ベネラ

ヴェネラ（ロシア語: Вене́ра 、 [ vʲɪˈnʲɛrə] 「ビーナス」と発音）計画は、ソビエト連邦が1961年から1984年にかけて、金星に関する情報を収集するために開発した一連の宇宙探査機であった。

13機の探査機が金星の大気圏に突入することに成功しました。その中にはベガ計画の2機とベネラ・ハレー探査機も含まれています。そのうち10機は金星の表面に着陸することに成功しました。極限の状況のた​​め、探査機は表面で23分から2時間という短い時間しか生き残ることができませんでした。^[1]

ベネラ計画は、宇宙探査における数多くの前例を確立した。その中には、他の惑星の大気圏に突入した最初の人工装置（1966年3月1日のベネラ3号）、他の惑星に軟着陸した最初の装置（1970年12月15日のベネラ7号）、他の惑星の表面から画像を送信した最初の装置（1975年6月8日のベネラ9号）、他の惑星の音を記録した最初の装置（ 1981年10月30日のベネラ13号）、高解像度のレーダーマッピングスキャンを実行した最初の装置（1983年6月2日の ベネラ15号）などがある。

ソ連による最初の金星フライバイ探査機の試みは1961年2月4日に打ち上げられたが、地球周回軌道を離脱できなかった。失敗したミッションの詳細を発表しないという当時のソ連の方針に従い、この打ち上げは「Tyazhely Sputnik」（「重い衛星」）という名前で発表された。この衛星はVenera 1VAとしても知られている。^[2]

ソ連の他の惑星探査機と同様に、後期型は2機ずつ打ち上げられ、最初の探査機の直後に2機目の探査機が打ち上げられた。

ベネラ 1 号とベネラ 2 号は、軌道に入らずに金星を通過する予定でした。ベネラ 1 号は 1961 年 2 月 12 日に打ち上げられました。探査機のテレメトリは打ち上げから 7 日後に故障しました。探査機は金星から 100,000 km (62,000 マイル) 以内を通過したと考えられており、太陽中心軌道上に残っています。ベネラ 2 号は 1965 年 11 月 12 日に打ち上げられましたが、地球軌道を離れた後にテレメトリの故障も発生しました。

1960年代初頭にはソ連によって金星フライバイ探査機の打ち上げが何度か行われたが失敗に終わった。^{[3] [4]}当時は惑星探査ミッションとして発表されていなかったため、正式に「ベネラ」の名称は与えられなかった。

ベネラ 3 号から 6 号の探査機も同様でした。重量は約 1 トンで、モルニヤ型ブースター ロケットで打ち上げられ、巡航「バス」と球形の大気圏突入探査機を搭載していました。探査機は大気圏の測定用に最適化されていましたが、特別な着陸装置は装備されていませんでした。探査機が機能したまま地表に到達することが期待されていましたが、最初の探査機はほぼすぐに故障し、地球へのデータ送信が不可能になりました。

ベネラ3号は1966年3月1日に不時着し、他の惑星の表面に衝突した最初の人工物となった。しかし、宇宙船のデータプローブが大気圏突入時に故障したため、このミッションでは金星の大気圏内のデータは回収されなかった。

1967年10月18日、ベネラ4号は他の惑星の大気を測定した最初の宇宙船となった。この宇宙船は、金星の大気の主要ガスが二酸化炭素であることを初めて示した_。 [ ^5]ソ連は当初、宇宙船が無傷で表面に到達したと主張したが、到着翌日に金星を通過したアメリカのマリナー5号宇宙船の大気掩蔽データを含む再解析により、金星の表面圧力は75～100気圧であり、ベネラ4号の船体強度25気圧よりもはるかに高いことが実証され、この主張は撤回された。

ソ連は、宇宙船が地表に到達する前に押しつぶされることを悟り、大気圏探査機としてベネラ 5 号とベネラ 6 号を打ち上げた。惑星の大気圏に突入する前に搭載物のほぼ半分を投棄するように設計されたこれらの宇宙船は、バッテリーが切れるまでパラシュートでゆっくりと降下しながら、それぞれ 53 分と 51 分間のデータを記録した。

その頃、金星に液体の水が存在する可能性は低いことが次第に知られるようになってきたが、ソ連のベネラ探査機の設計では1964年まで水上着陸の可能性が考慮されていた。^{[6] : xiii}

