18 сентября премьер-министр Индии Нарендра Моди объявил о следующих четырех амбициозных космических целях страны. Запуск первой частично многоразовой индийской ракеты «Чандраян-4» к Луне, запуск первого жилого модуля Индийской космической станции Bas-1 (Bharatiya Antariksh Station) и VOM (Venus Orbiter Mission).
Именно в отношении последней, первой индийской миссии к Венере, в последние дни появились важные новости. Прежде всего, миссия VOM начнется в марте 2028 года и доставит на Венеру 19 научных грузов.
На миссию индийское правительство выделило сумму от 8,2 миллиарда рупий (около 99 миллионов долларов) до 12,36 миллиарда рупий (около 150 миллионов долларов). Эти средства позволят разработать орбитальный аппарат «Шукрайян», который в марте 2028 года должен встать на стартовую площадку и отправиться к Венере. Зонд сначала изучит венерианскую атмосферу, а затем углубится в геологию и эволюцию планеты.
Как отметил премьер-министр Моди, VOM позволит лучше понять атмосферные процессы, возникающие в результате влияния Солнца на атмосферу Венеры. Он также будет иметь большое значение для установления причин трансформации Венеры. Ведь считается, что когда-то планета была похожа на Землю по грунтовым условиям. Исходя из этого предположения, мы сможем выяснить, может ли и Землю постигнуть та же участь, и если да, то как остановить этот процесс.
Наследие миссии Venus Orbiter
Недавно утвержденная миссия Venus Orbiter ставит перед собой амбициозную задачу разгадать некоторые загадки, которые до сих пор ревностно хранит Венера и ее атмосфера. И это несмотря на то, что на венерианской орбите уже побывало несколько миссий. Первые миссии НАСА и Советского Союза в 1960-х и 1970-х годах показали палящую температуру поверхности Венеры и ее плотную атмосферу.
Они предоставили первую информацию о составе атмосферы, характеристиках поверхности и магнитном поле планеты. Последующие миссии в 1970-х и 1980-х годах, такие как американский аппарат «Пионер Венеры», запущенный в 1978 году, и советский аппарат «Вега», состоящий из двух зондов, запущенный в 1984 году, расширили наше понимание атмосферы Венеры.
Эти миссии также собрали данные о поверхности планеты и ее геологической истории. Более поздние миссии, такие как запущенная в 2005 году миссия ЕКА Venus Express и японский аппарат Akatsuki, стартовавший в 2010 году, но вышедший на венерианскую орбиту только в 2015 году, сфокусировались на изучении атмосферной динамики планеты. От эволюции климата до характеристик поверхности.
Однако эти миссии к Венере «покрывали область», которая была ограничена как в южной полярной области, так и в экваториальном поясе. Поэтому было очень сложно построить глобальные карты многочисленных наблюдаемых явлений, включая ветры и волны, обнаруженные в венерианской атмосфере.
Миссия Venus Orbiter будет направлена на равномерное покрытие Венеры с использованием 19 научных инструментов на борту. Он будет исследовать атмосферу планеты, ее поверхность и взаимодействие с Солнцем.
Среди основных научных задач — изучение пыли в венерианской атмосфере, картирование рельефа поверхности с высоким разрешением и изучение солнечного излучения вблизи Венеры. Кроме того, миссия послужит демонстрацией технологий для ISRO, проверяя методы выхода на орбиту, торможения и терморегулирования в суровых венерианских условиях.
