ベネラ

ベネラ着陸地点の位置。赤い点は表面からの画像を送信した地点、中央の黒い点は表面サンプルの分析地点を示しています。この地図は、パイオニア・ビーナス・オービターとマゼランの地図に基づいています。

ベネラ（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る。

13機の探査機が金星の大気圏への突入に成功しました。その中には2機のベネラ・ハレー探査機も含まれています。そのうち10機は金星表面に着陸することに成功しました。しかし、過酷な環境のため、探査機は表面で23分から2時間という短い時間しか生存できませんでした。[ 1 ]

ベネラ計画は、宇宙探査において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）、他の惑星で音を記録した最初の装置（ 1981年10月30日のベネラ13号）、および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。

ベネラ探査機

ベネラ1号と2号

宇宙飛行記念博物館にあるベネラ1号の実物大模型

ソ連による最初の金星フライバイ探査機の打ち上げは1961年2月4日に行われたが、地球周回軌道離脱には失敗した。当時のソ連の方針では、失敗したミッションの詳細を公表しないため、この打ち上げは「チャジェリ・スプートニク」（「重い衛星」の意）という名称で発表された。この衛星は「ベネラ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、金星を周回軌道に入らずに通過する計画でした。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10万km（6万2000マイル）以内を通過したと考えられており、現在も太陽中心軌道上に留まっています。ベネラ2号は1965年11月12日に打ち上げられましたが、地球周回軌道を離れた後にテレメトリの故障に見舞われました。

1960年代初頭にはソ連によって金星フライバイ探査機が何度か打ち上げられたが失敗に終わった。[ 3 ] [ 4 ]しかし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3～6

ベネラ3号から6号の探査機も同様でした。重量約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に最適化されていましたが、特別な着陸装置は備えていませんでした。機能を維持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瞬時に故障し、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取得されなかった。

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、ベネラ4号が無傷で地表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号宇宙船による大気掩蔽データを含む再解析の結果、金星の表面気圧は75～100気圧であることが示され、これはベネラ4号の25気圧の船体強度をはるかに上回っていたため、この主張は撤回された。

ソ連は、探査機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。大気圏突入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探査機は、パラシュートでゆっくりと降下しながら、バッテリー切れとなるまでそれぞれ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

ベネラ7号

VDNKhコスモス館にあるベネラ7号着陸船の模型

1970年8月に打ち上げられたベネラ7号は、金星の表面環境に耐え、軟着陸できるように設計された最初の探査機でした。生存を確実にするために過剰に設計されたため、搭載された実験装置は少なく、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てしまったため、ミッションからの科学的成果はさらに制限されました。それでも、管制科学者たちは、表面の直接測定から得られた465℃（869℉）の温度データから、圧力（90気圧）を外挿することに成功しました。ベネラ4号から7号までの探査機によるドップラー測定は、金星の大気圏（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、362キロメートル/時、225マイル/時）の高速帯状風が存在することを示す最初の証拠となりました。ベネラ7号は、取得した圧力と温度データに加え、大気の組成も測定しました。[ 7 ] [ 5 ]

ベネラ7号のパラシュートは、地表に極めて近い地点に着陸する直前に故障しました。秒速17メートル（56フィート/秒）の速度で衝突し、機体は横転しましたが、無事でした。このためアンテナの位置ずれが発生し、無線信号は非常に弱くなりましたが、バッテリー切れまでの23分間、温度テレメトリによって信号が検出されました。こうして、1970年12月15日、ベネラ7号は金星表面からデータを送信した最初の人類が作った探査機となりました。

ベネラ8号

1972年に打ち上げられたベネラ8号は、表面を調査するための科学機器（ガンマ線スペクトロメータなど）を拡張して搭載していました。ベネラ7号と8号の巡航バスは、ゾンド3号ミッションで上昇した設計を踏襲した以前のものと類似していました。着陸機は降下中にデータを送信し、太陽光の下で着陸しました。光のレベルは測定しましたが、カメラは搭載されていませんでした。データの送信はほぼ1時間続きました。