1970年8月に打ち上げられたベネラ7号探査機は、金星の表面条件に耐え、軟着陸できるように設計された最初の探査機だった。生存を確実にするために過剰に作られたため、搭載された実験は少なく、内部の配電盤の故障により「温度送信」位置で動かなくなったため、このミッションからの科学的成果はさらに制限された。それでも、制御科学者は、表面の直接測定から得られた465°C（869°F）の温度データから圧力（90気圧）を推定することに成功した。ベネラ4号から7号の探査機のドップラー測定は、金星の大気（スーパーローテーション）に最大100メートル/秒（330フィート/秒、362km/時、225マイル/時）の高速帯状風が存在するという最初の証拠だった。取得した圧力と温度データに加えて、ベネラ7号は大気の組成も測定した。^{[7] [5]}

ベネラ 7 号のパラシュートは、地表に非常に近い場所に着陸する直前に故障しました。機体は秒速 17 メートル (56 フィート/秒) で衝突し、転倒しましたが、無事でした。このためアンテナの位置がずれ、無線信号が非常に弱くなりましたが、バッテリーが切れるまでの 23 分間 (温度テレメトリで) 検出されました。こうして、1970 年 12 月 15 日、ベネラ 7 号は金星の表面からデータを送信した最初の人工探査機となりました。

1972年に打ち上げられたベネラ8号には、表面を研究するための科学機器（ガンマ分光計など）が拡張された。ベネラ7号と8号の巡航バスは、ゾンド3号ミッションに合わせて設計された以前のものと似ていた。着陸機は降下中にデータを送信し、日光の下で着陸した。光のレベルを測定したが、カメラは搭載されていなかった。ほぼ1時間にわたってデータを送信した。

コスモス 482 の失敗に続いて、1975 年のベネラ 9 号と 10 号、および 1978 年のベネラ 11 号と 12 号は異なる設計でした。これらの探査機の重量は約 5 トンで、強力なプロトンブースターによって打ち上げられました。これらの探査機には、金星軌道にブレーキをかけるエンジン (ベネラ 9号と10 号、11 号と12 号) と、突入探査機の送信の受信機と中継機として機能する転送および中継バスが含まれていました。突入探査機は、球状の耐熱シールド内のバスの上部に取り付けられました。これらの探査機は、表面での作業に最適化されており、電子機器を大気圧と熱からできるだけ長く保護するための球状の区画を含む珍しい設計でした。この下には、着陸用の衝撃吸収「クラッシュ リング」がありました。搭載された機器はミッションごとに異なるが、カメラや大気・土壌分析装置などが含まれていた。4機の着陸機すべてで、カメラのレンズキャップの一部または全部が外れないという問題が発生した。

ベネラ9号着陸船は少なくとも53分間稼働し、2台のカメラのうち1台で写真を撮影したが、もう1台のレンズキャップは外れなかった。

ベネラ10号着陸機は少なくとも65分間稼働し、2台のカメラのうち1台で写真を撮影したが、もう1台のレンズキャップは外れなかった。

ベネラ11号着陸船は少なくとも95分間稼働したが、どちらのカメラのレンズキャップも外れなかった。

ベネラ12号着陸機は少なくとも110分間稼働したが、どちらのカメラのレンズキャップも外れなかった。

ベネラ 13 号と 14 号 (1981-82) には、ほとんどの計器と電子機器を搭載した降下機/着陸機と、通信中継機として使用されたフライバイ宇宙船が搭載されていました。設計は、以前のベネラ 9-12 号の着陸機に似ています。カメラ、マイク、ドリルと表面サンプラー、地震計など、着陸後に地面と大気の科学的測定を行うための機器を搭載していました。また、金星の大気圏を通過する降下段階での放電を記録する機器も搭載されていました。

2機の降下機は、フェーベ地域として知られる高地の東側延長部のすぐ東、約950 km (590 マイル) 離れた場所に着陸した。ベネラ13号着陸機は127分間、ベネラ14号着陸機は57分間生存したが、設計寿命はわずか32分だった。ベネラ14号は不運にもカメラのレンズキャップを表面圧縮性試験アームの真下に放出してしまい、表面ではなくレンズキャップの圧縮性に関する情報を返した。降下機はバスにデータを送信し、バスは金星を飛行中にデータ中継の役割を果たした。

