De izquierda a derecha pueden apreciar los 4 planetas del llamado Grupo de la Tierra: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Observen la similitud en las dimensiones entre Venus y la Tierra.
Aunque parte de las misiones
enviadas por los soviéticos a Venus no resultaron exitosas y en el programa de
algunas de ellas la investigación del planeta no fue su objetivo principal
precisamente con Venus están asociados los mayores éxitos de la Unión Soviética
en el espacio lejano.
A veces se menciona que los
soviéticos comenzaron su programa de investigación a Venus incluso antes del
vuelo de Gagarin al espacio* pero la verdad es que la diferencia entre ambos
fue solo de un par de meses a favor del programa a Venus además de que el
programa que llevó a Gagarin al espacio había tenido su inicio formal mucho
antes, en mayo de 1959.
*Este tuvo lugar el 12 de abril de 1961.
Hay que destacar que en la época, la presión de la carrera espacial con los
Estados Unidos llevó a simplificar los proyectos y a dejar muchas veces en un
segundo plano instancias de seguridad, condiciones que también estuvieron
presentes en el proyecto Vostok que llevó a Gagarin al espacio.
Las razones del interés soviético
por Venus eran varias pero debe tenerse en consideración que formaba parte de
la llamada Carrera espacial entre la URSS y los Estados
Unidos, la cual había tenido su inicio formal el 4 de octubre de 1957, con la
puesta en órbita del primer satélite artificial de la Tierra por los
soviéticos, el Sputnik-1.
A pesar de que fueron los
norteamericanos quienes lograron poner en órbita el primer y genuino satélite
de comunicaciones, hecho que tuvo lugar varios años más tarde, el 26 de julio
de 1963, con el llamado Syncom-2 los primeros en llegar a la Luna fueron los
soviéticos, lo que concretaron con la estación interplanetaria Luna-1, que se constituyó además en el primer vehículo terrestre en salir de la órbita de
nuestro planeta cruzando el 4 de enero de 1959 la órbita lunar, a una distancia
de 6 mil km de su superficie. Y si bien el propósito de la nave espacial era
llegar a la superficie de la Luna los soviéticos no tardarían en lograrlo pocos meses después, esta vez por medio de la estación Luna-2, la cual alunizó el 14 de septiembre de
1959.
La ventaja de los soviéticos se vería reflejada también en Tierra, dado que el
Presidente norteamericano John Kennedy* ofreció realizar un programa espacial
conjunto a la URSS para poner una persona en la Luna pero Nikita Xrushchev** lo
descartó considerando que los norteamericanos solo buscaban una excusa para conocer
detalles de la tecnología espacial soviética.
*35 Presidente de los Estados Unidos entre enero de 1961 y noviembre de 1963, cuando fue asesinado en Dallas.
**Primer secretario del Comité central del partido comunista soviético entre 1953 y 1964.
**Primer secretario del Comité central del partido comunista soviético entre 1953 y 1964.
Si bien los primeros intentos por llegar a Venus corrieron por parte de la Unión Soviética, el
primer sobrevuelo del planeta quedó en mano de los norteamericanos, con el
Mariner-2, aparato que en diciembre de 1962 cruzó a unos 35 mil km sobre la
superficie de Venus. No obstante, el primer vehículo en llegar al planeta fue
la Venera-3, nave espacial soviética que alcanzó su superficie el 1° de marzo
de 1966, lo que la constituyó, además, en el primer vehículo de la Tierra en
alcanzar la superficie de otro planeta.
En el caso del planeta Marte, la
Mariner-4 de los Estados Unidos se constituyó en el primer aparato en sobrevolar el
planeta rojo, lo que tuvo lugar el 14 de julio de 1965, alcanzando una
distancia mínima de 11800 km y transformándose en el primer aparato enviado
desde la Tierra en enviar fotografías desde otro planeta realizadas a tan breve
distancia. Sin embargo, serían nuevamente los soviéticos los primeros en poner
un aparato espacial sobre la superficie de Marte, el Mars-3, hecho que tuvo lugar el 2 de diciembre
de 1971. De todos modos, su tiempo de operación en superficie fue de escasos
minutos lo que no fue suficiente para obtener una fotografía de su superficie,
lo que se lograría solo en julio de 1976, con el programa Viking de
los Estados Unidos.
