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Obgleich die Venus der uns nächste Planet ist,
erfolgten weitaus weniger Missionen zur Venus als zum Mars. Dies liegt nicht an der
Erreichbarkeit, denn ein Flug zur Venus ist schneller und benötigt etwas weniger Energie als zum
Mars - sondern daran dass man schon früh den der Erforschung der Venus feststellte, dass Sie ein
unwirtlicher Planet ist. Auf der Venus herrschen Oberflächentemperaturen von 480 Grad Celsius bei
einen Druck von 90 Bar. Zudem verhindern dicke Wolken die Sicht auf die Oberfläche. Daher war
schon Mitte der Sechziger Jahre klar, dass man die Venus nicht einfach erforschen würde können.
Die Amerikaner verloren dadurch weitgehend das Interesse. Bis Mitte der Achtziger Jahre die
Technologie der Kartierung mittels Radar weitgehend ausgereift war um eine Sonde zu starten.
Dagegen nutzten die Sowjets den Vorteil, dass die Venus zwar unwirtliche Bedienungen bot, aber
für Landekapseln einfacher als eine Landung auf dem Mars möglich ist. Viele Sowjets Sonden waren
dadurch erheblich erfolgreicher als beim Mars. Zur Venus gibt es Startfenster etwa alle 19-20
Monate (Mars 26). Eine Reise dauert etwa 4 Monate für einen schnellen Vorbeiflug (Mars 7-8
Monate).
Zu den Daten über gescheiterte Sowjet Missionen ist zu bemerken, dass auch heute noch wenig darüber bekannt ist, wie diese Sonden aufgebaut waren oder welche Missionen Sie hatten. Die Zuordnung geschieht zumeist nach Fehlstarts in den Startfenstern zu den Planeten.
Mehr zu einzelnen Programmen:
Günstige Fluggelegenheiten zur Venus gibt es alle 584 Tage. (19 Monate). Dabei wiederholen sich nach 5 Startfenster wieder die Fluggelegenheiten. Man nennt dies auch den metonischen Zyklus, der sich alle 8 Jahre wiederholt (5 x 584 Tage sind genau 8 Erdjahre und 13 Venusjahre).
| Startdatum | Flugdauer | Startgeschwindigkeit von der Erdoberfläche | Energie (relativ zur Erdbahn) |
|---|---|---|---|
| 1967, Jun 11 | 142 Tage | 11330 m/s | 3.2 MJ/kg |
| 1969, Jan 12 | 127 Tage | 11356 m/s | 3.8 MJ/kg |
| 1970, Aug 17 | 117 Tage | 11373 m/s | 4.2 MJ/kg |
| 1972, März 27 | 112 Tage | 11457 m/s | 6.1 MJ/kg |
| 1973, Nov 9 | 107 Tage | 11487 m/s | 6.7 MJ/kg |
Das nächste Startfenster im Juni 1975 ist dann wieder eines mit einer Flugdauer von 142 Tagen und einer Energie von 3.2 MJ/kg. Neben den angegebenen kürzesten Routen (Typ I Hohmannbahnen) gibt es auch Typ II Hohmannbahnen, bei denen die Reisezeiten länger sind, dafür die Ankunftsgeschwindigkeiten geringer. Vorbeiflugsonden nutzten üblicherweise die Typ I Bahnen, Orbiter wie der Pioneer Venus Orbiter die Typ II Bahnen.
Wie beim Mars
waren auch bei der Venus die Sowjets die ersten die Sonden zur Venus schickten. Man wartete aber
hier bis die Molnija Trägerrakete zur Verfügung stand. Wie in der
Folge startete man mindestens zwei identisch aufgebaute Sonden, um wenigstens eine am Ziel
abliefern zu können. Wie sinnvoll das war zeigte sich auch gleich, denn die Sonde strandete mit
der Oberstufe in einem Erdorbit. 0.8 sec nach Zündung der dritten Stufe versagte diese und die
Sonde wurde in Sputnik 7 umbenannt um den Misserfolg zu kaschieren. Das Bild zeigt eine
Darstellung der beiden Sonden. Da auch Venera 1 bald nach dem Start ausfiel, weiß man nicht was
genau die Sonden für eine Aufgabe hatten. (Die Sowjets gaben dies damals erst einige Tage nach
einem geglückten Start bekannt). Für eine Landung spricht der konusförmige Kopf der Sonde. Bei
dem damaligen Stand der Technik dürfte es sich aber um eine einfache Konstruktion, - vergleichbar
mit dem Aufschlag der ersten Lunik Sonden auf dem Mond mit sowjetischen Hoheitsemblemen -
gehandelt haben.
8 Tage später startete die 644 kg schwere Schwestersonde Venera 1.
Diesmal konnte die Sonde auf Kurs gebracht werden. Das genaue Programm wurde nicht bekannt
gegeben, sondern allgemein die "Erforschung des Raumes und der Test der Navigation und
Datenübertragung aus großen Distanzen". Ein erstes Kurskorrekturmanöver, welches die minimale
Entfernung zur Venus von 180.000 auf 100.000 km absenkte konnte noch durchgeführt werden.
Doch 7 Tage später, am 19.2.1961 brach die
Datenübertragung aus 2 Millionen km Entfernung ab. Wenn damit auch ein neuer Rekord bei der
Übertragung von Daten aus dem All aufgestellt wurde, so war die Mission doch gescheitert. Am 20.5
passierte die stumme Sonde die Venus in einer Entfernung von 100.000 km.
Venera 1 bestand aus einem 2 m hohen zylindrischen Zentralkörper. An der Seite befand sich eine 2 m Hochgewinnantenne zum Empfang, das Senden erfolgte mit einer Stabantenne. Die obere konische Sektion war hermetisch abgedichtet und enthielt sowjetische Hoheitsembleme sie war schwimmfähig, denn damals glaubten einige Wissenschaftler noch an eine subtropische Venus mit Ozeanen. Sie sollte auf der Venus landen. Sie hatte jedoch keine Instrumente an Bord. Ein echter Lander wurde nach dem Fehlstart der ähnlich aufgebauten Marssonden im Oktober 1960 gestrichen.
Die Hauptsonde hatte als Instrumente ein Magnetometer an einem 2 m langen Mast, eine Ionenfalle, einen Detektor für hochenergetische Strahlen und einen Mikrometeoritendetektor. Vermutet wird, dass auch IR Spektrometer mitgeführt wurde.
Auch der
erste Start der USA zur Venus scheiterte. Die Trägerrakete Atlas Agena B kam durch einen
Programmierfehler im Steuerprogramm vom Kurs ab und wurde 290 s nach dem Start durch Funkbefehl
gesprengt. Wie die Russen starteten die Amerikaner zwei identische Sonden, Mariner 1+2. Aufgrund
der beschränkten Leistung der Atlas Agena B waren diese nur je 202,3 kg
schwer. Nur 18.6 kg davon entfielen auf die wissenschaftliche Nutzlast aus Magnetometer, Partikel
und Strahlungsdetektoren, und Radiometern zur Bestimmung der Temperatur der Venus. Die
Instrumente befanden sich auf einem Ausleger der im Bild nach oben zeigt. Auf eine Kamera hatte
man verzichtet, da man schon von Beobachtungen von der Erde wusste, das die Venus eine dichte
Wolkendecke hatte. Die Kommunikation ging bei 3-10 Watt Sendeleistung nur mit niedriger
Datenrate.
Das Design der Sonde weist große Ähnlichkeiten zu den Ranger Block I Geräten auf, die als Ingenieurmodelle 1 Jahr vorher gestartet waren. Mehr zu Mariner 1+2 in einem separaten Aufsatz.