1983年のベネラ15号と16号は、以前の探査機と同様に周回ミッションだったが、突入探査機は表面画像レーダー装置に置き換えられた。レーダー画像は金星の濃い雲を貫通するために必要であり、両方のミッションには同一の合成開口レーダー（SAR）と電波高度計システムが含まれていた。SARシステムはミッションの地図作成作業に不可欠であり、1～2キロメートル（0.6～1.2マイル）の解像度で金星の表面を撮影する8か月間の運用ツアーを特徴としていた。^[8]システムが電波高度計モードに切り替えられると、アンテナは8センチメートルの波長帯で動作し、0.67ミリ秒の周期で金星表面から信号を送受信した。

その結果、金星北半球の表面の反射率分布の詳細な地図が得られた。測定された直線距離は 91 から 182 キロメートルの範囲であった。ソ連の双子宇宙船は極に近い楕円軌道を飛行し、主ミッションの終了までに北半球の大気の上半分 (北極から北緯 30 度まで、約 1 億 1500 万平方キロメートルまたは 7100 万平方マイル) の地図作成に成功した。高度計は 50 メートル (164 フィート) の高さ分解能で地形データを提供し、東ドイツの機器は表面温度の変化を地図化した。^[9]

1984 年に打ち上げられた金星とハレー彗星 1/Pに向けて打ち上げられたVeGa (キリル文字: ВеГа) 探査機も、この基本的な Venera の設計を採用しており、着陸機だけでなく、約 2 日間データを中継する大気圏気球も含まれていました。「VeGa」は、「Venera」(ロシア語で金星) と「Gallei」(ロシア語でハレー) を組み合わせた造語です。

ベネラDは、高性能な探査機と着陸機を含む金星へのミッションの提案である。金星に運ばれる総質量の観点から、最良の打ち上げ機会は2026年と2031年に訪れる。^[10]しかし、2021年3月時点で、ベネラDは2029年11月より早く打ち上げられる予定はない。^{[11]ベネラDには、気球、}プラズマ測定用のサブ衛星、または着陸機上の長寿命（24時間）表面ステーションなど、NASAのコンポーネントが組み込まれる可能性がある。^{[12] [13] [14]}

ベネラ探査機によって取得されたデータからは多くの科学的発見があり、金星を理解する上で極めて重要となりました。ベネラ探査機は、金星の表面と大気に関する直接的なデータを提供するとともに、金星の厳しい環境下における電子機器の寿命に関する重要な情報も提供しました。ベネラ4号は最初の成功した探査機であり、CO2が金星の大気の主成分であることを示しました_。 [ ^{15] [5]}ベネラ7号は、温度と圧力のデータ、および大気の組成を発見しました。 [ ^{5] [16]}ベネラ8号は、ガンマ線分析により表面のK、U、Thを測定しました。[ ^5]ベネラ9号は、金星表面の最初の画像と、さらなるガンマ線分析を提供しました。 ^[17]金星表面の最初の画像を地球に送り返すことにより、ベネラミッションは科学者に成果を一般に伝える能力を提供しました。ベネラ15号と16号から返されたレーダー画像を分析した結果、金星表面の隆起と溝は地殻変動の結果であると結論付けられました。^[18]これは軌道上でのレーダー画像によって発見されました。寿命は短かったものの、ベネラミッションはそれぞれ、私たちの姉妹惑星に関する重要な理解をもたらしました。

• アストロン（宇宙船）  - ソビエトの紫外線宇宙望遠鏡（1983年 - 1991年）
• パイオニア金星計画 – 1978年に金星に送られた2機の宇宙船
• ベネラD  – ロシアの金星探査計画
• マリナー10号 – 水星を訪れた最初の宇宙船（1973年～1975年）
• マゼラン (宇宙船)  – NASA の金星探査ミッション (1989–1994)
• ヴィーナス・エクスプレス – 金星へのヨーロッパの探査ミッション（2005年～2015年）

ウィキメディア・コモンズには、ベネラ計画に関連するメディアがあります。

• ソ連の金星探査
• ソ連の金星の画像カタログ
• ベネラ9号、10号、13号、14号による金星表面の画像
• ソビエトと金星、ラリー・クラース著、1993年
• ベネラ – 宇宙百科事典