19 полезных нагрузок на борту
На борту аппарата Venus Orbiter (VOM) будет установлено 19 научных приборов. Из них шестнадцать индийских полезных нагрузок, две полезные нагрузки, созданные в результате сотрудничества с международными компаниями, и одна исключительно международная полезная нагрузка. Давайте вкратце рассмотрим каждый из приборов на борту:
- Радар с синтезированной апертурой для миссии на Венеру (VSAR): прибор работает в S-диапазоне с частотой 2,5 ГГц (12 см). Он будет искать вулканическую активность на Венере, а также работать в режиме радиометра;
- Venus Surface Emissivity and Atmospheric Mapper (VSEAM): это гиперспектральный спектрометр с формированием изображений. Он будет выявлять активные вулканические «горячие точки» на основе тепловых аномалий и атмосферных исследований, а также изучать структуру облаков путем картирования H2O и аэрозолей;
- Тепловизионная камера Венеры (VTC): тепловизионная камера Венеры будет картировать тепловое излучение с пространственным разрешением 0,5 км с орбиты высотой 500 км. Она будет изучать тепловые характеристики венерианской атмосферы;
- Камера мониторинга облаков Венеры (VCMC): камера VCMC впервые позволит изучить динамику венерианской атмосферы с помощью наблюдений вблизи полюса;
- Lightning Instrument for VEnus (LIVE): LIVE — это низкочастотный анализатор электрического поля, работающий в диапазоне от ~100 Гц до ~30-40 кГц. Он будет использоваться для измерения выбросов полей, вызванных плазмой и молниями в атмосфере Венеры;
- Venus Atmospheric SpectroPolarimeter (VASP): спектрополяриметр ближнего инфракрасного диапазона длин волн 0,9-1,7 мкм, чувствительный к линейной поляризации. Основные научные задачи прибора — изучение микрофизических свойств облаков Венеры;
- Солнечная оккультная фотометрия для вертикального профилирования аэрозолей и тонких облаков в венерианской атмосфере (SPAV): она позволит измерить распределение аэрозолей и слоев дымки в венерианской мезосфере;
- Узкополосное обнаружение кислородного свечения в венерианской атмосфере (NAVA): Целью NAVA является изучение причин вариаций интенсивности излучения зеленой (557,7 нм) и красной (630,0 нм) линий кислорода, а также причин ночного свечения (пепельного света);
- VEnus THermosphere Ionosphere Composition Analyser (VETHICA): VETHICA основан на квадрупольном масс-спектрометре, который может работать как в нейтральном, так и в ионном режимах. Научные цели заключаются в изучении высотно-широтного распределения нейтрального и ионного состава (в области термосфера-ионосфера-экзосфера) Венеры;
- Усовершенствованный радар для зондирования ионосферы и подповерхностного слоя Венеры (VARTISS): VARTISS — это низкочастотный радарный зонд, работающий в двух режимах. Научными целями являются изучение структуры венерианской ионосферы, исследование структуры геологических единиц, включая активные вулканические очаги и лавовые потоки, а также обнаружение погребенных объектов и структур;
- Венерианский анализатор температуры и плотности электронов (VEDA): научные цели VEDA заключаются в понимании изменчивости высоты ионопаузы в зависимости от солнечного воздействия. Этот датчик измеряет плотность электронов в диапазоне 100-5×105 см-3 и температуру электронов между 700 и 8000 К;
- Retarding Potential Analyser (RPA) для наблюдения за ионосферой Венеры: это прибор для диагностики плазмы, который использует серию электростатических решеток для измерения распределения энергии ионов;
- Детектор ионосферных плазменных волн Венеры (VIPER): научные цели прибора VIPER заключаются в отборе проб плазмы и магнитной среды вокруг Венеры и определении характеристик плазменных волн;
- Монитор радиационной обстановки Венеры (VeRad): цель VeRad — изучить воздействие высокоэнергетических солнечных энергичных частиц (SEP) на атмосферу Венеры и исследовать их роль в поддержании ионосферы на ночной стороне;
- Солнечный мягкий рентгеновский спектрометр (SSXS) для Venus Orbiter: его основная задача — измерение солнечного излучения в атмосфере Венеры;
- Venus Orbit Dust Experiment (VODEX): представляет собой детектор пыли с ударной ионизацией, изготовленный из тонкого металлического листа или позолоченной фольги. Основные научные цели VODEX — изучение обилия, потока и распределения частиц межпланетной пыли (IDP) на Венере;
- Результатом сотрудничества Индии с международными партнерами стали программы Venus Ionospheric and Solar Wind particle AnalySer (VISWAS) и Radio Anatomy of Venus Ionosphere (RAVI): первая, в сотрудничестве со Швецией, будет изучать взаимодействие солнечного ветра с Венерой; вторая, в сотрудничестве с немецкой командой, будет изучать тепловую структуру атмосферы Венеры над и под облаками, изменение ионосферы при различных солнечных условиях и оценивать вклад H2SO4 в энергетические процессы в атмосфере Венеры;
- Научный прибор, предоставленный ИКИ (Россия), VIRAL (Venus InfraRed Atmospheric gases Linker): научные задачи VIRAL заключаются в получении вертикальных профилей плотности атмосферы, температуры углекислого газа и компонентов твердых частиц, а также в измерении поля мезосферного ветра с помощью прямых доплеровских измерений.