La llamada
Carrera espacial se considera terminada con la llegada de los astronautas norteamericanos a la Luna en
julio de 1969, aunque algunos también consideran como su conclusión una fecha
posterior, tras la realización del programa conjunto norteamericano-soviético
Soyuz-Apolo que fue coronado con el acoplamiento de la Soyuz-19 y la Apolo* el
15 de julio de 1975**.
*Si bien a veces se la designa como
Apolo-18 oficialmente no llevaba número alguno.
**Las naves acopladas realizaron un
vuelo conjunto de casi 47 horas con una tripulación que constaba de 2
cosmonautas soviéticos y 3 astronautas norteamericanos y donde el símbolo del
viaje fue el apretón de manos entre ambas tripulaciones tras el acoplamiento
entre ambos vehículos espaciales.
El interés en Venus
La principal razón en términos del
interés en llegar a Venus era su menor distancia a la Tierra, en comparación
con Marte, pero también el que entonces se suponía que el planeta compartía
muchas características en común con nuestro planeta, como sus dimensiones y la
presencia de una atmósfera.
La segunda razón era que durante la
I mitad del siglo XX se consideraba que la superficie de Venus estaba cubierta por un gigantesco océano. Precisamente, por la presencia de ese océano los científicos
explicaban la presencia de nubes que constantemente cubrían el planeta. Y un
océano, ya lo sabemos, significaba vida.
Incluso a fines de la década de
1950 los científicos consideraban que la densa atmósfera del planeta ocultaba tras su capa
nubosa un océano sobre su superficie.
Finalmente, la tercera razón eran
sus recursos. Se consideraba que Venus debía contar con grandes reservas minerales, en particular, de uranio y considerando su cercanía con el Sol se lo consideraba un verdadero reactor termonuclear natural* el
cual podía dar un impulso al desarrollo de esta clase de energía.
*Se refiere a la energía derivada de la formación de núcleos atómicos más pesados a partir de núcleos más livianos, en un proceso denominado fusión nuclear que se diferencia de la fisión en la cual los núcleos atómicos se desintegran y, lo más importante, es que genera una cantidad de energía 4 veces superior a la fisión nuclear y a partir de materia prima de stock prácticamente ilimitado en la Tierra. Al mencionar un reactor se refiere a una instalación tecnológica en que se realiza una fusión con liberación controlada de energía, algo que, sin embargo, aún no logra desarrollarse en el mundo.
Para estudiar mejor el planeta los
soviéticos desarrollaron el programa espacial Венера (Venera, Venus en ruso) que consideraba el envío
de una serie de estaciones interplanetarias automáticas al planeta, proceso que se inició en
febrero de 1961 y que se extendió por mas de 20 años y que permitió, entre otras cosas, dilucidar las condiciones del planeta bajo su densa capa de nubes la que, por siglos, llevó al ser humano a fantasear e ilusionarse sobre las condiciones de su superficie.
Entre 1961 y
hasta 1984 la URSS envió a Venus 32 estaciones espaciales mientras que los
Estados Unidos un total de 6.
Venus desde la Antigüedad
Venus, junto con Mercurio, Marte,
Júpiter y Saturno, fue conocido a la Humanidad desde la época del Neolítico*.
Sin embargo, algunos pueblos antiguos, como los antiguos griegos, lo consideraban como 2 cuerpos celestes distintos: Una estrella
matutina y otra vespertina. Así, los antiguos griegos llamaban a la aparición
matutina de Venus, Fosfor (Portador de luz en griego, Lucifer en latín), y
Esperos a su aparición en el crepúsculo.
*La Era neolítica, es decir, de la
nueva piedra, es un período de la historia humana cuya denominación fue
introducida en el siglo XIX por el arqueólogo inglés, John Lubbock como opuesto
al paleolítico (denominación que también él introdujo) dentro del período
conocido como Edad de Piedra. Distintas culturas ingresaron a este período en
distintos momentos, así en el Medio Oriente se inició alrededor del 9500 antes
de nuestra Era y tiene relación con el paso de culturas cazadoras y
recolectoras a ganaderas y/o agrícolas. El fin del Neolítico se asocia a la aparición de utensilios metálicos para el trabajo o la guerra. Aún en la actualidad existen culturas en el continente
americano y australiano que no han salido de la época neolítica.
Sin embargo, los mismos griegos posteriormente reconocerían a ambos fenómenos como expresión de un mismo
objeto estelar, que sería denominado por ellos como Afrodita, su divinidad del
amor y la belleza, y que los romanos traducirían como Venus.
