Venera-D

" Venus-D " ("Venus långlivad" [2] ) är en framtida rysk automatisk interplanetär station (AMS) för studier av Venus , en förbättrad analog till de sovjetiska enheterna i Venera -serien. Lanseringen av enheten är planerad till 2029. Om det lyckas kommer Venera-D att bli den första Venus-sonden som lanserats av Ryssland sedan 1984.

Venera-D har blivit det främsta lovande projektet för IKI RAS för perioden efter 2025, efter att uppdraget att studera Jupitersystemet och dess satelliter måste skjutas upp på obestämd tid på grund av bristande finansiering .

Projekthistorik

Kronologi:

• 2012 — inom ramen för planetsymposiet vid IKI RAS hölls ett möte för forskare från Ryssland, USA, Europa och andra länder och regioner som är intresserade av att studera Venus. Deltagarna undertecknade ett protokoll som anger vikten av det internationella rymdprojektet för studiet av Venus, och den första kandidaten för rollen för detta projekt var Venera-D-projektet [3] .
• 2013 - skapandet av en gemensam arbetsgrupp (ONWG, The Venera-D Joint Science Definition Team (JSDT)), inklusive representanter för Ryssland och USA , vars uppgift var att fastställa de vetenskapliga målen för att studera Venus och arbeta fram en ev. uppdrag till Venus genom gemensamma ansträngningar av forskare från de två länderna.
• 2014 - avbrytande av arbetet i den gemensamma arbetsgruppen för Venera-D-projektet.
• 2015 - återupptagandet av arbetet i den gemensamma arbetsgruppen för Venera-D-projektet.
• 2016 - uteslutningen av Venera-D-projektet från utkastet till federalt rymdprogram för 2016-2025 på grund av dess sekvestrering.
• 26-28 juli 2016 - möte för den rysk-amerikanska Joint Scientific Working Group Roscosmos / IKI - NASA om Venera-D-projektet.
• 14-16 mars 2017 - förhandlingar av den gemensamma vetenskapliga gruppen IKI / Roscosmos-NASA om Venera-D-projektet.
• 2019 - det vetenskapliga skedet av studien avslutades: vetenskapliga uppgifter formulerades, prioriteringar identifierades, konceptet för uppdraget föreslogs; projektet befinner sig i färdigställandet av pre-draft design, varefter det tekniska förslaget kommer att påbörjas ("Venera-D" kan skapas inom fem till sex år om finansiering erhålls; en brist kan leda till en försening i processen upp till 10 år eller mer., - en av utvecklarna av Venera-D-projektet Viktor Vorontsov [4] ). 2026 betraktas som ett riktmärke för lanseringen, men med tanke på förseningen i tidpunkten för inkludering i det federala programmet betraktas 2028 och 2031 som reservdatum.
• 2022 - projektet genomförs uteslutande av Roscosmos; under flygning är det planerat att använda en gravitationsmanöver , vilket avsevärt kommer att utöka planetens område som är tillgängligt för landning. Lanseringen är planerad till 2029, från Vostochny-kosmodromen [1] .