ベネラ9～12

KTDU-425 9年から16年までベネラ宇宙船に使用された液体燃料エンジン
金星表面に着陸したベネラ10号着陸船の想像図

コスモス482号の失敗に続き、1975年のベネラ9号と10号、そして1978年のベネラ11号と12号は異なる設計でした。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、金星軌道への突入と突入探査機からの通信の受信機および中継機として機能するエンジンを搭載した転送・中継バスが搭載されていました。突入探査機は、球状の耐熱シールドに覆われたバスの上部に取り付けられていました。これらの探査機は、地表での運用に最適化されており、電子機器を大気圧と熱から可能な限り長く保護するための球状の区画を含む、特異な設計が施されていました。その下には、着陸時の衝撃を吸収する「クラッシュリング」が配置されていました。耐圧球の上には、円筒形のアンテナ構造と、アンテナに似ているが実際にはエアロブレーキである幅広の皿状の構造がありました。これらの探査機は、地表で最低30分間運用できるように設計されていました。搭載機器はミッションごとに異なりましたが、カメラや大気・土壌分析装置などが含まれていました。 4機の着陸機すべてにおいて、カメラのレンズキャップの一部またはすべてが外れないという問題が発生しました。

ベネラ9号着陸機は少なくとも53分間稼働し、2台のカメラのうち1台で写真を撮影しました。もう1台のレンズキャップは外れませんでした。これらは、他の惑星の表面で撮影された最初の写真です。

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号着陸機は少なくとも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

ベネラ着陸機の模型

ベネラ13号と14号（1981～82年）は、それぞれ降下機／着陸機を搭載し、機器と電子機器の大部分と、通信中継機として使用されるフライバイ宇宙船を搭載していました。設計は、以前のベネラ9号～12号の着陸機と類似していました。これらの探査機は、着陸後に地表と大気の科学的測定を行うための機器を搭載しており、カメラ、マイク、掘削機と地表サンプラー、地震計などが搭載されていました。また、金星の大気圏への降下過程で発生する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 mi) 離れた場所に着陸しました。ベネラ13号着陸機は127分間、ベネラ14号着陸機は57分間、設計寿命はわずか32分でしたが、無事に着陸しました。ベネラ14号は、表面圧縮性試験機のアーム直下でカメラのレンズキャップを排出するという不運に見舞われ、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ました。降下機は、金星を通過する際にデータ中継役を務めるバスにデータを送信しました。

ベネラ15号と16号

ベネラ15/16号が取得したレーダー地形

1983年のベネラ15号と16号宇宙船は、以前の探査機と同様に周回ミッションであったが、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極めて重要であり、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ために8か月間の運用ツアーが行われた。[ 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、金星北半球表面の反射率分布の詳細な地図が得られた。直線距離の測定値は91キロメートルから182キロメートルの範囲であった。ソ連の双子宇宙船は、ほぼ極楕円軌道を飛行し、主ミッション終了までに北半球大気の上半分（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）の高度分解能で地形データを提供し、東ドイツの機器は地表温度の変化を地図化した。[ 9 ]

VeGa探査機

1984年に打ち上げられた金星とハレー彗星（1/P）を探査した探査機「ベガ」 （キリル文字：ВеГа）も、このベネラの基本設計を採用しており、着陸機だけでなく、約2日間データを中継した大気球も搭載されていました。「ベガ」は「ベネラ」（ロシア語で金星）と「ガレイ」（ロシア語でハレー）を組み合わせた造語です。

未来

ベネラD

ベネラDは、高性能な周回衛星と着陸機を含む金星探査ミッションの提案です。金星に運ばれる総質量の観点から、打ち上げに最適な時期は2026年と2031年です。[ 10 ]しかし、2021年3月時点では、ベネラDの打ち上げは2029年11月以降に予定されています。[ 11 ]ベネラDには、気球、プラズマ測定用の子衛星、あるいは着陸機に搭載された長寿命（24時間）の地表ステーションなど、NASAのコンポーネントが組み込まれる可能性があります。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

科学的発見

金星の表面、あるいは地球以外の惑星の初めての画像。ベネラ9号着陸機が撮影した、初めて鮮明なパノラマ画像。この画像は、1975年10月22日の着陸機の53分間の稼働中に地球に送られました。当初は360度の画像を撮影する予定でしたが、2台目のカメラのレンズキャップが開かず、結果として180度のパノラマ画像となりました。

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、金星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、気温と気圧のデータのほか、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、地表のK、U、Thを測定しました。[ 5 ]ベネラ9号は、金星の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 ]金星の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大衆に伝える機会を提供しました。ベネラ13号は、金星表面の初めてのカラー画像とX線蛍光データを提供しました。ベネラ15号と16号から返されたレーダー画像を解析した結果、金星表面の尾根や溝は地殻変動によるもの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撮影によって発見されました。短い期間ではありましたが、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深めるものでした。