Habría que esperar hasta el siglo
XVII para que la ciencia comenzara a ocuparse de él.
El primero sería Galileo Galilei, quien a
fines de 1610 y por medio de un telescopio* perfeccionado por él mismo pudo distinguir fases en el desplazamiento del planeta, del mismo modo que sucede con la Luna, y cuyos resultados publicó en 1613 (imagen inferior). Sus
observaciones, a propósito, contradecían la teoría ptolemaica vigente en la época de un
universo geocéntrico, apoyando la visión heliocéntrica de Copérnico**, la cual había sido planteada
a mediados del siglo anterior.
*No existe certeza de cuándo y quién inventó el primer telescopio pero se lo asocia, en general, a inicios del siglo XVII como un ingenio creado de manera más o menos simultánea por distintos especialistas, no obstante, los primeros bosquejos de telescopio se pueden observar en dibujos de Leonardo da Vinci de principios del siglo XVI. De todos modos, se considera que fue Galileo el primero en valerse del telescopio para observar el cielo con propósitos de investigación científica, aparato que él mismo fue diseñando y perfeccionando. Sus observaciones serían publicadas en su obra Sidereus Nuncis, Mensajero estelar, publicada en 1610 en Venecia, que le daría fama en Europa transformándolo en el más celebre científico de la época.
*No existe certeza de cuándo y quién inventó el primer telescopio pero se lo asocia, en general, a inicios del siglo XVII como un ingenio creado de manera más o menos simultánea por distintos especialistas, no obstante, los primeros bosquejos de telescopio se pueden observar en dibujos de Leonardo da Vinci de principios del siglo XVI. De todos modos, se considera que fue Galileo el primero en valerse del telescopio para observar el cielo con propósitos de investigación científica, aparato que él mismo fue diseñando y perfeccionando. Sus observaciones serían publicadas en su obra Sidereus Nuncis, Mensajero estelar, publicada en 1610 en Venecia, que le daría fama en Europa transformándolo en el más celebre científico de la época.
**Astrónomo nacido en la ciudad de
Torun, ciudad que había sido parte de Prusia pocos años antes de su nacimiento,
luego de lo cual pasó a formar parte de Polonia.
Pero junto con Galileo, otro
científico, el alemán Johannes Kepler, célebre por plantear que los planetas
describían órbitas elípticas en torno al Sol*, predijo en la misma época
el paso del planeta Venus delante del disco solar, estableciendo que
tendría lugar el 7 de diciembre de 1631 y luego el 6 de junio de 1761. Y si
bien sus cálculos fueron acertados los científicos no dieron con el fenómeno
pues hoy se sabe que solo fue visible en Asia y el Hemisferio sur.
*La llamada I Ley de Kepler, cuyos
conceptos, a propósito, Galilei no compartía.
Sería otro astrónomo, el inglés
Jeremiah Horrocks, quien poco después del supuesto cálculo errado de Kepler, estudiando los trabajos de este último y de sus predecesores, logró anunciar un nuevo
paso de Venus a través del disco solar, lo que predijo, con toda precisión,
para el 4 de diciembre de 1639.
Órbita de la Tierra en torno al Sol
y más al interior órbita de Venus en torno a la misma estrella. Se puede
apreciar que por el cambio de posición entre ambos planetas en torno al Sol
desde la Tierra se observan distintas fases del planeta Venus, es decir,
distintas apariencias según la iluminación del Sol, las cuales se observan como
las circunferencias amplificadas de la ilustración. Se puede ver que Venus esta
en fase llena desde la Tierra cuando esta casi tras el Sol.
Fenómeno Lomonosov
Más de un siglo más tarde y en la víspera de un nuevo paso de Venus
entre la Tierra y el Sol, fenómeno que tendría lugar el 6 junio de 1761, un total
de 40 equipos científicos de todo el mundo (3 de ellos en Rusia) se disponían a
su observación pues permitiría determinar con mayor precisión la distancia
entre la Tierra y el Sol, según un método denominado como paralaje, descubierto
por el célebre astrónomo inglés, Edmond Halley (1656-1742). Entonces el ruso
Mixail Lomonósov se dispuso a observar el fenómeno desde su casa con un
telescopio* relativamente pequeño.