Design

• Den 4 augusti 2017 tillkännagav Roscosmos förslaget från den gemensamma vetenskapliga gruppen IKI / Roscosmos - NASA att i uppdraget integrera en subsatellit som väger upp till 120 kg och ballongsonder för drift på en höjd av 50-55 km i atmosfär av Venus, såväl som olika nyttolaster som föreslagits av forskarsamhället [5] .
• Den 3 november 2017 hölls det första introduktionsmötet på FASO med deltagarna i Venera-D-projektet, som ett resultat av vilket IKI RAS utsågs till den ledande organisationen för utarbetandet av ett omfattande program för vetenskaplig forskning om Venus [ 6] .
• Den 14 mars 2019 berättade chefen för den ryska vetenskapsakademin, Alexander Sergeev , för media att ett gemensamt amerikansk-ryskt vetenskapligt uppdrag för att studera Venus skulle kosta cirka 1 miljard dollar (enligt den ryska sidan, 800 miljoner dollar). Uppdraget är redo att stödjas av US National Academy of Sciences . Det är planerat att Ryssland ska ta itu med leveransfrågor, nedstigningsplattformen kommer att vara rysktillverkad. Samtidigt kan plattformen stanna på planeten ganska länge enligt omfattningen av tidigare experiment - cirka 10-12 timmar. Förutom nedstigningsplattformen kommer speciella sonder samlar in information i planetens atmosfär, vars driftsperiod redan är cirka 60 dagar. Skapandet av satelliten, såväl som flygplanet, görs av den amerikanska sidan. Samtidigt är det fortfarande inte känt exakt hur den här enheten kommer att se ut. Enligt planerna kommer det att vara någon slags analog till ett flygplan som kommer att flyga i täta lager av atmosfären, eller en sond som liknar ett luftskepp , som kommer att vara i atmosfären på grund av flytkraft. Deadline för att skicka uppdraget har ännu inte fastställts, men det är preliminärt 2030 [7] .
• Den 19 mars 2019 berättade Lyudmila Zasova, medchef för den bilaterala vetenskapliga arbetsgruppen för Venera-D-projektet från rysk sida, för media att Ryssland och USA hade slutfört bildandet av vetenskapliga uppgifter för det gemensamma uppdraget att Venus och var redo att gå vidare till utvecklingen av vetenskaplig utrustning, såväl som själva den interplanetära stationen. Just nu[ när? ] det vetenskapliga skedet av forskningen har avslutats - vetenskapliga uppgifter har formulerats, prioriteringar har definierats, ett uppdragskoncept har föreslagits för att lösa dessa problem, uppdragsarkitekturen har utvärderats. Som ett resultat av arbetet i den gemensamma vetenskapliga arbetsgruppen utvecklades ett uppdragskoncept och föreslogs för utvärdering av Roscosmos och NASA, bestående av två "grundläggande" element: en rysktillverkad orbital och lander (med en driftsperiod på ytan av Venus 2-3 timmar), samt en liten långlivad station NASA, som kommer att fortsätta att arbeta i 60 jorddagar. Nu är projektet redo att gå vidare till utvecklingsfasen (Fas A i amerikansk terminologi) [8] . Japan och Europa är redo att gå med i Venera-D-projektet efter att ha tillhandahållit sin vetenskapliga utrustning: Japan erbjuder infraröda och ultravioletta kameror för omloppsbanan, Italien - två kartläggningsspektrometrar, Tyskland - en kamera för att observera ytan på nattsidan av Venus i det nära infraröda området för spektrumet, vilket är viktigt för sökandet efter möjlig termisk och vulkanisk aktivitet. Zasova sa också att om finansiering erhålls inom en snar framtid är lanseringen möjlig tidigast 2027 [9] .
• Den 29 maj 2019 föreslog Ryska vetenskapsakademins rymdråd att skjuta upp lanseringen av Venera-D till 2029 och meddelade Roskosmos att Venera-D-temat är klart för öppnandet av ROC, men finansiering krävs för att dra ett tekniskt förslag. År 2020 eller 2021 föreslås det att medel ska tillhandahållas för utveckling av en preliminär design om det tekniska förslaget är framgångsrikt [10] [11] . Vice IKI RAS Oleg Korablev meddelade att produktionstiden för Venera-D skulle vara 10 år. Prioriteten är landningen av enheten på höga breddgrader ( sovjetiska stationer landade i ekvatorialzonen av Venus) [12] . Den 3 juni berättade vetenskaplig chef för IKI RAS Lev Zeleny för media att RAS Council for Space under de kommande dagarna kommer att skicka en vädjan till Roscosmos om behovet av att börja finansiera de första stadierna av FoU på Venera-D [13] . Den 12 juni skickade Ryska vetenskapsakademins rymdråd en vädjan till Roscosmos om behovet av att börja implementera Venera-D-projektet och finansiera de första stadierna av utvecklingsarbetet på det [14] . Den 13 juni rapporterade Roscosmos presstjänst att ett brev från Ryska vetenskapsakademin hade mottagits och att det övervägdes av det statliga företagets specialister [15] .
• Den 4 oktober 2019 berättade Lev Zeleny , vetenskaplig chef för IKI RAS , för media att forskarna förväntar sig att Roscosmos ska börja finansiera den preliminära utformningen av Venera-D 2020, åtminstone 2021. En preliminär design kostar flera hundra miljoner rubel och kan vara klar inom ett och ett halvt till två år efter starten av finansieringen. Arbetet har hittills finansierats av Vetenskaps- och högskoledepartementet inom ramen för det statliga uppdraget IKI RAS. Roscosmos presstjänst berättade för media att ett beslut om Venera-D-projektet ännu inte hade fattats [16] .
• I början av oktober 2019 hölls det 10:e Moskva internationella symposiet om solsystemforskning i Moskva, där den rysk-amerikanska arbetsgruppen för Venera-D-projektet valde landningsplatser. Den 7 oktober 2019 berättade Lyudmila Zasova, chef för laboratoriet för planetarisk spektroskopi vid IKI RAS IKI, medchef för arbetsgruppen för Venera-D-projektet, för media att fem grupper av specialister väljer landningsplatser - var och en har sin egen grupp, men alla fem landningsplatserna bestämdes av specialister på Venus norra halvklot, på höga breddgrader. Lev Zeleny, vetenskaplig chef för IKI RAS, berättade för reportrar att det andra ämnet som diskuterades vid arbetsgruppens möten var den möjliga förekomsten av mikroorganiskt liv i molnskiktet av Venus och vilken utrustning som skulle behövas för att fixa det [17] .
• Den 16 december 2019 berättade Roscosmos Dmitry Rogozin för media att Venera-D-projektet, som uteslöts från det federala rymdprogrammet 2016-2025 på grund av sekvestrering, kan komma att dyka upp i det ryska rymdprogrammet 2020 [18] .
• Den 31 januari 2020, den ledande ingenjören för NPO uppkallad efter Lavochkin Dmitry Khmel berättade för media att Roscosmos hade satt uppgiften att utveckla ett Venus-utforskningsprogram som i omfattning liknar det ryska månprogrammet , som borde inkludera Venera-D-projektet [19] .

