軌道上のビーナス・エクスプレス | |
| ミッションタイプ | 金星探査機 |
|---|---|
| オペレーター | 欧州宇宙機関 |
| コスパーID | 2005-045A |
| SATCAT番号 | 28901 |
| Webサイト | 金星 |
| ミッション期間 | 計画: 2年 最終: 9年2ヶ月9日 |
| 宇宙船の特性 | |
| メーカー | EADS アストリウム |
| 打ち上げ質量 | 1,270 kg (2,800 ポンド) [1] |
| 乾燥質量 | 700 kg (1,500 ポンド) [1] |
| ペイロード質量 | 93 kg (205 ポンド) [1] |
| 寸法 | 1.5 × 1.8 × 1.4 m (4.9 × 5.9 × 4.6 フィート) [1] |
| 力 | 1,100ワット[1] |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2005 年 11 月 9 日、03:33:34 UTC [2] |
| ロケット | ソユーズFG /フレガート |
| 発射場 | バイコヌール 31/6 |
| 請負業者 | スターセム |
| ミッション終了 | |
| 廃棄 | 軌道から外れた |
| 最後の連絡 | 2015 年 1 月 18 日、15:01:55 UTC [3] |
| 減衰日 | 2015年1月/2月 |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | サイテロセントリック |
| ペリキテリオン高度 | 460 km (290 マイル) [4] |
| アポキテリオンの高度 | 63,000 km (39,000 マイル) [4] |
| 傾斜 | 90度[5] |
| 期間 | 24時間[5] |
| 金星探査機 | |
| 軌道投入 | 2006年4月11日 |
ヴィーナス・エクスプレス・ミッション の ESA 太陽系記章 | |
ビーナス・エクスプレス( VEX )は、欧州宇宙機関(ESA)による初の金星探査ミッション。2005年11月に打ち上げられ、2006年4月に金星に到着し、金星の極軌道から科学データを継続的に送信し始めた。7つの科学機器を搭載したこのミッションの主な目的は、金星の大気の長期観測であった。これほど長期間にわたる観測は、これまでの金星ミッションでは行われておらず、大気のダイナミクスをより深く理解するための鍵となった。ESAは2014年12月にこのミッションを終了した。 [6]
歴史
このミッションは、マーズ・エクスプレス・ミッションの設計を再利用するために2001年に提案されました。しかし、いくつかのミッション特性により、主に熱制御、通信、電力の分野で設計変更が行われました。たとえば、火星は金星の約2倍太陽から遠いため、宇宙船の放射加熱はマーズ・エクスプレスよりもビーナス・エクスプレスの方が4倍大きくなります。また、電離放射線環境はより過酷です。一方、太陽電池パネルの照明がより強くなると、より多くの光起電力が生成されます。ビーナス・エクスプレス・ミッションでは、ロゼッタ宇宙船用に開発された予備機器もいくつか使用されます。このミッションは、D. ティトフ (ドイツ)、E. ルルーシュ (フランス)、F. テイラー (イギリス) が率いるコンソーシアムによって提案されました。
ビーナス・エクスプレスの打ち上げ期間は2005年10月26日から11月23日までとされており、当初は10月26日4:43 UTCに予定されていた。しかし、フレガート上段の断熱材に問題があったため、宇宙船上で移動した小さな断熱材の破片を検査して除去するために、打ち上げは2週間延期された。[7]最終的には、 2005年11月9日3:33:34 UTCにカザフスタンのバイコヌール宇宙基地からソユーズFG /フレガートロケットで地球駐機軌道に打ち上げられ、打ち上げから1時間36分後に金星へのトランスファー軌道に投入された。最初の軌道修正操作は2005年11月11日に成功裏に実行された。探査機は153日間の旅を経て2006年4月11日に金星に到着し、UTC SCETの07:10:29から08:00:42の間にメインエンジンを点火して速度を落とし、金星の重力に捕らわれて9日間で400×330,000キロメートル(250×205,050マイル)の軌道に乗った。[8]燃焼はドイツのダルムシュタットにあるESAの管制センター、 ESOCから監視された。