ベネラ探査機の種類

Venera プログラム プローブ タイプ[ 19 ]
モデルタイプ最初の打ち上げ最後の打ち上げミッション（成功/合計）打ち上げロケット質量装置
1VAインパクト 1961年2月4日1961年2月12日0 / 2モルニヤ643.5 kg (1,419 ポンド)5つの科学機器
2MV -1フライバイと大気探査1962年8月25日 1962年9月1日0 / 2モルニヤ1,097 kg (2,418 ポンド)11個の科学機器
2MV-2フライバイ1962年9月12日1962年9月12日0 / 1モルニヤ890 kg (1,960 ポンド)10個の科学機器
3MV -1および1A1964年2月19日 1964年4月2日0 / 3モルニヤ948 kg (2,090 ポンド) および800 kg (1,800 ポンド) (1A)10個の科学機器
3MV-41965年11月12日1965年11月23日0 / 2モルニヤ-M963 kg (2,123 ポンド)11個の科学機器
3MV-3大気探査機と着陸機1965年11月16日1965年11月16日0 / 1モルニヤ-M958 kg (2,112 ポンド)10個の科学機器
1V1967年6月12日1967年6月17日1/2モルニヤ-M1,106 kg (2,438 ポンド)8つの科学機器
2V 1969年1月5日1969年1月10日2/2モルニヤ-M1,130 kg (2,490 ポンド)8つの科学機器
3V1970年8月17日1972年3月31日2/4モルニヤ-M1,180 kg (2,600 ポンド)5台または9台の科学機器
4V -1と1M軌道船と着陸船1975年10月22日 1981年11月4日6/6プロトン-K4,363 kg (9,619 ポンド) 5,033 kg (11,096 ポンド)16台と21台の科学機器
4V-2オービター 1983年6月2日 1983年6月7日2/2プロトンK5,250 kg (11,570 ポンド) 5,300 kg (11,700 ポンド)レーダー付き科学機器7台