• Den 4 mars 2021 berättade Lev Zeleny, vetenskaplig chef för IKI RAS, för media att ett möte med ledningen för den ryska vetenskapsakademin och Roscosmos hade ägt rum, och den tekniska utformningen av Venera-D-projektet hade börjat, som skulle vara två år. Cirka 550 miljoner rubel kan krävas för dessa arbeten fram till 2025. För närvarande[ när? ] kontrakt ingås med utförarna av arbetet - NPO dem. Lavochkin och IKI RAS. Skaparna av Venera-D har för avsikt att använda den grundläggande designen av den sovjetiska landningsstationen som användes i Venera- och Vega-uppdragen. Lanseringen är planerad till 2029 [20] [21] [22] .
• Den 17 maj 2021 lade Roskosmos upp ett kontrakt med NPO uppkallad efter N.N. Lavochkin för utvecklingen av ett tekniskt förslag för Venera-D rymdkomplexet. Kontraktsbeloppet är 318,15 miljoner rubel. Enligt uppdragsbeskrivningen, NPO dem. Lavochkina kommer att utföra arbete på ämnet "Skapande av rymdkomplex (SC) av en ny generation för grundläggande rymdforskning. Utveckling av ett tekniskt förslag för QC. MF ROC-kod: "Perspektiv" ("Venera-D" (TP))". Arbetet beräknas vara klart den 28 februari 2023. Vid denna tidpunkt bör en motivering av uppdragets genomförbarhet och möjliga designlösningar utföras för att säkerställa studiet av atmosfären, ytan, inre strukturen och omgivande plasma av Venus på modern nivå, en studie av möjligheten att returnera prover av jord, atmosfär och aerosoler från Venus till jorden, och ett utkast till tekniska uppgifter för rymdkomplexet för studiet av Venus "Venera-D". Uppskjutningen av rymdfarkosten bör genomföras 2029 med användning av bärraketen Angara-A5 med det övre steget DM-03 [23] .
• Den 8 april 2022 berättade Anatoly Petrukovich, chef för IKI RAS, för media att NPO dem. Lavochkina och IKI började designa "Venera-D" [24] .
• Den 5 september 2022, specialisterna från NPO:s vetenskapliga och tekniska råd uppkallade efter Lavochkin godkände det tekniska förslaget för skapandet av Venera-D-rymdfarkosten och rekommenderade att det skickas för vidare granskning till de ledande forskningsorganisationerna inom raket- och rymdindustrin [25] .