ビーナス・エクスプレスが金星を周回する最終的な24時間軌道に到達するには、さらに7回の軌道制御操作(メインエンジンによる2回とスラスターによる5回)が必要であった。 [8]
ビーナス・エクスプレスは、 2006 年 5 月 7 日 13:31 UTC に遠点で目標軌道に入り、そのとき宇宙船は地球から 1 億 5,100 万キロメートル (9,400 万マイル) 離れたところにあった。この時点で宇宙船は、最初の軌道のときよりもかなり金星に近い楕円軌道上を走っていた。極軌道は金星上空 250 ~ 66,000 キロメートル (160 ~ 41,010 マイル) の範囲であった。近点はほぼ北極 (北緯 80 度) の上に位置し、宇宙船が金星を一周するのに 24 時間かかった。
ビーナス・エクスプレスは、軌道上から金星の大気と雲、プラズマ環境、表面特性を詳細に調査した。また、金星表面温度の地球地図も作成した。当初のミッション期間は500地球日(金星の恒星日で約2日)と計画されていたが、ミッションは5回延長された。最初は2007年2月28日から2009年5月初旬まで、次に2009年2月4日から2009年12月31日まで、そして2009年10月7日から2012年12月31日まで。[9] 2010年11月22日、ミッションは2014年まで延長された。[10] 2013年6月20日、ミッションは最終的に2015年まで延長された。[11]
2014年11月28日、ミッションコントロールはビーナスエクスプレスとの連絡を失った。2014年12月3日に断続的に連絡が回復したが、推進剤が枯渇したためか、探査機を制御できなかった。[12] 2014年12月16日、ESAはビーナスエクスプレスのミッションが終了したと発表した。 [6]ビーナスエクスプレスからのキャリア信号はまだ受信されていたが、データは送信されていなかった。ミッションマネージャーのパトリック・マーティンは、探査機が2015年1月初旬に高度150キロメートル(93マイル)以下に落下し、1月下旬または2月上旬に破壊されると予想していた。[13]探査機のキャリア信号がESAによって最後に検出されたのは2015年1月18日であった。[3]
楽器
ASPERA-4 : 「 A nalyzer of S p ace Plasmas and E n r getic A toms」の頭文字をとったASPERA-4 は、太陽風と金星の大気の相互作用を調査し、プラズマ プロセスが大気に与える影響を判定し、プラズマと中性ガスの地球規模の分布を判定し、高エネルギー中性原子、イオン、電子を研究し、金星近傍環境のその他の側面を分析しました。ASPERA-4 は、 Mars Expressで使用された ASPERA-3 設計を再利用したものですが、より厳しい金星近傍環境に合わせて調整されています。
MAG :磁力計は、金星の磁場の強さと、太陽風と金星自体が及ぼす磁場の方向を測定するために設計されました。磁気圏、磁気圏尾部、電離層、磁気バリアを高解像度で 3 次元的にマッピングし、太陽風と金星の大気の相互作用の研究において ASPERA-4 を支援し、プラズマ領域間の境界を特定し、惑星の観測も行います (金星の雷の探索と特性評価など)。MAG は、ロゼッタ着陸機の ROMAP 装置から派生したものです。
測定装置の 1 つは機体に設置されました。2 台のうち 2 台目は、長さ 1 メートルのブーム (カーボン複合チューブ) を展開して機体から必要な距離だけ離れたところに設置されました。2 台の冗長な火工品カッターが細いロープの輪を 1 つ切断し、金属バネの力を解放しました。駆動された膝レバーがブームを垂直に外側に回転させ、所定の位置に固定しました。2 台のセンサーとプローブの回転を組み合わせて初めて、探査機は探査機自体の妨害磁場の下にある小さな自然磁場を解像することができました。探査機によって生成された磁場を特定するための測定は、地球から金星へのルートで行われました。[14] [15]磁気のクリーンさが欠けていたのは、磁力計を搭載していなかったMars Express探査機バスを再利用したためです。 [15] 2 点同時測定のデータと、Venus Express自体によって生成された干渉を特定して除去するソフトウェアを使用することで、磁気的にクリーンな探査機によって生成された結果に匹敵する品質の結果を得ることができました。[15]
