш ближайший сосед», - сказал Пепловски. «То, что ученые могут с уверенностью говорить об атмосферах экзопланет, которые находятся на расстоянии сотен или тысяч световых лет, заслуживает сомнений».

Чтобы сделать строгие и убедительные выводы, требуется широкий спектр данных. Но для получения этих данных иногда может потребоваться лишь немного удачи.

На Венере все еще существуют активные вулканы

Ученые из Университетской ассоциации космических исследований заявили о том, что потоки лавы появились на Венере всего несколько лет назад. А это значит, что на планете все еще существуют активные вулканы. Это делает Венеру вторым после Земли известным телом в Солнечной системе, на котором были замечены недавние извержения, информирует enovosty.com/news. В 1990-х годах аппарат NASA показал, что Венера – это мир, полный вулканов и масштабных извержений лавы. В 2000-х годах аппарат ESA Venus Express измерил количество инфракрасного излучения, которое исходит от поверхности планеты, и пролил новый свет на вулканизм Венеры. Но до недавнего времени исследователи не знали, когда именно извергались вулканы планеты, поскольку скорость застывания свежей лавы была в недостаточной степени известна. В ходе нового исследования ученые воссоздали в лаборатории атмосферу Венеры для того, чтобы проследить за тем, как минералы планеты меняются со временем. Оказалось, что минерал оливин, который входит в состав базальта, быстро вступает в реакцию с атмосферой и в течение нескольких недель покрывается минералами оксида железа – магнетитом и гематитом. Они также выяснили, что наблюдаемые Venus Express минералогические изменения доступны только в течение нескольких лет.

Таким образом, ученые пришли к выводу о том, что обнаруженные потоки лавы на Венере очень молоды, то есть, на ней до сих пор есть действующие вулканы.

Получены первые цветные фото Венеры с близкого расстояния

Несколько дней назад, космическое агентство Японии опубликовало в интернете первые цветные фото Венеры. Стоит отметить, что снимки планеты были сделаны зондом «Акацуки». Все фото были обработаны специальной компьютерной программой, которая позволяет увидеть теперь Венеру во всей ее красе. Весной 2010 года японский космический аппарат вышел на орбиту Земли и начал свою путешествие к цели. Спустя несколько лет, «Акацуки» начал изучение планеты. За последние два года зонд прислал множество полезных данных и фото планеты. Уже сегодня зонд превзошел все ожидания японских ученых, однако специалисты надеются, что аппарат прослужит еще несколько лет. Аппарат сделал множество новых открытий, а так же изучил состав планеты, ландшафт и климат. Получить качественные фото Венеры удалось при помощи ультрафиолетовой камеры, в тот момент, когда «Акацуки» изучал атмосферу планеты. При помощи компьютерной программы, ученые смогли максимально точно воссоздать цветовую палитру планеты, что позволят увидеть распределение серной кислоты, углекислого газа и других веществ в атмосфере Венеры.

Ночная сторона Венеры. Снимок сделан инфракрасной камерой диапазона 2 мкм. Темные участки указывают на более плотные облака

Акацуки (яп. あかつき, «рассвет», «утренняя заря»), официально известный как проект PLANET-C (следующий после проекта PLANET-B) — автоматическая межпланетная станция (АМС) Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA). Предназначался для изучения Венеры. Предполагалось, что на орбите Венеры космический аппарат проведёт не менее 2 лет. Запущен носителем H-IIA 21 мая 2010 года в 6:58 по местному времени (01:58 московского времени) с японского космодрома Танегасима.

Полная масса космического аппарата — 640 кг, из которых 320 кг — топливо и 34 кг — научное оборудование. Основная часть аппарата представляет собой бокс 1,04 × 1,45 × 1,4 м, оснащенный двумя солнечными батареями, площадь каждой из которых составляет 1,4 м². Солнечные батареи будут вырабатывать около 500 Вт электроэнергии на орбите Венеры к концу срока активного существования.

Движение и управление КА обеспечивается двухкомпонентной двигательной установкой имеющей тягу 500 Н, работающей на топливной паре НДМГ — АТ и однокомпонентными двигателями орбитального маневрирования на продуктах разложения монометилгидразина (ММГ): 4 по 20 Н и 8 двигателей тягой 3 Н.

  7 декабря 2010 года аппарат приблизился к Венере, однако манёвр выхода на орбиту планеты окончился неудачей. С запозданием в пять лет зонд всё-таки вышел на орбиту и начал научную деятельность в декабре 2015-го. На ноябрь 2017-го года Акацуки является действующим аппаратом, однако он испытывает технические трудности. Ожидается, что он сможет продолжить работу до 2019-го года.