Beim nächsten Startfenster nach 1961 starten die Sowjets gleich drei Sonden zur Venus. Wohl wissend, das die Amerikaner zur selben Zeit auch ihre Marinersonden starteten. Durch eine schnellere Bahn hätten die Sowjets jedoch den Amerikanern zuvorkommen können. Bedingung war natürlich dass zumindest eine Sonde funktionstüchtig an der Venus ankommt. Doch dies war diesen Starts nicht vergönnt. Über die Sonden ist auch heute nicht viel bekannt. Die Masse kann aus den gestrandeten "Sputniks" zu etwa 720 kg bestimmt werden. Der erste Versuch endete 45 min nach Zündung der Drittstufe, als durch eine asymmetrische Schubverteilung die Oberstufe ausfiel und die Nutzlast in einem 173 × 252 km Orbit zurückließ. Die Sonden stammten aus dem Projekt 1MV, dessen Ziel ein gemeinsamer Bus für Mars und Venussonden war. Der Bus konnte entweder ein Instrumentenpaket oder einen Lander mitführen. Sputnik 19+20 waren Landesonden, Sputnik 21 war eine Vorbeiflugsonde mit einem Instrumentenpaket.
Mit der Schwestersonde von
Mariner 1 gelang
der Start zur Venus. Eiene erste Bahn führte bis auf 350.000 zur Venus heran, eine weitere
Kurskorrektur senkte den Abstand auf 34.000 km ab. Die Wissenschaftler wollten noch näher heran,
doch Befürchtungen die Sonde könnte auf die Venus aufschlagen und diese mit irdischen Bakterien
kontaminieren hinderten die NASA Verantwortlichen an einer weiteren Kurskorrektur.
Auch bei Mariner 2 gab es Probleme. Sehr früh in der Mission fiel eines der beiden Solarpanel aus.
Da sich die Sonde der Sonne näherte konnte dies vom zweiten Panel kompensiert werden. Später gab
es massive Probleme mit dem Sequencer an Bord der Sonde mit der Folge, dass die Sonde immer wieder ausfiel und es Stunden
dauerte erneuten Kontakt herzustellen, witzelte man nach dem Vorbeiflug das JPL für "Just Plenty
Luck" stände - Es war einfach Glück, dass Mariner 2 während der Venus Passage nicht ausfiel. So
musste 12 Stunden vor dem Vorbeiflug das Meßprogramm durch Funkbefehl manuell aktiviert werden, da
erneut der Zeitgeber an Bord ausfiel.
Die Sonde erreichte am 14.12.1962 die Venus, passierte sie in 34000 km Entfernung und funkte wichtige Messdaten zur Erde. Man entdeckte die rückwärtige Rotation der Venus und konnte feststellen, das die Wolken mindestens 60 km Höhe hatten und eine Temperatur von 450 Grad. Diese Ergebnisse haben sicherlich eine Rolle bei der Planung der NASA gespielt, denn von nun an war die Venus nicht mehr interessant. Russische Wissenschaftler vertraten dagegen die Ansicht nur die Wolken seien so heiß, da sie den größten Teil des Sonnenlichts absorbieren wäre es unter ihnen vergleichsweise kälter.
Am 3.1.1963 sandte Mariner 2 die letzten Daten zur Erde.
Auch der nächste Flug einer Venussonde scheiterte im Erdorbit. Die vierte Stufe zündete dieses Mal überhaupt nicht. So wurde sie wie ihre Schwestersonde in einen Sputnik umbenannt, da natürlich westliche Beobachter den neuen Satelliten registrieren konnten. Fehlstarts, bei denen die Nutzlasten überhaupt keine Umlaufbahn erreichten (siehe Mars Missionen) gaben die Sowjets überhaupt keine Namen. Schlussendlich sollte nichts die "erfolgreiche" Erforschung des Raumes durch die fortschrittliche Sowjetmacht trüben.
Bei dem dritten Startversuch gab es die gleichen Probleme: Nur 0.8 sec nach der Zündung fiel die dritte Stufe aus und die Sonde strandete in einem 179 × 218 km Orbit. Obgleich die Oberstufe damit als völlig unausgereift gelten konnte standen jedoch die nächsten Starts zum Mars schon auf dem Plan: Zwischen dem 24.10 und 4.11 fanden ebenfalls 3 Starts statt wovon nur einer gelang (Mars 1, am 1.11). Die beiden anderen scheiterten ebenfalls an Oberstufenversagen. Damit waren alle Sonden des 1MV Projektes gescheitert.
Kosmos 27 (27.3.1964)Die im Startfenster 1964 gestarteten Sonden gehörten nicht zur Venera Serie, sondern zur Zond Serie. Auch der nächste Start mit zwei nun 890 kg schweren Doppelsonden misslang. Die erste Sonde ging verloren, als die Oberstufe Block L der Molnija Rakete in die falsche Richtung zündete und so die Sonde in der Erdatmosphäre verglühte, anstatt zur Venus zu fliegen. Ursprünglich war geplant im Projekt 2MV 6 Sonden zu bauen: 2 Erprobungssonden und jeweils eine Vorbeiflugsonde und Landesonde zu Venus und Mars. Die Erprobungssonden erhielten die Bezeichnung "Zond". Die Venussonden waren später Venera 2+3 und Kosmos 96. Die Marssonden hat man nie gestartet.
Über Zond 1 wurde nur die Angabe gemacht, dass Sie den interplanetaren Raum erforschen sollte. Da jegliche Angaben über Instrumentierung und Masse fehlen kann man davon ausgehen, das es sich auch um eine Venussonde handelt, denn sie startete mitten im 1964 er Startfenster. Am 14.5.1964 verlor man den Kontakt. Den Lander konnte man bis zum 25.5.1964 ansprechen. Am 19.7.1964 passierte die Sonde die Venus in 110.000 km Entfernung.
Die Sonde bestand aus einem 131 kg schweren Lander und einem Bus mit Experimenten. Der Lander dürfte Ähnlichkeiten zu dem der Luna Sonden gehabt haben, doch genaueres weiß man nicht. Der Lander und Bus waren hermetisch abgeschlossen und Luft sowie ein Kühlmittel welches an Radiatoren kondensierte sorgten für einen Temperaturausgleich.
Das Zond Programm war ein Sammelbecken für verschiedene interplanetare und Mondsonden. Zond 2+3 waren geplante Marssonden, davon jedoch nur Zond 2 erfolgreich. Ab Sond 4 wurden unter diesem Namen die Sojus Kapseln für eine Mondumrundung getestet.
Mit Venus 2+3 schlug nun die Sowjetunion einen neuen Kurs ein. Eine der beiden (Venera 2) sollte am Planeten vorbei fliegen, Aufnahmen machen und andere Experimente durchführen und die andere eine weiche Landung durchführen. Die 962 kg schwere Sonde trug ein Kamerasystem und andere wissenschaftliche Instrumente. Als am 27.2.1966 die Sonde in 24000 km Entfernung die Sonde die Venus passierte, versagte aber die Kommunikation und keine Daten wurden erhalten. Die Sonden waren eigentlich für den Mars bestimmt gewesen, verpassten aber das Startfenster und wurden zu Venussonden umgebaut.
Die Schwestersonde war als Lander ausgelegt, die auf einen "Bus"
ohne Experimente aufgesetzt war. Wahrscheinlich war dieser Bus mit dem von Venera 2 identisch nur
wurde anstatt Experimenten eine Landekapsel mitgeführt. (Zumindest wandten die Sowjets diese
Technik auch bei den Mond- und Marssonden an). Jedoch: auch hier versagte das
Kommunikationssystem vor des Erreichen des Planeten. Eventuell war auch die Sonde auf Venera 2
zur Datenübertragung angewiesen, obgleich mitgeteilt wurde der Bus enthalte die notwendige
Kommunikationseinrichtung. Aufgrund der Bahnverfolgung konnte jedoch gezeigt werden, das die
Sonde am 1.3.1966 nur 450 km vom geplanten Landeort in die Atmosphäre eintrat. Immerhin
funktionierte also die Navigation. Damit näherten sich die Sowjets langsam aber sicher einer
erfolgreichen Mission. Man darf nicht vergessen das zu diesem Zeitpunkt die interplanetare
Raumfahrt noch in den Kinderschuhen steckte und auch die Amerikaner mit Ranger 1-5 teures Lehrgeld zahlten. Die Sowjets mussten aber in Summe
erheblich mehr Rückschläge einstecken.
Ein weiteres Sondenpaar sollte am 23.11.1965 und 26.11 starten. Doch die erste Sonde (Kosmos 96) scheiterte wiederum an der Block L Oberstufe. Die zweite Sonde wurde am 26.11 nicht mehr gestartet, weil es Probleme mit der Rakete gab und man das Startfenster nicht mehr ausnützen konnte. Ob die Sonde im nächsten Startfenster startete oder nicht ist bis heute nicht geklärt. Kosmos 96 war als Vorbeiflugsonde wie Venera 3 vorgesehen.