VMC :金星監視カメラは広角のマルチチャンネルCCDです。 VMCは、金星のグローバルな画像を撮影するために設計されています。[ 16]可視 (VIS)、紫外線 (UV)、近赤外線 (NIR1 および NIR2) のスペクトル範囲で動作し、表面の輝度分布をマッピングして火山活動を探したり、大気光を監視したり、雲頂での未知の紫外線吸収現象の分布を調べたり、その他の科学観測を行ったりします。 これは、マーズ・エクスプレス高解像度ステレオカメラ (HRSC)とロゼッタ光学分光赤外線リモートイメージングシステム (OSIRIS)から部分的に派生したものです。 カメラは、コダック KAI-1010 シリーズの 1024 x 1024 ピクセルのインターライン CCD をベースにしており、画像データを前処理して地球に送信される量を減らすFPGA を搭載しています。[17] [18] VMCを担当する研究機関のコンソーシアムには、マックス・プランク太陽系研究所、ドイツ航空宇宙センター惑星研究所、ブラウンシュヴァイク工科大学コンピュータ・通信ネットワーク工学研究所が含まれていた。[19]これはマーズ・エクスプレスに搭載された視覚監視カメラの進化形であるが、それと混同しないように注意すること。[17] [20]
PFS:「惑星フーリエ分光計」(PFS)は、 0.9μm から45μmの波長範囲の赤外線で動作し、金星の大気の垂直光学探査を行うように設計されていた。下層大気(雲レベルから100キロメートルまで)の3次元温度場を地球規模で長期監視するはずだった。さらに、存在するかもしれないがまだ検出されていない微量大気成分の探索、大気エアロゾルの分析、地表から大気への交換プロセスの調査を行うはずだった。設計はマーズ・エクスプレスの分光計に基づいていたが、ビーナス・エクスプレスのミッションに最適な性能になるように修正された。しかし、PFSは展開中に故障し、有用なデータは送信されなかった。[21]
SPICAV : 「金星大気の特性調査のためのSP分光計」(SPICAV) は、赤外線および紫外線波長の放射を分析するために使用された画像分光計です。これは、Mars Express に搭載された SPICAM 装置から派生したものです。ただし、SPICAVには、赤外線で金星の大気を通して太陽を観測するために使用された SOIR (赤外線での太陽掩蔽)と呼ばれる追加のチャネルがありました。
VIRTIS : 「可視および赤外線熱画像分光計」(VIRTIS) は、電磁スペクトルの近紫外線、可視光線、赤外線部分を観測する画像分光計です。大気のすべての層、表面温度、および表面/大気の相互作用現象を分析します。
VeRa :金星の電波科学は、宇宙船から電波を送信し、大気圏を通過させたり、表面で反射させたりした電波探査実験でした。これらの電波は地球上の地上局で受信され、金星の電離層、大気圏、表面の分析に使用されました。これは、ロゼッタに搭載された電波科学調査装置から派生したものです。
科学
金星の気候
大きさや化学組成が類似した初期の惑星系から始まった金星と地球の歴史は、劇的に分岐した。金星エクスプレスミッションで得られたデータは、金星の大気の構造を深く理解するだけでなく、現在の温室効果の大気条件につながった変化の理解にも役立つことが期待されている。このような理解は、地球の気候変動の研究に貢献する可能性がある。[22]
2006年、その研究成果により金星と地球の違いが明らかになり、日常的な気候変動の観測が開始された。[23]
地球上の生命の探索
ビーナス・エクスプレスは金星軌道から地球上の生命の兆候を観測するためにも使用された。探査機が取得した画像では、地球は1ピクセル未満の大きさで、他の惑星系における地球サイズの惑星の観測を模倣している。これらの観測はその後、太陽系外惑星の居住可能性研究の方法を開発するために使用された。[24]
ミッションのタイムライン

ビーナスエクスプレス · 金星 · 地球 ・ 太陽

ビーナスエクスプレス · 金星
- 2005年8月3日: Venus ExpressはフランスのトゥールーズにあるAstrium Intespace施設でテストの最終段階を完了しました。
- 2005年8月7日:ビーナス・エクスプレスがバイコヌール宇宙基地の空港に到着。
- 2005年8月16日: 最初の飛行検証テストが完了。
- 2005年8月22日: 統合システムテスト3。
- 2005 年 8 月 30 日: 最後の主要システム テストが正常に開始されました。
- 2005 年 9 月 5 日: 電気テストが成功しました。