AREE: космический аппарат для исследования поверхности Венеры

В рамках прошедшей недавно конференции Innovative Advanced Concepts американское аэрокосмическое агентство NASA представило ряд интересных наработок и проектов, одним из которых оказалась весьма любопытная модель ровера для исследования поверхности Венеры. Модель получила название AREE — Automaton Rover for Extreme Environments и разработана экспертами из лаборатории по изучению реактивного движения (NASA Jet Propulsion Laboratory). Конструкция венерианского аппарата может выдержать температуру до 450 градусов Цельсия и давление, превышающее земное в 90 раз. При этом конструкция аппарата AREE использует неблагоприятные условия в своих целях: энергия получается за счет потоков ветра, а бортовой компьютер выдерживает даже такие жесткие условия эксплуатации. Передача информации осуществляется азбукой Морзе при помощи подвижного манипулятора с зеркальным отражателем, а в качестве ретрансляторов выступают воздушные шары, размещенные в верхних слоях атмосферы второй планеты от Солнца. Они передают сигнал на орбитальную станцию, а уже станция — на Землю. 

Примечательно, что в разработке AREE принимал участие голландец Тео Янсен, известный благодаря созданию скульптур, напоминающих скелеты животных, которые могут передвигаться под воздействием ветра по песчаным пляжам.

Венерианский ровер имеет множество схожих с творчеством Тео черт. К примеру, манипуляторы. По словам исследователей, манипуляторы были созданы лично господином Янсеном. Их длина и дополнительные узлы позволят аппарату AREE перемещаться по грубой поверхности Венеры и вставать «на ноги» после падения. Сверху аппарата установлена защита из особого материала, способного выдержать сильные ветра Венеры. Более подробно ознакомиться с аппаратом AREE вы можете благодаря видео, расположенному ниже.

В атмосфере Венеры замечена необычная, дугообразная структура

Японские ученые открыли в атмосфере Венеры гигантскую, дугообразную структуру, которая выглядит неподвижной по отношению к медленно вращающейся планете. Однако облака несутся вокруг этой «дуги» со скоростью примерно 100 метров в секунду. Так что же собой представляет эта загадочная «дуга»? Для атмосферы Венеры, в отличие от атмосферы Земли, свойственно так называемое супервращение. На высоте примерно 50-65 километров, где давление атмосферы составляет от 10 до 100 процентов атмосферного давления у поверхности Земли, скорость вращения атмосферы Венеры достигает 100 метров в секунду – что примерно в 60 раз выше линейной скорости точек поверхности планеты при её суточном вращении. 

На Земле же скорость самых быстрых ветров едва достигает 10-20 процентов от линейной скорости точек поверхности планеты при её суточном вращении.

Согласно новому анализу снимков, сделанных при помощи японского венерианского спутника «Акацуки» (Akatsuki), запущенного в 2010 г. и вошедшего на орбиту ко второй от Солнца планете нашей планетной системы в 2015 г., эта загадочная гигантская дугообразная структура может представлять собой стационарную атмосферную гравитационную волну (не путать с гравитационными волнами, предсказываемыми в рамках ОТО Эйнштейна). Гравитационные волны формируются границе раздела между атмосферой и поверхностью планеты или между различными горизонтальными атмосферными слоями, когда сила гравитации противостоит способности вещества всплывать наверх.

Хотя гравитационные волны небольшого размера были неоднократно замечены в приповерхностных слоях атмосферы Венеры, однако настолько крупные образования в атмосфере Венеры ранее никогда не наблюдались. На самом деле, до сих пор остается неясным, возможно ли принципиальное существование настолько крупных гравитационных волн на поверхности Венеры.

NASA и «Роскосмос» обсуждают совместный полет на Венеру

Планируемый «Роскосмосом» полет автоматической станции на Венеру может быть выполнен совместно с NASA — американцы подтверждают интерес к этой миссии и уже проработали несколько сценариев полета с российскими учеными. Конечной целью проекта должен стать долгоживущий спускаемый аппарат, который сможет «прожить» в экстремальных условиях на поверхности Венеры от нескольких часов до суток.

О совместном планировании проекта «Венера Д» рассказал Лев Зеленый, директор Института космических исследований РАН и глава Совета РАН по космосу.