*La denominación de telescopio data de 1611, siendo acuñada por el matemático greco-italiano, Ioannis Dimisianos para designar los aparatos de observación de Galileo, el cual usaba otra denominación, perspicillum. El término de Dimisianos era de origen griego y se construyó a partir de las palabras griegas tele (lejos) y scopeo (miro) para distinguirlo de otros aparatos similares que existían en la época pero que tenían menor alcance.
Valiéndose de sus observaciones además de aquellas realizadas en la Academia de ciencias de San
Petersburgo publicó en 1761 un artículo, en que escribió: "En la medida
que Venus se retiraba del Sol y su borde delantero comenzaba a acercarse al
perímetro del Sol y era, como se podía ver a simple vista, cerca de 1/10 del
diámetro del planeta apareció en el borde del Sol como un granito que se hizo más
notorio mientras más se acercaba Venus a salir del Sol. Pronto ese granito se
perdió y Venus volvió a aparecer por completo".
Lomonosov interpretaría correctamente esa refracción de los rayos del Sol
en el borde del planeta como prueba de la
presencia de atmósfera: "El planeta Venus está rodeado por una cubierta de
aire distinguible tal como la que rodea nuestro globo terrestre". Este
fenómeno sería bautizado precisamente como "Fenómeno Lomonósov" y dice relación con
la tenue aureola que se forma en torno al perímetro de Venus al pasar delante
del Sol. En el caso de Mercurio, por ejemplo, no aparece pues este planeta no
tiene atmósfera.
Vida extraterrestre
Cabe mencionar que una serie de circunstancias históricas, que tuvieron lugar entre los siglos XV y XVIII, darían pie para que se comenzara a hablar entonces de vida en otros lugares fuera de nuestro planeta. Esos hechos serían principalmente tres:
La nueva visión heliocéntrica del universo donde la Tierra pasaba a ser un planeta como cualquier otro perdiendo su estatus de centro del Universo.
La invención del telescopio que mostró que los cuerpos celestes más cercanos no eran esferas perfectas como se suponía hasta entonces.
Los grandes descubrimientos geográficos de los siglos XV-XVII que permitieron que el hombre europeo tomara conocimiento de otras culturas no vinculadas con el cristianismo ni con las maneras de Europa.
Estas circunstancias llevaron a discusiones y planteamientos sobre vida extraterrestre sobretodo en relación a la Luna y luego a Marte, pero dejando también espacio, aunque en un lugar secundario, para Venus. Las disputas se extenderían por siglos y en el caso de este último planeta solo concluirían muy avanzado el siglo XX.
Desentrañando su atmósfera
En la década de 1860 los astrónomos se esforzaban por precisar la naturaleza de la atmósfera del planeta, buscando determinar la presencia de oxígeno y vapor de agua por
medio de análisis espectral*, sin lograr, sin embargo, encontrar ninguno de esos
elementos. Nuevos intentos para encontrar sustancias gaseosas en Venus
vinculadas con la presencia de vida solo se realizarían en el siglo XX.
*Es un método que se desarrolló a mediados del siglo XIX para determinar la composición química de un cuerpo (presencia de elementos químicos y diversas moléculas) a través de su espectro, usualmente electromagnético, dado que la presencia de esas sustancias aparece en esos espectros de manera específica. La aplicación de esta tecnología en el estudio de cuerpos estelares muy lejanos permitiría avanzar de manera muy significativa en el conocimiento del Universo al determinar su composición química junto a otras características observándolos solo desde la Tierra, al mismo tiempo que la aplicación inicial de esta tecnología permitiría descubrir diversos elementos químicos primero en objetos estelares antes que en nuestro propio planeta.
También durante el siglo XIX el
astrónomo italiano, Giovanni Schiaparelli (1835-1910) intentaría determinar la
duración del giro del planeta en torno a su eje llegando a un valor de 225 días
terrestres, un valor muy cercano al real (243 días). El giro de Venus en torno
a su eje había sido descubierto por otro italiano, Giovanni Cassini en 1666,
quien propuso erradamente que Venus giraba en torno a sí mismo cada 23 horas y
21 minutos.
Paisaje cámbrico?
En 1918, el célebre Svante Arrhenius* describía a Venus como un lugar de vegetación abundante y con presencia de vida
acuática y anfibia: "Debemos concluir que todo en Venus está muy húmedo.