- 2005 年 9 月 21 日: FRR (燃料補給準備状況レビュー) が進行中。
- 2005年10月12日:フレガート上段ロケットとの結合が完了。
- 2005年10月21日:フェアリング内部に汚染物質が検出されたため、打ち上げは保留。
- 2005年11月5日: 発射台に到着。
- 2005 年 11 月 9 日: 03:33:34 UTC にバイコヌール宇宙基地から打ち上げ。
- 2005年11月11日: 最初の軌道修正操作が正常に実行されました。
- 2006年2月17日: 到着演習のリハーサルでメインエンジンの点火に成功。[25]
- 2006年2月24日: 2回目の軌道修正操作が正常に実行されました。
- 2006 年 3 月 29 日: 3 回目の軌道修正操作が正常に実行され、4 月 11 日の軌道投入が目標どおりに達成されました。
- 2006 年 4 月 7 日: 軌道投入操作用のコマンド スタックが宇宙船にロードされます。
- 2006年4月11日: 金星周回軌道投入(VOI)が以下のスケジュールに従って正常に完了しました: [26]
- この最初の軌道の周期は9日間です。[8]
- 2006 年 4 月 13 日:ビーナス・エクスプレスによる金星の最初の画像が公開されました。
- 2006 年 4 月 20 日: 遠点低下操作 #1 を実行。軌道周期は 40 時間になりました。
- 2006 年 4 月 23 日: 遠点低下操作 #2 を実行。軌道周期は現在約 25 時間 43 分。
- 2006 年 4 月 26 日: Apoapsis Lowering Manoeuvre #3 は、以前の ALM に対する若干の修正です。
- 2006年5月7日:ビーナス・エクスプレスは13:31 UTCに遠点の目標軌道に入った。
- 2006年12月14日: 南半球初の気温マップ。[27]
- 2007 年 2 月 27 日: ESA は2009 年 5 月までのミッション延長に資金を提供することに同意しました。[引用が必要]
- 2007 年 9 月 19 日: 公称ミッション終了 (500 地球日) – ミッション延長の開始。
- 2007年11月27日:ネイチャー誌に一連の論文が掲載され、最初の研究結果が発表された。この論文では、過去に海が存在した証拠が発見された。金星に雷が存在すること、また金星では雷が地球よりも頻繁に発生することが確認された。また、金星の南極に巨大な二重の大気渦が存在するという発見も報告されている。 [28] [29]
- 2008年5月20日: VIRTIS装置による金星の大気中のヒドロキシル(OH)の検出が、2008年5月発行の天文学と天体物理学誌に報告された。[30]
- 2009 年 2 月 4 日: ESA は 2009 年 12 月 31 日までミッション延長に資金を提供することに同意しました。[引用が必要]
- 2009年10月7日: ESAは2012年12月31日までミッションに資金を提供することに同意した。[要出典]
- 2010年11月23日: ESAは2014年12月31日までミッションに資金を提供することに同意した。[要出典]
- 2011年8月25日:金星の上層大気にオゾン層が存在すると報告された。 [31] [32]
- 2012年10月1日:金星の大気中にドライアイスが沈殿する可能性のある冷たい層が存在すると報告された。 [33]
- 2014年6月18日〜7月11日:エアロブレーキ実験に成功。 [34]高度131〜135kmを複数回通過。[35]
- 2014年11月28日: ミッションコントロールがビーナス・エクスプレスとの連絡を失う。[12]
- 2014年12月3日: 断続的な通信が確立され、宇宙船の燃料が切れた可能性が高いと判断された。[12]
- 2014年12月16日: ESAが金星エクスプレスミッションの終了を宣言。[6]
- 2015年1月18日: 宇宙船のXバンド搬送信号の最後の検出。[3]
参照
参考文献
- ^ abcde 「Venus Express Factsheet」。欧州宇宙機関。2014年6月1日。2017年7月5日閲覧。
- ^ Siddiqi, Asif (2018). Beyond Earth: A Chronicle of Deep Space Exploration, 1958–2016 (PDF) (第2版). NASA History Program Office.