Mit dieser
neuen Sondengeneration nutzten die Sowjets nun die volle Kapazität der Molnija Trägerrakete. Auf
eine getrennte Vorbeiflugsonde und einen Bus mit dem Lander wurde verzichtet, stattdessen
transportierte man nur eine Landesonde von 380 kg Masse mit einem Bus zur Venus. Was man jedoch
nicht wusste war, wie der Oberflächendruck der Venus war. Venera 4 war auf 7.2 Bar Außendruck
ausgelegt. Ein Druckausgleich war wegen der schon bekannten hohen Oberflächentemperaturen nicht
möglich. Niemand auf der Erde konnte sich wahrscheinlich vorstellen, das es eine Atmosphäre mit
einem Bodendruck geben würde der so groß wie ein 900 m dicke Wasserschicht ist und
zentimeterdicken Stahl als Schutz erfordert.
Dieses mal schien jedoch das Glück der Sowjetunion hold: Am 18.10.1967 tauchte die Landekapsel mit 11,35 km/s in die Atmosphäre ein und übertrug 96 min lang (die Batterien waren für 100 min ausgelegt) Daten über die Atmosphäre und ihre Zusammensetzung bis zu einer Höhe von 25 km über dem Boden bei einem Druck von 17.6 Bar. Die Sonde hatte über die volle Betriebsdauer gearbeitet und zwar nicht den Boden erreicht aber doch die gewünschten Daten geliefert. So wurde die Mission als voller Erfolg gefeiert und man plante für das nächste Startfenster mit kleineren Fallschirmen die Oberfläche zu erreichen, bei dieser Mission war die Sinkgeschwindigkeit mit 3 m/s zu gering um den Boden zu erreichen. Außerdem war wohl der Druck am Boden noch höher als gedacht. Während des Abstiegs gab es die ersten Analysedaten der Atmosphäre durch eine chemische Gasanalyse, Barometer und Thermometer. Daten wurden mit einer Datenrate von 1 Bit/sec direkt zur Erde gesandt.
Mit dieser Sonde zeigte schon ein gewisses Desinteresse der USA an der Venus. Anders
als alle anderen Planetensonden bis 1989 war dies eine einzelne Sonde. Genauer gesagt war es ein
Ersatzgerät der Mariner 4 Sonde, das mit etwas anderen
Instrumenten mit einer Atlas Agena D zur Venus geschickt wurde. (Auch
von Mariner 6+7 gab es ein Ersatzgerät, doch dieses wurde nicht umgerüstet).
So wurde auf das TV System verzichtet und nur Instrumente zur Messung von Teilchen, Strahlen, UV und Radio Emission installiert. Die 245 kg schwere Sonde erreichte die Venus am 19.10.1967 und passierte die Venus in 3990 km Abstand. Das wichtigste Experiment war die Bordantenne: In einem Bedeckungsexperiment verschwand Mariner 5 hinter der Venus und die Veränderung der Funkwellen wurde gemessen. Man erhielt eine grobe Zusammensetzung der Atmosphäre, eine falsche Temperatur von 267 °C für den Boden und eine recht genaue Bestimmung der Venusmasse und des mittleren Venusradius. Es sollte die letzte amerikanische Venusmission für die nächsten 11 Jahre werden. Das wichtigste Ergebnis war aber ein grobes Druckprofil der Atmosphäre, das es erlaubte den Bodendruck auf zirka 90 Bar zu schätzen - Ein Wert der aber von vielen Fachpersonen als unrealistisch hoch eingeschätzt wurde. Dies sollte sich bei den nächsten sowjetischen Sonden noch rächen.
Mehr zu Mariner 5 in einem separaten Artikel.
Kosmos 167 (17.6.1967)Die Instrumentierung beider Sonden war identisch: Die Eintauchsonde beinhaltete, zwei Thermometer, ein Barometer, einen Radio Höhenmesser, 11 Gasanalysatoren und ein Gerät zur Messung der Dichte der Atmosphäre. 2 Sender sandten die Daten im DM Band.
Der Bus trug ein Magnetometer, ein Gerät zum Nachweis kosmischer Strahlen, eine Ionenfalle und Detektoren für Wasserstoff und Sauerstoffatome.
Da der Flug von Venus 4 so erfolgreich war, (Sie nur eben nicht den Boden erreichte)
übernahm man für das nächste Startfenster den Bus unverändert, verstärkte aber die Landekapsel
und löste diese vom Fallschirm bei Erreichen eines bestimmten Druckes ab, da man nun wusste das
die Venusatmosphäre so dicht war, das die Sonde im freien Fall auf die Venus gelangen konnten.
Die Sonde wog 1128 kg, wovon 405 kg auf die Landekapsel entfielen. Fallschirm und Landekapsel
waren auf 500°C Außentemperaturen ausgelegt. Der Fallschirm wurde auch verkleinert, damit die
Sonde schneller fiel.
Während 53 min des Fallschirmabstiegs funkte die Sonde Daten bis zu einer Höhe von 23 km Höhe über Grund bei einem Druck von 27 Bar. (Die Sonde war auf 30 Bar ausgelegt). Venera 5 wurde nicht der Druck zum Verhängnis, sondern die Tatsache, das die Sonde in den 53 min wiederum nicht tief genug in die Atmosphäre eingedrungen war. Denn auch Venus 6 sandte nur für 51 min Daten, drang aber etwas tiefer in die Atmosphäre.
Die Sonde beinhaltete weiterhin ein Medaillon mit dem Porträt von Lenin, dass sie auf der Nachtseite der Venus niederbringen sollte.
Venera 6 (10.1.969)Mit Venera 6 gelang nun endlich Russland ein Doppelstart zur Venus. Die Sonde tauchte am 17.5.1970 in die Atmosphäre ein und blieb während 51 min nach Abwurf des Fallschirms funktionsfähig. Dann hatte die Sonde in 6-12 km Höhe ein Druckniveau von zirka 50 Bar erreicht und wurde zerstört. Trotzdem war den Sowjets erstmals eine Doppelmission geglückt und man konnte nun für die nächste Mission mit höheren Drucken planen.
Die Instrumente an Bord von Venera 5+6 umfassten folgende Experimente:
Nochmals im Gewicht gesteigert wogen nun die nun verbesserten Venera 7+8 Sonden 1180
kg. Das zusätzliche Gewicht erlaubten es nun die Sonde auf 180 Bar Druck und eine Temperatur von
530°C auszulegen. Der Aufbau dürfte sonst dem seit Venera 4 bewährtem geglichen haben. Ein
besseres Flugregime erlaubtes diesmal auch als erster Raumsonde funktionsfähig die Oberfläche der
Venus zu erreichen. Die massive Konstruktion beschränkte allerdings die Instrumentierung auf
Thermometer, Barometer und einen Radiohöhenmesser. Der Fallschirm wurde stark verkleinert, damit
die Sonde die Atmosphäre sehr rasch durchquerte.
Am 15.12.1970 tauchte die Sonde in die Atmosphäre ein, in 60 km Höhe übernahm ein Fallschirm die Abbremsung, der später abgeworfen wurde. Dies geschah früher als bei Venera 5+6, so dass die Sonde schon nach 35 min den Boden erreichte. Um 6:34 MEZ wurde der Boden erreicht und die Sonde sandte noch 23 Minuten lang schwache Signale zur Erde. Die Signalstärke betrug nur noch ein Bruchteil der normalen Stärke, wahrscheinlich, weil die Sonde auf einem unebenen Gelände in die Seitenlage geriet. Ein Oberflächendruck von 90 Bar und 475 Grad wurden gemeldet. Damit war es der Sowjetunion geglückt unter schwierigsten Umweltbedingungen eine Sonde wenigstens kurze Zeit funktionsfähig auf der Oberfläche abzusetzen. Diese Leistung ist erstaunlich. Temperaturen vom 475°C sind um einiges höher als die in einem Backofen, der nur 300°C erreicht und eine Pizza nach 23 Minuten höchstens als schwarzes Rondell hinterlässt.