Los procesos vegetativos se encuentran grandemente acelerados por la elevada
temperatura, por lo tanto, los períodos de vida de los organismos son
cortos"
*Físico-químico sueco (1859-1927), premio Nobel en 1903, autor de la teoría de la disociación electrolítica.
Sin embargo, análisis posteriores llevarían a
inferir de la teoría de Arrhenius que Venus era una especie de "tazón
de polvo" muy caliente, con vientos intensos y sin una gota de humedad.
Después de la I guerra mundial la
presencia de telescopios más grandes y termocuplas* más sensibles abrieron la
oportunidad de medir la temperatura de la capa externa de los planetas
directamente a partir de su radiación infrarroja. Así, en 1923 los astrónomos
norteamericanos Edison Pettit y Seth Nicholson realizaron mediciones de las capas superiores de la
atmósfera venusiana desde el observatorio del Monte Wilson, en California calculando cifras de -38°C para el período diurno y -33°C
para el período nocturno, muy cercanas a las que se calcularían en décadas
posteriores.
*Sensores de temperatura que transforman mediciones de temperatura en señales eléctricas. Es de uso común en ciencia y en la industria.
En 1932, los astrónomos
norteamericanos, Walter Adams* y Theodor Dunham, trabajando en el mismo
observatorio, determinaron la presencia de CO2 en la superficie de Venus
pudiendo establecer que su cantidad superaba muchas veces más su cantidad sobre
la Tierra. El hecho
echaba por tierra la noción establecida en la época de que la atmósfera
venusiana era similar a la terrestre. El equipo no logró establecer la presencia de otros gases.
*Hijo de misioneros nacería en el
antiguo Imperio Otomano, en territorios de la actual Turquía estableciéndose en
los Estados Unidos solo a sus 9 años de edad.
En 1940, a partir de los datos de
Adams y Dunham de 1932 en conjunto con nueva información, el astrónomo alemán radicado
en los Estados Unidos, Rupert Wildt, consideró que la presencia de CO2 en la
atmósfera de Venus atrapaba calor (lo que se conocería posteriormente como el efecto
invernadero) estimando que la temperatura sobre la
superficie de Venus "era probablemente más elevada que el punto de
ebullición del agua", un valor que resultó muy inferior al real dada la
subestimación que se hizo de la cantidad de CO2 presente en la atmósfera de Venus.
El Premio Nobel Harold Urey, quien
consideraba que los océanos habían desaparecido de Venus hace mucho
tiempo atrás, escribiría en la década de 1950: "La presencia de CO2 en la
atmósfera del planeta es muy difícil de entender a menos que el agua
hubiese estado presente originalmente. Pero esto sería imposible de entender si el
agua siguiera estando presente ahora".
En tanto los astrónomos norteamericanos Fred Whipple y Donald Menzel
propondrían una teoría distinta atribuyendo las nubes sobre Venus a la
presencia de un océano que cubría el planeta por completo.
Enfrentadas ambas teorías, una
implicaba un planeta sin vida y otra evocaba la Tierra de las épocas cámbrica* y
pre-cámbrica**, donde existía mucho más CO2 que en la actualidad y mucho menos
oxígeno.
*Período geológico de la Tierra que tuvo lugar entre 541-481 millones de años atrás caracterizado por una explosiva aparición de diversas formas de vida marina en una época en la cual no existía flora terrestre ni formación de suelo sobre los continentes permitiendo solo la presencia de bacterias y algas. Los trilobites, una forma de vida marina, son típicas de la época. Debe su nombre al pionero de la ciencia geológica, el británico Adam Sedwick quien trabajó en sus investigaciones en territorios británicos que tenían el nombre de Cambria en latín.
**El período pre-cámbrico comprende un muy extenso período de 4 mil millones de años, abarcando cerca del 90% de nuestra historia geológica y que se inicia cuando nuestro planeta comienza recién a enfriarse dando paso posteriormente a la formación de los primeros organismos unicelulares.
Incluso, en 1960 había científicos
que afirmaban que Venus era un mundo cámbrico que contenía un océano capaz de albergar formas primitivas de vida.