• fram till maj 2019 var lanseringen planerad för perioden 25 december 2027 till 16 januari 2028. Det var planerat att använda en Angara-A5 bärraket med ett DM-03 övre steg eller KVTK och Vostochny Cosmodrome för uppskjutning .
• i maj 2019 föreslogs lanseringen att skjutas upp till november 2029 eller juni 2031 (beroende på finansiering och en uppskattning av tillverkningen av apparaten om 10 år).
• i mars 2021 var lanseringen planerad till 2029.
• Den 12 oktober 2021 meddelade Lyudmila Zasova, chef för Planetary Atmosphere Spectroscopy Laboratory vid IKI RAS, vid det 12:e internationella symposiet om solsystemforskning att lanseringen är planerad till den 11 november 2029. Vid samma konferens uteslöt Lev Zeleny, vetenskaplig chef för IKI RAS, inte att lanseringen av uppdraget kunde skjutas upp under en kort period [26] .
• Den 15 april 2022 berättade chefen för Roscosmos, Dmitry Rogozin, för media att lanseringen av Venera-D skulle skjutas upp på obestämd tid [27] .

Projekt

Gemensamt projekt med ESA

2007 tillkännagavs det[ av vem? ] att möjligheten att kombinera det ryska Venera-D-uppdraget med det europeiska ( ESA ) planetariska forskningsprogrammet övervägs, med ett lanseringsdatum 2016-2018. Den interplanetära stationen var tänkt att inkludera: en europeisk orbitalmodul skapad på basis av Venera Express , en rysk landare av ny, original design; en europeisk ballong för forskning i planetens atmosfär och, möjligen, med små sonder med forskningsutrustning som tappats i dess olika regioner. Den vetenskapliga utrustningen för modulen som landade på planetens yta var tvungen att förbli i drift vid höga temperaturer (cirka 735 K) och tryck (cirka 90 atm.) i ungefär en månad. Europeiska instrument kan installeras på det ryska nedstigningsfordonet och ryska på den europeiska orbitalmodulen och i ballonggondolen. Det var också möjligt att delta i uppdraget med en liten japansk ballong, som, till skillnad från den europeiska höghöjdsballongen, kommer att fungera 35 km från ytan [2] . Senare detta europeiska projekt[ vad? ] fick namnet European Venus Explorer (European Venus Explorer)[ förtydliga ] .

Ett av alternativen som diskuterades involverade uppskjutningen av en rymdfarkost från Kourou -kosmodromen av en Soyuz-2 uppskjutningsfordon ( Soyuz-ST ) med ett Fregat övre steg 2013 . [28] [29]

År 2003 tillkännagavs projektet av den ryska vetenskapsakademin för inkludering i det federala rymdprogrammet för 2006-2015; 2004, under utvecklingen av uppdraget, var lanseringen planerad till 2013.
År 2005, inom ramen för det federala rymdprogrammet för 2006-2015, var lanseringsdatumet tidigast 2015 [30] ; 2007 flyttades tidsfristen till 2016-2018. [2] , men sedan, efter tillkännagivandet av ett gemensamt projekt med ESA, Frankrike och möjligen Japan, 2010, sades det om lanseringen 2015-2016. [29] ; i framtiden saknades fraserna om det gemensamma projektet som dök upp i meddelandena [31] [32] .
I mars 2012 flyttades återigen tidsfristerna, projektet ingick i solsystemets forskningsprogram fram till 2025, det indikerades att lanseringen kunde ske tidigast 2024 [33] [34] [35] .
Därefter flyttades lanseringsdatumen till 2026-2027.

Gemensamt projekt med NASA

Detta alternativ diskuterades 2016, vid ett möte med den rysk-amerikanska gemensamma vetenskapliga arbetsgruppen Roscosmos / IKI - NASA om Venera-D-projektet [36] . Det rysk-amerikanska Venera-D-uppdraget föreslås lanseras med den tunga bärraketen Angara-A5 [37] med Breeze-M-översteget eller väte-KVTK från Vostochny-kosmodromen 2026; 2027 och 2029 betraktas som ett backupdatum (fönstret för lansering 2026 är öppet från 30 maj till 20 juni med det optimala lanseringsdatumet 9 juni; backupfönstret tillhandahålls från 25 december 2027 till 16 januari 2028, med det optimala lanseringsdatumet är den 6 januari 2028 [38] ).

• Den ryska sidan kommer att förse Angara-A5 ILV-programmet med en orbitalmodul och en stor landningsmodul.
• Amerikanerna erbjuder för uppdraget, i synnerhet, ett antal instrument, långlivade små och enkla sonder (som väger upp till 10 kg) [5] , som är lättare att skydda mot överhettning, och därför kan de arbeta upp till 50 dagar , spåra atmosfärens dynamik och samla in seismografisk data .