ベネラミッションの飛行データ

名前 モデル ミッション 打ち上げ 到着 生存時間（分）結果 画像 着陸機コーディネーター。
ベネラ 1VA No.11VA No.1衝突装置1961年2月4日該当なし該当なし地球軌道離脱に失敗該当なし
ベネラ1号1VA No.2衝突装置1961年2月12日該当なし該当なし金星への途中で通信が途絶える
該当なし
ベネラ 2MV-1 No.12MV-1号機大気探査機1962年8月25日該当なし該当なし脱出ステージは失敗、3日後に再突入
該当なし
ベネラ 2MV-1 No.22MV-1号機2号機大気探査機1962年9月1日該当なし該当なし脱出ステージは失敗、5日後に再突入該当なし
ベネラ 2MV-2 No.12MV-2号機1号機フライバイ1962年9月12日該当なし該当なし第3段が爆発し、宇宙船が破壊された該当なし
ベネラ 3MV-1 No.23MV-1 No.2フライバイ1964年2月19日該当なし該当なし駐機軌道に到達しなかった該当なし
コスモス273MV-1 No.3フライバイ1964年3月27日該当なし該当なし脱出ステージ失敗該当なし
ベネラ2号3MV-4 No.4フライバイ1965年11月12日該当なし該当なし到着直前に通信が途絶えた
該当なし
ベネラ3号3MV-3号機大気探査機1965年11月16日該当なし該当なし大気圏突入直前に通信が途絶えた。これは1966年3月1日（墜落事故）に他の惑星に着陸した最初の人工物体であった。推定着陸地点：北緯-20度～20度、東経60度～80度。該当なし
コスモス963MV-4 No.6大気探査機1965年11月23日該当なし該当なし地球周回軌道離脱に失敗し、大気圏に再突入した。一部の研究者は、1965年12月9日にアメリカ合衆国ペンシルベニア州ケックスバーグ近郊に墜落したと推測しており、この事件はUFO研究者の間で「ケックスバーグ事件」として知られるようになった。地球周回軌道を離脱しなかったソ連の宇宙船は、その目的に関わらず、慣例的に「コスモス」と改名された。この名称は、地球周回軌道に到達することを目指し、実際に到達したソ連/ロシアの他の宇宙船にも与えられている。該当なし
ベネラ4号4V-1 No.310大気探査機1967年6月12日1967年10月18日該当なし他の惑星の大気圏に突入し、データを送信した最初の探査機。地表からの通信は行わなかったものの、探査機による惑星間通信としては初の試みとなった。北緯19度、東経38度付近に着陸。
該当なし
コスモス1674V-1 No.311大気探査機1967年6月17日該当なし該当なし脱出ステージは失敗、8日後に再突入 該当なし
ベネラ5号2V（V-69）第330号大気探査機1969年1月5日1969年5月16日53*地表から26キロメートル（16マイル）以内で圧力により押しつぶされる前に、大気データの送信に成功した。南緯3度、東経18度に着陸。該当なし
ベネラ6号2V（V-69）No.331大気探査機1969年1月10日1969年5月17日51*地表から11キロメートル（6.8マイル）以内で圧力により押しつぶされる前に、大気データの送信に成功した。南緯5度、東経23度に着陸。該当なし
ベネラ7号4V-1 No.630ランダー1970年8月17日1970年12月15日23宇宙船が惑星外への着陸に初めて成功し、惑星表面から初めて通信を行った。23分間生き延びたが、熱と圧力に耐えきれず墜落した。
南緯5度、東経351度 / 南緯5度、東経351度 / -5; 351
コスモス3593V（V-70）ランダー1970年8月22日該当なし該当なし脱出段階は失敗し、楕円軌道に落ちた[ 20 ]該当なし該当なし
ベネラ8号4V-1 No.670ランダー1972年3月27日1972年7月22日50南緯10.70度、東経335.25度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸しました。南緯10度、東経335度 / 南緯10度、東経335度 / -10; 335
コスモス4823V（V-72）671号機プローブ1972年3月31日該当なし該当なし脱出段は金星横断投入中に爆発し、一部は再突入し、残りは地球軌道上に留まり、2025年5月に地球の大気圏に再突入した[ 20 ]該当なし該当なし
ベネラ9号4V-1 No.660オービターとランダー1975年6月8日1975年10月22日53金星表面の初となる白黒画像を送信しました。北緯31.01度、東経291.64度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸しました。
北緯31度、東経291度 / 北緯31度、東経291度 / 31; 291
ベネラ10号4V-1 No.661オービターとランダー1975年6月14日1975年10月25日65北緯15.42度、東経291.51度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸しました。
北緯15度42分 東経291度51分 / 北緯15.700度、東経291.850度 / 15.700; 291.850
ベネラ11号4V-1 No.360フライバイと着陸機1978年9月9日1978年12月25日95着陸機は到着したが、画像システムは故障した。南緯14度、東経299度 / 南緯14度、東経299度 / -14; 299
ベネラ12号4V-1フライバイと着陸機1978年9月14日1978年12月21日110着陸船は雷と思われる現象を記録した。南緯07度、東経294度 / 南緯7度、東経294度 / -7; 294
ベネラ13号4V-1 No.760フライバイと着陸機1981年10月30日1982年3月1日127金星の表面の初のカラー画像を送信し、分光計を使用して土壌サンプル内に白りゅう石玄武岩を発見しました。南緯07度05分 東経303度00分 / 南緯7.083度、東経303.000度 / -7.083; 303.000
ベネラ14号4V-1 No.761フライバイと着陸機1981年11月4日1982年3月5日57土壌サンプルからは、ソレアイト質玄武岩（地球の中央海嶺で見つかるものに類似）が検出された。南緯13度25分 東経310度00分 / 南緯13.417度、東経310.000度 / -13.417; 310.000
ベネラ15号4V-2号機860オービター1983年6月2日1983年10月10日該当なしベネラ16号とともに北半球を北から30度まで地図化（解像度1～2 km）該当なし
ベネラ16号4V-2オービター1983年6月7日1983年10月14日該当なしベネラ15号とともに北半球を北から30度まで地図化（解像度1～2 km）該当なし
ベガ1号5VK No.902フライバイと着陸機1984年12月15日1985年6月11日該当なしベガ計画の一環であった。探査機はハレー彗星に向かう途中だった。大気圏突入時に表面の機器が早期に作動を開始したため、着陸機は故障した。北緯07度05分 東経177度07分 / 北緯7.083度、東経177.117度 / 7.083; 177.117
ベガ25VK No.901フライバイと着陸機1984年12月21日1985年6月15日56ベガ計画の一環である。この探査機はハレー彗星へ向かう途中だった。南緯08度05分 東経177度07分 / 南緯8.083度、東経177.117度 / -8.083; 177.117

参照

参考文献

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  19. ^ Huntress et al. p. 49-266 op. cit.リンクは修復が必要です
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