Sin embargo, en medio de esta variedad de especulaciones y teorías sobre las características de la superficie de Venus, las cual también eran alimentadas por un anhelo por encontrar condiciones similares a la Tierra en el entorno cercano de nuestro Sistema solar, surgió a partir de 1956 información concreta de las posibles condiciones del planeta luego de que el astrónomo norteamericano Cornell Henry Mayer (1921-2005), trabajando para un programa militar secreto de la Marina de los Estados Unidos, dirigiera hacia Venus, junto a un grupo de colaboradores, un radio-teloscopio lo cual les permitiría medir la radiación de microonda que emitía el planeta, a partir de lo cual establecieron que su superficie alcanzaba una temperatura en torno a los 330°C y que su atmósfera contenía solo rastros de vapor de agua.
A pesar de que la visión anterior fue recibida con incredulidad sería apoyada por el célebre astrónomo Carl Sagan* a fines de los años ´50 quien consideraba que esas condiciones en el planeta estaban dadas por el efecto invernadero producido no solo por la presencia de CO2 sino que también de vapor de agua en la atmósfera venusiana.
*Sagan (1934-1996), nacido en el seno de una familia judía cuyo padre era de origen ruso, más precisamente del actual territorio de Ucrania, fue una figura conocida por el público masivo por los programas de difusión científica que protagonizó. También resultó conocido por ser autor de las placas que se enviaron al espacio en las misiones Pioneer 10 y 11, en los años 1972 y 1972, y los discos con imágenes y sonidos de la Tierra que se enviaron posteriormente, en 1977 en las misiones Voyager.
El conocimiento detallado del
planeta, bajo su densa capa de nubes, tendría finalmente lugar en las décadas posteriores gracias al envío al planeta de sondas espaciales .
Qué sabemos hoy del planeta?
Venus es el tercer cuerpo mas brillante en el cielo terrestre después del Sol y la Luna, de hecho se
lo puede observar sin necesidad de un telescopio*. Supera de manera relevante
incluso a las estrellas más brillantes y se puede distinguir de las
estrellas por su color blanco uniforme. Debido a su posición en relación al Sol
se puede observar a Venus desde la Tierra un momento después del crepúsculo del
Sol o antes de la salida del mismo.
*Hay otros 4 planetas que se pueden
observar a ojo desnudo en el cielo: Mercurio, Marte, Júpiter y Saturno.
Por otra parte, es el planeta más
cercano a la Tierra. Su distancia puede llegar a solo 38 millones de km, aunque no olvidemos que se trata de un valor variable por el movimiento de ambos planetas, lo
que puede incrementar la distancia entre ambos hasta 261 millones de km, es
decir, casi septuplicarla.
En el caso de Marte esa distancia
oscila entre 55,76 y 401 millones de km.
La distancia entre Venus y el Sol alcanza, en promedio, un 72% de la distancia Tierra-Sol.
Diagrama que muestra, sin
consideración de escala, cómo varía la distancia entre la Tierra y Venus. Al
centro en amarillo el sol.
La Tierra y Venus son muy similares
en algunos parámetros como tamaño, densidad y masa. Así, el diámetro de Venus es un 95% del terrestre, su densidad es también un 95% de la nuestra y su masa constituye un 82% de la masa de la Tierra. Además, el planeta cuenta con atmósfera aunque cubierta por oscuras nubes que, como ya hemos visto, por largo tiempo se pensó que ocultaban un paisaje rico en vegetación y humedad.
A pesar de que por su tamaño Venus
queda tras la Tierra su máxima elevación es mayor. 11 km es la altura del monte
Maxwell (imagen superior) sobre el nivel medio de la superficie del planeta. En
comparación la altura de la mayor elevación en la Tierra, el Everest, es de unos
9 km.
Sin embargo, también existen entre
ambos diferencias significativas, como el hecho de que un día en Venus es
equivalente a 243 días terrestres. En tanto, su giro en torno al Sol, es decir,
su año solar, le toma 225 días terrestres, es decir, un día en Venus dura casi
20 días mas que un año en el planeta. La combinación de la rotación en torno al Sol y en torno al planeta genera que un día solar en Venus dure cerca de 117 días terrestres, lo que lleva a que cualquier lugar del planeta, excepto sus Polos, sea iluminado por el Sol durante 58,5 días terrestres y permanezca en la oscuridad la misma cantidad de tiempo.
Su muy lento giro, mirado desde el
Polo norte del eje de giro del planeta, se produce en sentido horario (a favor
de las agujas del reloj) algo que en el Sistema Solar solo tiene lugar además
en Neptuno pues la Tierra y el resto de las planetas tienen un giro
anti-horario. Por otra parte, Venus no cuenta con satélites.