— В октябре этого года совместная рабочая группа предложила несколько сценариев проекта, в которых российские и американские компетенции дополняют друг друга. После этого у нас была беседа с заместителем директора NASA Дэйвой Ньюман, она подтвердила интерес к проекту «Венера Д», — рассказал Лев Зеленый. — Возможное сотрудничество по реализации проекта «Венера Д» обсуждается нами с NASA уже около двух лет в рамках совместной рабочей группы, в состав которой входят российские и американские специалисты.

Предыдущие автоматические станции для исследования поверхности и атмосферы Венеры были запущены более 30 лет назад. Последней такой стала советская «Вега-2», чей спускаемый аппарат в 1985 году совершил посадку на поверхность Венеры. По словам представителей «Роскосмоса», прототипом для создания нового спутника в рамках миссии «Венера-Д» станет именно станция «Вега».

— У «Венера-Д» есть все основания, чтобы заявить о себе как о новом масштабном международном проекте, — подчеркнули в пресс-службе «Роскосмоса». — На крупных форумах уже была проявлена заинтересованность в сотрудничестве по новой программе исследований Венеры со стороны Европы, США и Китая. Рассматривается комплексная программа исследований Венеры: и орбитальный аппарат, и субспутники, и атмосферные зонды. Распределение усилий и ответственности сторон-участников за отдельные элементы миссии поможет повысить уровень технических разработок и научной отдачи экспериментов.

В пресс-службе NASA подтвердили, что в ходе визита замглавы ведомства Дэйвы Ньюман в Москву вопрос совместного исследования Венеры обсуждался. Однако представители агентства подчеркнули, что «это было просто обсуждение и никаких формальных договоренностей достигнуто не было».

— Венера в последние годы оказалась немножко в тени проектов по изучению Марса и Луны, — отметил Лев Зеленый. — Но у этой планеты есть свои неразгаданные секреты, которые интересуют ученых. Единственная посадка на Венеру была выполнена аппаратом Советского Союза. Интересно было бы эту посадку повторить, но чтобы спускаемый аппарат прожил бы не минуты, а от нескольких часов до суток.

Старт миссии «Венера Д» может состояться в конце 2026 года — такую дату предлагают ученые исходя из планетных траекторий. В «Роскосмосе» пока не готовы подписаться под этой датой, так как финансирование ряда программ по исследованию космоса в последнее время было снижено в контексте общего секвестра Федеральной космической программы. Интерес со стороны других государств повышает шансы на выживание конкретного проекта при очередных сокращениях бюджета, поэтому интерес NASA к «Венере Д» — это значимое для «Роскосмоса» событие.

Советский Союз являлся традиционным лидером в исследовании Венеры. Начало научной программы было положено еще до полета Юрия Гагарина — запуск станции «Венера-1» состоялся 12 февраля 1961 года. В августе 1970 года межпланетная станция «Венера-7» совершила первую в истории мягкую посадку на поверхность планеты. В 1975 году «Венера-9» передала на Землю первые черно-белые снимки с поверхности, а в 1982 году станция «Венера-13» отправила нам первые цветные панорамные изображения Венеры и звук. Экстремальные условия планеты не позволили проработать автоматическим станциям более двух часов.

Российско-американская миссия на Венеру может состояться в 2025-2028 годах

По прогнозам директора ИКИ РАН Льва Зеленого Россия и США могут отправить совместную миссию для исследования поверхности и атмосферы Венеры. Обсуждение такой возможности со специалистами NASA в формате рабочей группы ведется уже порядка двух лет. Возможная отправка экспедиции намечается на 2025-2028 гг.

Целью миссии ставится отправка на длительный срок станции на планету для исследования ее атмосферы, динамики ветров и поверхности. Участие американской стороны может выражаться как в разработке и поставке дополнительного научного оборудования для исследования атмосферы Венеры, так и в изучении взаимодействия ее с потоками плазмы Солнца с ее орбиты. Эти вопросы сейчас обсуждаются.

Сейчас рабочая группа занимается формулированием задач в научных интересах и прорабатыванием возможностей их технической реализации. Бюджет проекта будет обсуждаться позже.

По словам Льва Зеленого, пилотируемую экспедицию на Венеру вряд ли когда-либо получится осуществить. Давление на планете выше земного в 100 крат, а средняя температура равняется 700 градусам по шкале Цельсия, атмосфера наполнена облаками серной кислоты.

В пока еще эскизных планах российско-американского проекта "Венера-Д" создание орбитального, а также посадочного аппаратов. Группа по проекту, сформированная в 2013 году с представительством научных организаций из США и России, возобновила прерванную на некоторое время работу осенью 2015-го.