Neun Jahre nach dem Erststart war offensichtlich immer noch nicht die Oberstufe Block L der Molnija ausgereift. Denn auch diese Sonde strandete in einem 171 × 908 km Orbit, als durch einen Spannungsabfall nach 25 sec der vorzeitige Brennschluss der Block L Oberstufe erfolgte. So flog Venera 7 als Einzel- anstatt Doppelmission.
Beim nächsten
Startfenster wurde eine nochmals verbesserte Generation von Venussonden gestartet. Bei 1184 kg
Masse war nun der Lander 495 kg schwer und nur noch auf 120 Bar Druck ausgelegt, da man ja nun
den Oberflächendruck kannte. Weitere Modifikationen sind nicht bekannt doch dürften das
eingesparte Gewicht der Druckhülle in eine bessere Isolation geflossen sein, denn Venera 8 konnte
nun 50 min lang Daten vom Boden übertragen, hinzu kamen die Daten ab einer Höhe von 55 km über
Grund. Der Bodendruck von 90 Bar und Temperaturen von 470 Grad konnten bestätigt werden. Mit den
nun abgesicherten Daten und dem zweifachen Erfolg im Rücken konnte man an eine neue Generation
von Landern gehen, die diese in den Schatten stellen würden.
Der Lander trug folgende Experimente:
Der 2.5 m große Fallschirm öffnete sich in 60 km Höhe. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wolkenobergrenze der Venus bei 40-45 km Höhe lagen, es unterhalb von 10 km nahezu windstill war. Am Boden herrschte ein Druck von 90 Bar bei 470°C Erstmals landete auch eine Sonde auf der Tagseite. Dies war nötig weil das Photometer für die kommenden Missionen bestimmen sollte, wie hell es auf der Venus ist. Es war so hell wie an einem düsteren Tag auf der Erde mit einer Sichtweite von 1 km. Damit war klar, dass man auf der Venus fotografieren können würde.
Auch Venera 8 sollte eine unfreiwillige Einzelmission werden, denn wiederum
schaltete sich der Block L zu früh ab durch einen Fehler im Zeitgeber der Programmsteuerung. Die
Sonde strandete nach 125 sec Brennzeit von Block L in einem 204 km × 9876 km Orbit. Die Sonde
wurde, wie viele andere Sonden vorher auch, als Kosmos Satellit ausgegeben.
Das 1973
er Startfenster nutzten die Amerikaner für eine Mission deren eigentliches Ziel der Merkur war.
Mariner 10 setzte als erste Sonde die Swing-By Technik ein um diesen Planeten zu erreichen.
Ohne die Venus wäre mit der Atlas Centaur Trägerrakete nur eine halb so schwere Sonde möglich gewesen, da man für einen Merkurflug fast dieselbe Geschwindigkeit wie zum Jupiter benötigt. Mariner 10 war nur 98 Millionen USD teuer, da man große Teile wie z.B. den Bordcomputer von den Mariner 8+9 Sonden übernommen hatte.
Trotzdem nutzte man den Vorbeiflug zur Venus um auch mehr über diese zu erfahren. Erstmals hatte eine Sonde eine Kamera an Bord und mittels eines UV Filters ließen sich auch eindrucksvolle Aufnahmen der Venusatmosphäre machen und ihre Strömung studieren. Weiterhin konnte ein UV Spektrometer die Atmosphärenzusammensetzung für Spurengase absichern. Die weiteren Experimente für Magnetfelder, Teilchen und Strahlung lieferten bei Venus keine aussagekräftigen Daten. Der Planet verfügte nur über ein kleines Magnetfeld. Die 526 kg schwere Sonde lieferte rund um den 5.2.1974 etwa 4000 Bilder der Venus. Diese Datenfülle wurde durch die erstmalige Benutzung des X-Bandes und dadurch hohe Datenraten von 117200 Baud ermöglicht. Sie passierte die Venus am 5.2.1974 in 5800 km Entfernung und gelangte daraufhin zum Merkur. Nachdem dieses Rendezvous so gut geklappt hat beschloss die NASA auch die auf dem Wege zum Jupiter befindliche Pioneer 11 Sonde so an Jupiter vorbei fliegen zu lassen, das sie im September 1979 den Saturn erreichen würde. Mehr zu Mariner 10 in einem separaten Aufsatz.
Nachdem man das 1973 Startfenster ausgelassen hatte zeigte sich bei den nächsten Sonden, das die Sowjets Sonden ganz anderen Kalibers planten als
die Amerikaner. Die neuen Sonden waren nun annähernd 5 t schwer und wurden mit der Proton gestartet, die zwar auch anfangs viele Fehlstarts hatte aber inzwischen
ausgereift war. Fürderhin blieb das Venusprogramm von gestrandeten Kosmos Satelliten verschont.
Den Anfang machte die 4936 kg schwere Venera 9 Sonde.
Nachdem die Bedingungen am Boden bekannt waren, ging man daran einen Lander zu konstruieren der nicht nur Atmosphärendaten liefert sondern auch am Boden Untersuchungen durchführen kann.
Auch wurde nun erstmals ein Orbiter eingesetzt, der im Falle von Venera 9 am 22.10.1975 eine Bahn von 1510 × 112200 km erreichte, bei einer Umlaufzeit von 2 Tagen. Die Orbiter selbst übermittelten Aufnahmen der Venus die in etwa in Detailreichtum mit denen von Mariner 6+7 vergleichbar sind. Weitere Instrumente war ein 8-30 µm Radiometer zur Temperaturmessung, ein 350 nm UV Photometer von der CNES. Ein zweites VIS Photometer / Polarimeter maß zwischen 400-700 nm, Dazu kam ein 1.5-3 µm Infrarotspektrometer, ein Magnetometer und eine Ionenfalle. Die Orbiter wogen leer 2300 kg
in einer 2.5 m großen Kugel untergebrachten Lander sandten ab 50 km Höhe Daten, wurden zuerst über Fallschirme abgebremst und flogen dann im freien Fall. Die restliche Energie wurde durch ein Knautschsystem aufgefangen. Erstmals wurde ein grob auflösendes Panoramabild zur Erde gesandt. Dies war das erste Bild von der Oberfläche eines fremden Planeten, 1 Jahr vor den Bildern von Viking! Weitere Instrumente waren ein Gaschromatograph zur Untersuchung der Atmosphäre, ein Probensammler und Bohrer zur Untersuchung der physikalischen Struktur der Oberfläche. Auch ein Seismometer arbeitete, lieferte aber erwartungsgemäß in der kurzen Zeit keine Daten. Vor der Landung war die Gerätesektion auf -10 Grad Celsius gekühlt worden, so arbeitete Venera 9 länger als jede Raumsonde vorher auf dem Planeten: 53 min.
Die Ergebnisse von Venera 9: Die Wolken sind 30-40 km dick, mit einer Untergrenze von 30-35 km. Bestätigung der Druck, Temperatur und Sichtbarkeitsmessungen von Venera 8. Die Venus Oberfläche enthält 30-40 cm große Felsbrocken die erodiert sind. In der Atmosphäre befinden sich als Spurengase HCl, HBr, Br und I.
Auch die
Schwestersonde von Venera 9 war erfolgreich. Da beide Sonden identisch instrumentiert waren
beschränke ich mich nur auf die Unterscheide. Für Venera 10 wurde eine etwas größere Startmasse
von 5033 kg angegeben. Die Sonde erreichte die Venus am 25.10.1975. Die Lander wurden in beiden
Fällen 2 Tage vor Erreichen des Orbits abgetrennt. Venera 10 schwenkte in einen 1610 × 113900 km
Orbit ein, und der Lander arbeitete diesmal sogar 65 min auf dem Boden. Venera 10 lieferte auch
ein sehr gutes Druck / Höhe / Temperaturprofil. Wie bei Venera 9 konnte nur ein leichter Wind mit
3.5 km/h am Boden festgestellt werden.