Además, su campo magnético es una fracción muy pequeña del terrestre por lo que se asume que el núcleo de Venus debería ser muy distinto al terrestre, de características sólidas, de modo de no ser capaz de generar un campo magnético.
Tres teorías en disputa
A inicios de la década del ´60, en el umbral del inicio del lanzamiento de diversas sondas espaciales hacia Venus dentro de la gran diversidad de teorías sobre el planeta se podría decir que existían 3 principales sobre la estructura de la atmósfera del planeta.
La primera consideraba una temperatura muy elevada en la superficie del planeta, sobre 300°C y valores de presión de varias atmósferas además de valores de temperaturas bajos en las capas más elevadas de su atmósfera. Esta teoría estaba vinculada con todos aquellos que consideraban las condiciones del planeta asociadas al calentamiento producidos por gases de efecto invernadero y planteaba además que la superficie del planeta era oscura, seca y sin viento.
Otra visión planteaba que la nubosidad observada desde la Tierra cubriendo la superficie de Venus no tenía relación con agua sino que con polvo dado que el planeta estaba, supuestamente, cubierto por inmensas tormentas de polvo cuyo roce con la superficie incrementaba su temperatura hasta valores sobre 300°C y bajo condiciones de presión en superficie igual a 4 atmósferas. En esta visión, similar a la anterior, sin embargo, Venus no era solo caliente sino que también un planeta lleno de polvo y ventoso.
Ambas teorías no daban pie a la existencia de vida en el planeta, lo que sí hacía la última de ellas. En ella eran las capas superiores de la atmósfera venusiana las que irradiaban elevadas temperaturas dejando las capas más bajas de su atmósfera con cerca de agradables 27°C. Bajo esta visión Venus se constituía en un pariente cercano de la Tierra al reflejar épocas geológicas pretéritas de nuestro planeta y vinculadas con el fin de la Era paleozoica* de modo que Venus era un planeta cálido y húmedo con abundancia de vegetación tropical y presencia de antepasados de los dinosaurios.
*Era geológica que se extendió entre 541-251 millones de años atrás, y que se divide en 6 períodos partiendo con el período cámbrico y terminando con el período pérmico. A fines del período, en el pérmico (iniciado hace 298 millones de años atrás), se produce la por todas conocida Gran extinción que llevaría a la extinción de un 90% de la fauna marítima y un 70% de la terrestre, incluyendo los dinosaurios. El pérmico (denominación derivada de la provincia rusa de Perm) se caracteriza además por una gran abundancia de CO2 en la atmósfera terrestre.
Cada teoría representaba mundos distintos y hacía sentido con parte de los escasos e imprecisos datos que se conocían sobre el planeta por lo que se necesitaba más y más precisa información para comprender cuál de esas hipótesis era la correcta o la menos errada.
Programa soviético de
investigación de Venus
El 10 de diciembre de 1959 y por disposición número 1386-618 del Comité central del Partido comunista
soviético y del Gobierno de la URSS se estableció la creación de una Estación
interplanetaria automática (AMC en ruso) para realizar un descenso sobre la
Luna y vuelos hacia Venus y Marte.
En tanto que el 4 de junio de 1960 se estableció la orden número 587-238 "Sobre la realización de un plan de conquista del espacio cósmico en 1960 y en la I mitad de 1961", la cual consideraba la creación de un cohete-portador de 4 etapas para volar a Marte y a Venus.
En tanto que el 4 de junio de 1960 se estableció la orden número 587-238 "Sobre la realización de un plan de conquista del espacio cósmico en 1960 y en la I mitad de 1961", la cual consideraba la creación de un cohete-portador de 4 etapas para volar a Marte y a Venus.
Como podemos ver ambas disposiciones están separadas por solo 6 meses. Se requería desarrollar una estación capaz de llevar a Venus un aparato de descenso antes del inicio de 1960 lo que no se pudo lograr. Los planos de construcción lograrían estar listos en septiembre de ese año por lo que se decidió crear una estación a Venus a partir del aparato especial que se enviaría a Marte, el 1M, que ya estaba construido y que contaba con sistemas que permitían ir tanto a Marte como a Venus.
Luego de lanzamientos frustrados a
Marte se estableció para 1961 el lanzamiento de 2 "satélites pesados"
en dirección a Venus.