- ^ abc Scuka, Daniel (2015年1月23日). 「Venus Express: The Last Shout」. 欧州宇宙機関. 2015年1月26日閲覧。
- ^ ab 「金星の上層大気圏への冒険」。欧州宇宙機関。2014年11月11日。 2014年11月23日閲覧。
- ^ ab 「Operational Orbit」。欧州宇宙機関。2012年12月14日。 2014年11月23日閲覧。
- ^ abc Bauer, Markus; Svedhem, Håkan; Williams, Adam; Martin, Patrick (2014年12月16日). 「Venus Express goes gentle into the night」. 欧州宇宙機関. 2014年12月22日閲覧。
- ^ 「金星エクスプレスの予備調査で明るいニュースがもたらされる」ESA、2005年10月25日。 2006年5月9日閲覧。
- ^ abc 「Venus Express」。国立宇宙科学データセンター。 2014年12月22日閲覧。
- ^ 「科学ミッションのミッション延長が承認される」ESA、2009年10月16日。
- ^ 「ヨーロッパは最後のフロンティアで存在感を維持」ESA、2010年11月22日。
- ^ 「ESAの科学ミッションは時間外も継続」ESA、2013年6月20日。
- ^ abc 「Venus Express anomaly」。SpaceDaily。2014年12月8日。 2014年12月15日閲覧。
- ^ ドレイク、ナディア(2014年12月17日)。「燃料切れ、ビーナス・エクスプレスは惑星の空で穏やかに死に向かって落下中」ナショナルジオグラフィック。2014年12月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年12月22日閲覧。
- ^ “IWF : VEX-MAG”. Iwf.oewa.ac.at. 2014年10月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年12月15日閲覧。
- ^ abc Pope, SA; Zhang, TL; Balikhin, MA; Hvizdos, L.; Kudela, K.; Dimmock, AP (2011年4月). 「磁気的に汚れた宇宙船を使った惑星の磁気環境の探査: VEX MAGデータ分析へのシステムアプローチ」Annales Geophysicae . 29 (4): 639–647. Bibcode :2011AnGeo..29..639P. doi : 10.5194/angeo-29-639-2011 .
- ^ 「The Venus Express mission camera」マックス・プランク太陽系研究所。2008年3月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ abc Markiewicz, WJ; Titov, D.; Fiethe, B.; Behnke, T.; Szemerey, I.; et al. 「Venus Monitoring Camera for Venus Express」(PDF)。マックス・プランク太陽系研究所。2015年4月2日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
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- 「ビーナス・エクスプレス:機器」。欧州宇宙機関。 2005年9月14日閲覧。
さらに読む
- Dambeck, Thorsten (2009). 「ベールの向こうの灼熱の地獄」(PDF) . MaxPlanckResearch (4): 26–33. B56133. 2016年3月3日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2014年11月23日閲覧。
外部リンク
- 欧州宇宙機関による金星エクスプレスミッションのページ
- ESA 宇宙船運用による金星エクスプレスミッションのページ
- NASA太陽系探査機ビーナス・エクスプレスのプロフィール