Die Bilder trafen nach zirka 15 min auf der Erde ein, sie zeigten wie bei Venera 9 eine sehr glatte, basaltische Landschaft. Mit dieser Mission konnten die Sowjets sehr zufrieden sein. Nicht nur das sich die bisher gestarteten Sonden gelohnt hatten, nein die Sowjets hatten auch vor Viking die ersten Aufnahmen der Oberfläche eines anderen Planeten gemacht, wenn auch nur relativ undeutlich. Gemessen an der Umgebung (Druck wie in 900 m Wassertiefe Temperaturen bei denen Zinn und Blei schmelzen) war das Überleben einer Sonde über eine Stunde eine enorme technische Leistung. Venera 9+10 führten auch die erste RADAR Kartierung der Venus durch, allerdings auf eine ungewöhnliche Weise: Die Raumsonde sandte die RADAR Strahlen auf die Venus, die Echos wurden jedoch auf der Erde empfangen. Immerhin ist damit auch der Teil der Venus erfassbar der von der Erde aus nur schwer beobachtbar ist wie z.B. die höheren Breiten. Die Auflösung war jedoch genauso gering wie Aufnahmen von der Erde aus.
Die nächste Venus Mission der Amerikaner entstammte nicht
dem Mariner sondern dem Pioneer Programm. Während die Mariners Planetensonden mit 3
Achsenstabilisierung waren, waren die Pioneers einfachere Sonden. Sie waren drallstabilisiert,
die meisten von Ihnen untersuchten den interplanetaren Raum.
Pioneer Venus war eine sehr einfache 582 kg schwere Sonde. Eine Atlas-Centaur brachte Sonde auf
einer energetisch günstigen, aber längeren Flugbahn zur Venus. Dort wurde diese von einem
Feststofftriebwerk in den Orbit eingebremst. Nach dem Eintritt am 4.12.1978 in eine 250 × 66000
km hohe 24 Stunden Bahn wog sie noch 372 kg. Sie hatte die Aufgabe mit einem einfachen
Photopolarimeter im fernsten Punkt der Bahn eine Aufnahme zu machen, mit verschiedenen Teilchen
und Strahlungsdetektoren die Venus zu untersuchen und mit Radiometer und Spektrometer die
Zusammensetzung der Atmosphäre weiter zu untersuchen. Insgesamt 12 Experimente im Gesamtgewicht
von 45 kg waren an Bord.
Das wichtigste Instrument war aber ein einfaches RADAR Gerät mit einer nur 38 cm großen Antenne. Damit waren zwar nur Karten mit zirka 16-20 km Auflösung möglich (Mit der selben Auflösung wäre eine Aufnahme der Bundesrepublik z.B. so detailreich wie ein 32x32 Punkte Icon) aber gegenüber erdgebundener Kartierung mittels RADAR war es schon ein Fortschritt. Die Kartierung war an einer Höhe von 6000 km Höhe möglich. Das deckte zuerst 90 % der Venusoberfläche ab. Durch Wanderung des planetennächsten Punktes konnte das beobachtbare Gebiet später noch erweitert werden. Die Mission sollte 8 Monate arbeiten, war aber im Betrieb bis der Treibstoff im Mai 1992 aufgebraucht war, danach fiel der venusnächste Punkt immer weiter ab und am 8.10.1992 verglühte der Pioneer Venus Orbiter - nach fast 14 Jahren Betriebs. Er lieferte 500 Aufnahmen der Venus im UV, sowie eine Karte der Venus mit 96 % Abdeckung, aber auch Spektren von Kometen wie Halley.
Die zweite Sonde des Pioneer Venusprogramms sollte gleich vier Landesonden auf der Venus absetzen. Allerdings galt das Hauptaugenmerk der Untersuchung der Atmosphäre. Man erwartete nicht das eine Sonde die Landung längere Zeit überstehen würde und verzichtete auf einen Fallschirm. Der Bus der drei einfache Experimente hatte, wurde vom Pioneer Venus 1 übernommen Er trennte 13 Millionen km vor der Venus 24 Tage vor Ankunft die Sonden ab und verzögerte dann seine Geschwindigkeit, so das er 87 min nach diesen in der Atmosphäre verglühte. Abgesetzt wurden drei kleine Sonden à 90 kg und eine schwere Sonde mit 316 kg. Das Gesamtgewicht betrug 904 kg. Die Sonden sandten ihre Daten direkt zur Erde, weshalb sie nur geringe Datenraten von maximal 64 bzw. 256 Bit/s hatten.
Die Sonden untersuchten direkt durch Massenspektrometer und Gaschromatographen die Atmosphäre, maßen die Sichtbarkeit, Temperatur, Partikelgröße in den Wolken und das durchscheinende Sonnenlicht. Kameras waren keine an Bord. Der Abstieg dauerte jeweils etwa 50 min. Die Sonden waren nicht dafür aufgelegt auf dem Boden zu arbeiten. Wider Erwarten überlebte jedoch eine der kleinen Sonden den Aufprall und sandte vom Boden noch 67 min lang Daten zur Erde. Obgleich drei Monate nach Pioneer Venus 1 gestartet, erreichte die Sonde die Venus nur 5 Tage nach dem Orbiter am 9.12.1978. Mehr über Pioneer Venus auf eigenen Seiten auf dieser Website. Die Landesonden arbeiteten bis sie den Boden erreichten, eine sogar noch 67 Minuten länger. Es ist zu vermuten das auch die anderen Sonden den Aufprall überlebten, es gab von einer weiteren einige Minuten lang Signale die aber nicht entzifferbar war, aber die Sonden mit einer halbkugelförmigen Unterseite dann umfielen und die Sendeantenne zur Seite zeigte.
Venera 11 und 12 waren nach Venera 9+10 die zweiten großen
Lander der Sowjetunion. Diesmal jedoch mit 4715 kg etwas leichter. Die Kameras die mitgeführt
wurden sandten jedoch keine Bilder, weil die Kameradeckel nicht abgesprengt werden konnten. Sie
schmolzen dann in der Hitze und die Objektive waren blind. Auch ob es diesmal einen Orbiter oder
nur einen vorbei fliegenden Bus gab ist nicht bekannt. Bahnelemente eines Orbiters wurden
zumindest nicht veröffentlicht.
Vieles spricht dafür, das die Auslegung der Mission von Venera 11+12 eine verbesserte als bei den vorhergehenden Sonden war, so wurde ein Massenspektrometer mitgeführt, das die Pioneer Venus Ergebnisse die zur gleichen Zeit gewonnen wurden bestätigte. Ein Gerät zur Messung elektrischer Entladungen detektierte Blitze in der Atmosphäre. Ein weiteres Gerät sollte die Bodenbeschaffung prüfen, versagte aber. Ein weiteres Experiment sollte die noch auf der Venus angekommene Sonnenstrahlung untersuchen. Der Grundaufbau der Lander wurde jedoch beibehalten und auch bei den folgenden Missionen (Venera 13+14 und Vega 1+2) nicht gravierend gerändert.
Am 25.12.1978 landete Venera 11 und überlebte nun schon 95 min. Messungen begannen ab 47 km Höhe, von da aus dauerte der Abstieg ohne Fallschirm aber immer noch eine Stunde, und die Sonde landete mit 7-8 m/s (Auf der Erde entspricht dies einem Fall aus 6 m Höhe).
Ergebnisse von Venera 11 ergaben eine besseres chemisches Verständnis über die Zusammensetzung der Venus Atmosphäre, so war das Argon 36/40 Verhältnis außergewöhnlich hoch.
Die identisch instrumentierte Schwestersonde landete 4 Tage früher, schon am 21.12.1978 und arbeitete 110 Minuten lang. An Bord der Busse von Venera 11+12 befanden sich wiederum ausländische Experimente aus Österreich und Frankreich, die den Sonnenwind studierten.
Nach
wiederum 3 weiteren Jahren folgten die bis jetzt ausgeklügelten Lander der Sowjetunion. Obgleich
die Sonden mit 4000 kg Startmasse erheblich leichter als ihre Vorgängen waren (4500-5000 kg). Der
Bus diente wiederum als Relaisstation. Die Lander verfügten über zwei bemerkenswerte Systeme:
Eine Farbkamera mit guter Auflösung die einige Aufnahmen zur Erde sandte die eine sehr flache,
glatte Oberfläche zeigten und ein Probenentnahmesystem, welches eine Probe ins Innere beförderte,
wo sie durch ein Röntgenfluoreszenzspektrometer auf ihre chemische Zusammensetzung untersucht
wurde.