Huvudelementen i Venera-D-uppdraget är ryska (landande och kretsande fordon). Som ytterligare delar av NASA  :s möjliga bidrag övervägs VAMP (Venus Atmospheric Manoeuvrable Platform). Ett annat alternativ är flera små sonder baserade på högtemperaturelektronik som kan arbeta på Venus yta i flera tusen timmar. De kan släppas till olika regioner på planeten, där de kommer att övervaka parametrarna för atmosfären nära ytan. Möjligheten att inkludera fridrivande ballonger eller en liten subsatellit i uppdraget övervägs också. Uppdraget är planerat för att studera atmosfärens sammansättning, Venus yta och ta reda på orsakerna till att vattnet försvann från denna planet. Fartyget inkluderar en orbital enhet, ett nedstigningsfordon och minst två ballongsonder . Två ballongsonder kommer att skjutas upp från orbitalenheten, som kommer att verka i Venus omloppsbana under en lång tid. En av dem kommer att ligga på en höjd av 55-60 km från planetens yta, den andra - under molnen, på en höjd av 45-50 km. Livslängden för ballongsonder är mer än åtta dagar. Ett långlivat nedstigningsfordon måste arbeta på planetens yta i minst flera dagar. Under denna tid måste enheten överföra all nödvändig information till jorden. I händelse av att en Zenith medium raket tillhandahålls för Venera-D-uppdraget , kan en italiensk radar läggas till den redan planerade utrustningen. Om bärraketen i tung klass Proton-M används, kommer expeditionen att inkludera en drivande sond, som kommer att fungera på en höjd av 45-50 km under en månad.

landningsplats: Den 7 oktober 2019 berättade Lyudmila Zasova, chef för planetarisk spektroskopi-laboratoriet vid IKI RAS, medchef för arbetsgruppen för Venera-D-projektet, för media att fem grupper av specialister väljer landningsplatser - var och en har sin egen grupp, men alla fem landningsplatserna bestämdes av specialister på norra halvklotet Venus, på höga breddgrader [17] .

Joint Russian-American Group for the Study of Venus bildades 2013. 2014 avbröts arbetet med projektet, 2015 återupptogs det igen; det förväntades att i slutet av 2018 skulle den gemensamma utvecklingen av projektet vara slutfört. Från och med juli 2016 ingår inte detta projekt i det federala rymdprogrammet för 2016-2025, även om det ingick i dess tidigare version som förbereddes innan programmet avbröts [39] .

Från och med mitten av 2017 finansierar den amerikanska sidan pappersarbetet på projektet. På den ryska sidan, på grund av genomförandeperioden för programmet först efter 2025, tillhandahålls inga medel för de kommande åren [40] .

2019: lanseringen av uppdraget är planerad till 2026-2027, men förhandlingarna är svåra på grund av amerikanernas position. [41]

Den 15 september 2020 meddelade Roscosmos att projektet genomförs utan utländskt deltagande som ett oberoende nationellt projekt [42] [43] [44] .

Den 7 mars 2021 berättade den vetenskapliga chefen för IKIK RAS, Lev Zeleny, för media att forskare hoppas att Venera-D kommer att vara ett ryskt uppdrag med aktivt deltagande av USA och, möjligen, andra länder. Men just nu är ställningen för den nya amerikanska presidentadministrationen oklar [45] .

År 2022, som ett resultat av sanktioner mot Ryssland , i samband med Rysslands invasion av Ukraina som en del av det rysk-ukrainska kriget , sade Roscosmos vd Dmitrij Rogozin att varje ytterligare amerikanskt deltagande i det ryska Venera-D-projektet är olämpligt. [46]

Specifikationer

Den automatiska interplanetära stationen "Venera-D" består av en orbiter och en landare för en omfattande studie av Venus atmosfär, dess yta, inre struktur och omgivande plasma.

Orbiter

Landningsfordon

Direkt efter landning kommer Venera-D att sätta in små stationer och börja ta jordprover. 15 minuter efter landning kommer insamlingen av prover av den venusiska jorden att slutföras och analysen av dem påbörjas. 45 minuter efter landning kommer Venera-D att börja överföra vetenskapliga data till jorden. Det förväntas att tre timmar efter landning kommer driften av stationen att stoppas på grund av överhettning av dess radiosystem. Under denna tid är det tänkt att den ska överföra 340 MB data till jorden [47] .