Letzteres ist bei einem Außendruck von 90 Bar und 450 Atmosphären kein leichtes Unterfangen, zumal nur wenige Minuten Zeit zur Verfügung standen.
Beide Landesonden hatten eine Design "Lifetime" von 32 min und übertrafen Sie um ein vielfaches. Ein Gerät zur Messung der physikalischen Eigenschaften der Oberfläche nahm allerdings den Objektivdeckel mit und lieferte so nur Daten des Deckels....
Venera 13 landete am 1.3.1982 und überlebte 107 min. Die Analyse der Bodenprobe zeigte, das sie in etwa dem basaltischem Gestein entspricht das in der Erde in 60-80 km Tiefe vermutet wird. Klar wurde die Ursache als man 10 Jahre später auf Aufnahmen von Magellan entdeckte das die gesamte Oberfläche mit Mantelgestein wohl vor zirka 500-600 Millionen Jahren überflutet worden sein muss.
Die Schwestersonde startete 5 Tage später und landete auch 4 Tage später am
5.3.1982. Der Fallschirm wurde in 50 km Höhe abgetrennt.
In einem etwas tieferen Gebiet als Venera 13 bei 3 Bar höherem Druck und 9 Grad höherer Temperatur überlebte der Lander 57 min. Die Instrumente umfassten eine Gaschromatograph / Massenspektrometer Kombination, ein Instrument zur Messung des gestreuten Sonnenlichtes, die Detektion elektrischer Entladungen in der Atmosphäre. Neben der Kamera wurde auf dem Boden mit einem Röntgenstrahlenspektrometer zur Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Oberfläche untersucht. Ein Bohrer nahm Bodenproben, welche analysiert wurden. Ein Penetrometer sollte die Oberflächeneigenschaften messen und ein Seismometer Erdebeben detektieren.
Die Ergebnisse von Venera 13 wurden bestätigt, die Bilder der Landestelle sahen noch mehr, als die bei Venera 14, aus wie auf einem Lavafeld auf der Erde.
Mit dieser Sonde endete die Ära der Venus Lander. Schlussendlich hatte man viel erreicht und mehr wäre nur mit einer kontinuierlich arbeitenden Station möglich. Die Sowjetunion wandte sich dem Vorhaben zu die Venus zu kartieren - Ein Plan den man auch in den USA verfolgte, dort war aber die politische Situation gegen neue Planetensonden. So konnte die SU mit Venera 15+16 eine neue Erstleistung in der Venusforschung schreiben. Venera 14 blieb aber die letzte Sonde die auf der Venus landete.
Die beiden
nächsten Sonden nahmen vorweg das, auch die USA Ende der siebziger Jahre für 1983 unter dem Namen
VOIR planten, aber dann nicht durchsetzen konnten: Die Kartierung der Venus mittels
Seitenansichtsradars. Diese Technologie sendet den Radarstrahl nicht senkrecht sondern ca. 10
Grad seitwärts ab. Dadurch erhält man viele Echos die von den seitwärts auftretenden
Radarstrahlen stammen. Durch Rechnen kann man dann die Reflektionseigenschaften der Oberfläche in
einer Auflösung erhalten, die wesentlich größer ist als es normalerweise die zur Verfügung
stehende Antenne erlauben würde.
Bei Venera 15+16 lag diese bei 1-2 km und damit etwa 10 mal besser als bei Pioneer Venus 1. Die Höhenauflösung lag bei 50 m. Jede Sonde lieferte pro Tag aus einer elliptischen Umlaufbahn einen Streifen von 150 × 9000 km vom Nordpol bis etwa 30 Grad nördlicher Breite, da die Sonde auf einer elliptischen Umlaufbahn von 24 h Umlaufzeit nur im planetennächsten Punkt das Radar einsetzen konnte.
Das Radar arbeitete mit 8 cm Wellenlänge und einer 1.4 × 6 m langen Antenne am Kopf der Sonde. Dazu kam eine zweite Antenne für genaue Höhenmessungen, ein Temperaturmessgerät, ein Strahlendetektor und ein von der CNES stammendes IR Spektrometer. Die Kommunikation zur Erde erfolgte über eine 2.6 m große Antenne an der Seite.
Die Sonde selbst bestand aus einem 5 m langen Zylinder, auf dem die 1.4 × 6 m große Antenne montiert war. Eine 1 m große parabolische Antenne war das zweite Instrument, es war ein Radiohöhenmesser. Die SAR Antenne war um 10° zur Achse geneigt um so schräge Aufnahmen zu machen. Die 2.6 m große Antenne rechts diente zur Kommunikation mit der Erde.
Ein weiteres Instrument war ein Fourier IR Spektrometer aus der DDR. Die Sonde arbeitete vom Eintritt in den Orbit am 10.10.1983 über ein Venusjahr (244 Tage). Das Fourier IR Spektrometer von Venera 15 arbeitete vom 12.10.1983-15.12.1983. Es gab 49 Messungen bei über 20° Nord zwischen -66 und 87° Ost. Venera 16 war stärker mit der Radarkartierung beschäftigt. Von ihr gab es nur 10 Messungen des Fourier Spektrometers. Zusammen lieferten beide Orbiter 1500 qualitativ hochwertige Spektren.
Venera 16 (7.6.1983)Auch die 4000 kg schwere Schwestersonde gelangte am 14.10.1983 auf eine hochelliptische Umlaufbahn mit dem tiefsten Punkt bei 62° nördlicher Breite. er venusnächste Punkt lag bei 1127 km und der venusfernste bei 66027 km.
Während Venera 15 die Kartierung auf der Tagesseite begann war es bei Venera 16 die Nachtseite. Auch diese Sonde lieferte jeden Tag einen Streifen von 150 × 9000 km vom Nordpol bis zu 30 Grad nördlicher Breite, jeder Streifen war um 4° zum nächsten versetzt. Beide Sonden lieferten zusammen eine Oberflächenkarte zwischen 30 und 80 Grad nördlicher Breite. Am 10.7.1984 wurde die Mission offiziell für beendet erklärt. Mindestens eine der beiden Sonden arbeite im November 1984 noch. Zusammen erfassten beide Sonden 115 Millionen km² der Venusoberfläche oder 25 % der Oberfläche mit einer Auflösung von 1-2 km.
Unklar ist allerdings warum man die Chance der Doppelmission nicht genutzt hat eine Sonde um den Südpol herum zu führen und so nicht 30 % sondern zirka 60 % der Oberfläche kartographisch zu erfassen. Die Missionsdauer beider Sonden reichte dazu aus. Beide konnten die gesamte Venusoberfläche die bei ihren Orbits zugänglich war erfassen.
Das nächste
Unternehmen der Sowjets nutzte die Venus nur als Durchgangsstation um zum Kometen Halley zu
gelangen den die Sonde am 9.3.1986 in 8890 km Entfernung passierte. Bei der Venus sollte diese
nur einen Ballon absetzen. Innerhalb der Venusforschung ist diese Sonde auch wegen der großen
internationalen Zusammenarbeit einmalig. Neben zahlreichen Ostblock Staaten stellten auch
Österreich, Frankreich und Deutschland Experimente auf der 4920 kg schweren Sonde. Darunter 2
Kameras mit CCD Detektoren, Infrarotspektrometer, zahlreiche Staub und Partikelexperimente von
insgesamt 125 kg Gewicht.
Vega 1+2 waren dreiachsenstabilisierte Raumsonden mit einer schwenkbaren Instrumentenplattform und zwei Magnetometern an einem 2 m langen Mast.
Am 10.6.1985 setzte die Sonde jedoch bei dem Vorbeiflug an der Venus einen Lander ab, der einen Ballon freisetzte, dessen Bewegung mit der Atmosphäre wurde über einige Tage verfolgt. Er lieferte weitere Daten über die Wolkenströmung auf der Venus.
Der Landeteil bei Venus hatte einen Durchmesser von 240 cm. Er war identisch mit dem Grundaufbau der Lander von Venera 9-14. Er wurde 2 Tage vor der Ankunft bei der Venus abgetrennt und flog dann passiv auf die Venus zu. Die instrumentelle Nutzlast bestand aus Barometern, Thermometern, einem UV Spektrometer zur Feststellung von Spurengasen, einem Hygrometer zur Messung der Wasserkonzentration, einem Gaschromatographen, Röntgenstrahlenspektrometer und Massenspektrometern. Die letzten 3 Instrumente erfassten Staubkörner in der Atmosphäre und untersuchten diese. Dabei wurden mit einem Laser Nephelometer die Staubkörner nach Masse getrennt. Am Boden wurde eine Bodenprobe mit einem Bohrer gewonnen und mit dem Röntgenstrahlenspektrometer und einem Gammastrahlenspektrometer untersucht.
Der Lander sprengte in 64.5 und 64.2 km Höhe die Obere und untere Verkleidung mit Hitzeschutzschild ab, öffnete den Fallschirm und begann mit den Messungen. In 47 km Höhe wurde der Fallschirm abgetrennt. Durch einen Fehler wurde der Bodenbohrer durch eine Erschütterung schon in 18 km Höhe ausgefahren und war dadurch nutzlos.
Der 1.5 t schwere Lander der Sonde erreichte auch den Boden und übermittelte Daten über 56 min. Die Hauptsonde diente dabei als Relay. Der Ballon war über 46.5 h aktiv. Er umkreiste die Venus mit den Höhenwinden mit einer Geschwindigkeit von 240 km/h, bewegte sich in der Vertikalen aber nur mit 3.6 km/h. Als der Ballon nach 9000 km weg die Sonnenseite der Venus erreichte dehnte er sich durch die Sonnenstrahlung aus und platzte.
Vega 2 (21.12.1984)Der Ballon den beide Sonden mitführten wurde von Frankreich und der Sowjetunion gemeinsam entwickelt. Er wurde von der Landesonde in 54 km Höhe ausgestoßen. Zwei Fallschirme entfalteten durch Zug den Ballon. Der Ballon hatte eine Gesamtmasse von 25 kg und 3.4 m Durchmesser. Dank der dichten Atmosphäre konnte dieser relativ kleine Ballon eine Nutzlast von 5 kg transportieren, die 12 m unterhalb des Ballons aufgehängt war. Er umkreiste die Venus in etwa 50 km Höhe. Die Batterien erlaubten eine maximale Betriebszeit von 60 h.
Die Daten wurden direkt zur Erde gesandt, dabei organisierten Frankreich und die Sowjetunion zusammen ein Netzwerk das aus 6 Stationen auf dem Boden der UdSSR und 12 Stationen weltweit bestand.
Vega 2 erreichte am 14.6.1985 die Venus und die Flugeinheit passiere am 9.3.1986 Halley in 8030 km Entfernung. Von der Konzeption war auch dieses Unternehmen das bisher längste in der Geschichte der sowjetischen Planetenforschung. Bisher war es nur wenigen Sonden vergönnt mehr als 1 Jahr in Betrieb zu bleiben. Auch hier war der Venusballon zirka 60 Stunden in Betrieb. Es war auch das erste mit der engen Zusammenarbeit zwischen Frankreich und der UdSSR, auch wenn es schon vorher vereinzelte Experimente auf sowjetischen Sonden gab. Diese sollte sich bei den Missionen Phobos 1+2 und Mars 96 noch intensivieren.
Diese bisher letzte Raumsonde verfolgte das gleiche Ziel wie Venera 15+16. Ursprünglich
geplant Ende der siebziger Jahre unter der Bezeichnung VOIR, hatte es in der Reagan Ära kaum Chancen
zur Verwirklichung. Das es trotzdem die erste Planetensonde nach 11 Jahren Abstinenz werden würde
lag daran, das die Verantwortlichen jede Möglichkeit suchten das Raumfahrzeug billiger zu machen,
so finden sich in Magellan ein Großteil von Ersatzteilen anderer Planetensonden, am deutlichsten
ist wohl an der 3.7 m Antenne, die noch von Voyager stammt. Da man
sparen musste gibt es nur diese eine Antenne, sowohl für das Radar wie auch für die
Kommunikation, dadurch muss das Raumfahrzeug bei jeden Orbit zur Erde geschwenkt werden. Einziges
Experiment ist ein S-Band RADAR mit 325 Watt Leistung. Die erheblich höhere Datenübertragungsrate
von 268.8 KBaud, ein nur 294 km hoher Orbit und Rechnernachbearbeitung erlaubten die hohe
Auflösung von 100 m.
Am 5.5.1989 wurde Magellan als erste Planetensonde von einem Shuttle aus gestartet. Da das günstige Startfenster im Oktober für Galileo reserviert war, musste die Sonde eine Extrarunde um die Sonne machen. Am 10.8.1990 schwenkte sie nach 15 Monaten Flug in einen polaren Orbit um die Venus ein. Es folgten 3 Mapping Orbits von je 243 Tagen Dauer. Das SAR konnte zwar 98 % der Oberfläche erfassen, doch gab es mehr und mehr Probleme mit der Sonde. Dann begann das Schicksal auch noch in Form von Geldmangel wieder zuzuschlagen. In den folgenden Orbits wurden keine RADAR Daten mehr gewonnen sondern Gravitationssenken durch Verschiebungen des Dopplersignal und größere Annäherung an die Venus gewonnen. Danach erprobte man erstmals das Aerobraking wohl wissend, das man die Sonde bald aus Geldmangel abschalten musste. Dies führte dazu das Magellan immer tiefer in die Atmosphäre eintauchte und schlussendlich am 13.10.1994 verglühte.
Die Hinterlassenschaft der 3.444 kg schweren Sonde sind 4225 SAR Bilder, die 98 % der Oberfläche mit durchschnittlich 100 m Auflösung zeigen. Die Sonde lieferte mehr Daten als alle vorhergehenden Planetensonden zusammen. Das bei Magellan erprobte Aerobraking sollte bei den Missionen zum Mars Ende der neunziger Jahre Treibstoff sparen helfen, so Mars Global Surveyor und Mars Climate Orbiter. Mehr über Magellan auf einer eigenen Seite.
Im März 2001 gab es einen ESA Aufruf an die Wissenschaftler und die Industrie. Es
wurde nach Ideen gesucht, wie man die Mars Express Plattform wieder verwenden könnte. Bei den
Vorschlägen die vom Juni-Oktober 2001 ausgearbeitet wurden war auch Venus Express. Venus Express ist ein Orbiter der 2006 in eine
elliptische Umlaufbahn von 250/66000 km einschwenken soll. Venus Express bekam den Zuschlag, da
die Mission sehr viele Instrumente von Rosetta und Mars Express verwendet und auch in das ESA
Programm sehr gut passte, das neben Mars Express auch
BepiColombo zum Planeten Merkur umfasst.
Die Sonde wog beim Start 1250 km und wurde mit einer Sojus-Fregat gestartet. Nach einem 150 Tage dauernden Flug schwenkte die Sonde am 11.4.2006 in einen Orbit. Die Primärmission beträgt 500 Tage. Sie wurde seitdem mehrmals verlängert.
Schwerpunkt der Mission ist die detaillierte Untersuchung der Venus Atmosphäre. Die bislang einzige Sonde die dies bisher über einen längeren Zeitraum tat war vor mehr als 25 Jahren der Pioneer-Venus Orbiter mit vergleichsweise einfachen Instrumenten. So erhoffen sich die Wissenschaftler auch neue Erkenntnisse und ein besseres Verständnis der Venus Atmosphäre.
Die Sonde hat folgende 7 Experimente in einem Gesamtgewicht von 88 kg mit sich :
Venus Express soll für die Hälfte der schon geringen Projektkosten von Mars Express realisiert werden: Für nur 150 Millionen € soll die Sonde gebaut und gestartet werden, deren Instrumentierung weitaus besser ist als bei amerikanischen Discovery Sonden. Sie dürfte in der Venusforschung ein großer Schritt nach vorne sein.
Die Mission sollte ursprünglich nur 500 Tage dauern wurde jedoch mehrfach verlängert. Zwischen 2008 und 2010 wurde zur direkten Messung der oberen Atmosphäre der venusnächste Punkt auf 175 km abgesenkt. Eine weitere Absenkung ist für 2012 geplant. Schließlich ging aber der Treibstoff für das laufende Anheben der Bahn um Störungen der Umlaufbahn durch die Sonne zu kompensieren aus. Treibstoff kosteten auch einige Kampagnen bei denen die ESA bewusst den Bahnpunkt absenkte. Als im Mai 2014 Messungen den baldigen Verbrauch des Treibstoffs signalisierten wurde eine letzte Kampagne durchgeführt bei der nun der venusnächste Punkt bis auf 130 km absinken dürfte um bessere Messungen von VERA, und ASPERA zu erhalten. Während einer Anhebung der Bahn am 28.11.2014 brach der Kontakt zu Venus Express ab. Wahrscheinlich ging während der Korrektur der Treibstoff aus und die Sonde war nun so ausgerichtet das ihre Antenne nicht mehr zur Erde zeigte. Ohne Treibstoff konnte sie sich aber nicht mehr korrekt ausrichten. In jedem Falle ging das Absinken des planetennächsten Punktes weiter sodass sie ohne Eingriffe bald verglühen würde. Die ESA unternahm daher keine weiteren Scrhitte und erklärte die Mission für beendet. Mit einer Betriebszeit von 8,5 Jahren war sie die zweitlängste aktive Mission welche die Venus jemals erforschte.
Japans zweite Planetensonde (nach dem Marsorbiter
Nozomi) ist die
Venussonde Akatsuki ("Morgendämmerung"). Sie wird im Dezember 2010 die Venus erreichen. Die 275 Millionen Dollar teure Raumsonde wurde mit
einer H-IIA Trägerrakete gestartet, zusammen mit dem Technologiedemonstrator IKAROS der Sonnensegel erproben soll. Akatsuki
Akatsuki wird dann in eine sehr elliptische Umlaufbahn mit einem venusnächsten Punkt von 300 km und einem fernsten von 80.000 km einschwenken. Dieser Orbit von 30 Stunden Umlaufszeit ist mit der Superrotation synchronisiert In 3,5 h rotiert die obere Wolkenschicht einmal um die Venus. Drei Umläufe entsprechen einer Rotation der Atmosphäre.
Die nur 500 kg (ohne Treibstoff: 320 kg) schwere Sonde führt fünf Instrumente im Gesamtgewicht von 34 kg mit sich. Es sind drei Kameras mit CCD Sensoren mit jeweils 1 Million Pixels Größe, die im IR-Bereich um 1 µm, 2 µm und im UV Aufnahmen machen. Bei allen drei Kameras stehen mehrere Filter zur Verfügung. Damit sind Aufnahmen in verschiedenen Fenstern von Interesse möglich.
Die beiden anderen Instrumente sind ein 240 x 240 Pixel großer IR Sensor, der Temperaturen und Aufnahmen der Venus um Bereich von 4 und 10 µm anfertigt. Dazu kommt ein Gerät mit dem mit 8 x 8 Sensoren das Leuchten von angeregten Sauerstoffmolekülen auf der Nachtseite oder über der Wolkenschicht aufgenommen wird. Um die Datenrate zu maximieren setzt die Sonde die Wavelett-Kompression ein, da die Datenrate maximal 32 Kbit/s zur Erde beträgt.
Die Mission wird zuerst 2 Jahre im Venusorbit dauern. Eine Verlängerung um zwei weitere Jahre ist aufgrund der Ressourcen möglich. Als die Raumsonde allerdings am 6.12.2010 die Venus erreichte, schaltete das Haupttriebwerk schon nach 2,5 von geplanten 12 Minuten ab, die Geschwindigkeit wurde nur gering reduziert und so konnte die Raumsonde nicht in einen Orbit einschwenken. Erreicht wurde eine heliozentrische Umlaufbahn, die (eventuell mit einigen Kurskorrekturen) nach sechs Jahren erneut die Raumsonde in die Nähe der Venus bringt. Im Dezember 2015/Januar 2016 könnte dann ein erneuter Versuch gestartet werden.
Das Einschwenken gelang am 9.12.2015, ziemlich genau fünf Jahre nach dem ersten Versuch. Da der erste Brennversuch schon Treibstoff verbraucht hat, war die ursprüngliche wissenschaftlich genau geplante Bahn nicht mehr erreichbar. Akatsuki nahm nach weiteren Kurskorrekturen am 28.4.2016 in einer 400 x 370.000 km Bahn ihren wissenschaftlichen Regelbetrieb aus. Seitdem sendet die Sonde beeindruckende Bilder wie das rechte Bild der Venusatmosphäre zur Erde.
Was danach kam und noch kommt...Geldmangel hat nicht nur dazu geführt das die USA mit Magellan erstmals eine funktionsfähige Sonde aufgaben, er verhinderte auch bei den Vorbeiflügen von Galileo und Cassini an der Venus, das diese intensiver studiert wurde, da kein Geld für die Auswertung der Daten vorhanden gewesen wäre. So flogen beide Sonden an der Venus vorbei ohne Aufnahmen zu machen oder Daten zu gewinnen (Bei Galileo jedoch zumindest einige Daten, aber sehr wenig wegen der eingefalteten Hauptantenne). Zukünftige Sonden werden die Venus noch öfters als Sprungbrett anfliegen so auch die beiden geplanten Sonden (Messenger und Bepi Columbo) zu Merkur, eventuell wird man hier noch etwas Kleingeld für die Forschung übrig haben.
Seit 1961 fanden 37 Missionen zur Venus statt - sieben amerikanische, ganze 28 sowjetische je eine japanische und Europäische. Dies sind mehr als beim Mars und auch die Erfolgsbilanz ist sowohl für Amerikaner wie auch Sowjets positiver. Zwar scheiterten 13 sowjetische Missionen schon beim Start oder auf dem Weg zur Venus. Im Gegensatz zum Mars, wo keine einzige sowjetische Mission erfolgreich war ist dies jedoch eine positive Bilanz. Vor allem haben von den 17 Missionen, die wenigstens eine interplanetare Bahn erreichten, 13 auch ihre Mission erfüllen können.
Der Grund für das starke sowjetische und schwache amerikanische Engagement liegt auch meiner Meinung nach dieser Erfolgsbilanz zugrunde. Bei den Marsmissionen war durch das amerikanische Interesse ein wesentlich stärkerer Aktionismus der Sowjets gegeben: Zuerst wollten Sie als erste eine Vorbeiflugsonde am Mars haben, als dies nicht gelang packten sie sofort als nächsten Schritt einen Lander an, und als auch hier die Amerikaner zuvorkamen wurde das Programm vollständig eingestellt. Bei der Venus dagegen wurden die Landekapseln, nachdem es mit Venera 4 die erste Sonde gab, die von der Atmosphäre Daten lieferte, sukzessiv verbessert und später durch eine neue Generation von leistungsfähigen Raumschiffen ersetzt, die diese erfolgreiche Arbeit fortsetzten.
Für jemand - der wie der Autor - auch an den wissenschaftlichen Ergebnissen interessiert ist, bleibt jedoch ein Manko: Wer populärwissenschaftliche Literatur liest erfährt nur wenig von den Ergebnissen welche die sowjetischen Sonden lieferten. Ob dies an einer rigiden Informationspolitik liegt oder einer schlechten Verfügbarkeit oder der Einstellung der Journalisten - ich weiß es nicht. Für mich waren aber die ersten Bücher über das Planetensystem von sowjetischen Autoren die ab 1986 auch hier erhältlich waren eine Offenbarung. Die Venus die bei deutschen und amerikanischen Autoren "so nebenbei" lief, nahm eine großen Raum mit Radarkarten und Ergebnissen der Venera Sonden ein, und ich habe aus diesen Büchern sehr viel gelernt.
Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.
2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. In Band 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.
Hier eine Beschreibung des Buchs auf meiner Website für die Bücher, wo es auch ein Probekapitel zum herunterladen gibt. Sie können das Buch direkt beim Verlag kaufen (versandlostenfrei). Dann erhalte ich als Autor eine etwas höhere Marge, aber auch über den normalen Buchhandel, Amazon (obige Links) und alle anderen Portale wie Bücher.de oder Libri.
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