Los aparatos en ser enviados a
Venus tenían la denominación de 1BA y su misión era realizar una serie de
investigaciones en la ruta Tierra-Venus y en el tramo de aproximación a la
superficie del planeta Venus.
Esta primera campaña espacial a
Venus consideraba 2 lanzamientos de naves espaciales las cuales eran idénticas
a las que se habían enviado recientemente a Marte (marzo de 1961). Tal como en
el caso de la campaña a Marte la creación de las naves se realizó a toda prisa
lo que permitió a los soviéticos adelantar su primera
lanzamiento a Venus, en relación al primer intento norteamericano, en 18 meses.
A pesar de la presión de la carrera
espacial, los ingenieros del equipo de Koroliov pasarían mucho
tiempo resolviendo fallas en los sistemas y desarmando y armando la estación manteniéndose como principal problema el sistema de comunicaciones.
Inicialmente la estación espacial
automática 1B se había diseñado como un aparato de descenso con una cámara
fotográfica, opción que se tuvo que descartar por la presión impuesta por el
tiempo dada la ventana de lanzamiento* que se abría a principios de 1961 además
que el volumen de carga útil debía reducirse de manera significativa para
satisfacer las restricciones presentadas por el cohete portador y que implicó
descartar también un aparato de descenso por lo que el programa se redujo al
lanzamiento de un aparato simple, denominado 1BA, para realizar un aterrizaje
forzoso (no controlado) sobre la superficie de Venus.
*Conocida como Окно запуска o Стартовое окно en ruso se refiere al período de tiempo más adecuado para el lanzamiento de una nave espacial desde la Tierra hacia un objetivo espacial determinado. Si bien la puesta en órbita terrestre puede ser realizada en cualquier momento si el objeto debe ser puesto en la órbita de otro cuerpo celeste o encontrarse con otra nave el momento de lanzamiento debe ser calculado con precisión de modo de, por ejemplo, minimizar el consumo de combustible lo que implica elevar también menos carga al espacio. En el caso del lanzamiento hacia otros planetas estas ventanas de lanzamiento se van repitiendo periódicamente. En el caso de Marte, por ejemplo, tiene lugar cada 780 días.
También hay que mencionar que las imágenes de Venus tomadas desde la Tierra mostraban que fotografiar la superficie del planeta sería imposible.
La nave espacial
La nave era un cilindro con
una parte superior semi-esférica, con un largo total de
2,035 m y un diámetro de 1,05 m, y que contaba con 2 baterías
solares que alimentaban acumuladores de zinc-plata. En su superficie exterior
se encontraba una antena parabólica con un diámetro de 2 metros cuya función
era entregar datos a la Tierra. La nave llevaba diversos equipos científicos, los que incluían un magnitómetro, trampas de iones para medir parámetros vinculados con el viento
solar, un detector de micro-meteoritos, un contador Geiger y un detector de
radiación cósmica. Además, en la parte inferior de la nave se había instalado un motor para
realizar correcciones de la trayectoria de vuelo.
La masa total de la llamada
Estación interplanetaria automática (Автоматическая межпланетная станция o simplemente АМС, es decir, AMS) alcanzaba los 643,5 kg.
La cámara semi-esférica de la parte superior era hermética y contenía nitrógeno a una presión de
1,2 atmósferas y llevaba en su interior simbología soviética:
Se trataba de un pequeño globo
terráqueo donde se destacaban los continentes, dentro del cual había una
medalla con una descripción del vuelo de la nave espacial desde la Tierra hacia Venus por el anverso
mientras que en el reverso estaba el escudo de la Unión Soviética. Estaba considerado que esta cámara debía flotar sobre la superficie del supuesto
océano venusiano.
El conjunto completo estaba cubierto por una esfera con
protección térmica, en consideración de la velocidad de ingreso de la estación
hasta su impacto con la superficie de Venus. "No nos importaba mucho quién
encontraría en Venus estos elementos. Lo importante era hacer pública su descripción
y demostrar que la Unión soviética había sido la primera en llegar a
Venus".
El esquema de puesta en órbita
resultaría posteriormente de uso universal, manteniéndose para los lanzamientos
hacia Marte, Venus y los vuelos de descenso controlado hacia la superficie de
la Luna
y constaba de un método de
aceleración continua en 3 etapas que llevaba el vehículo espacial hasta una órbita satelital
no cerrada de manera temporal.
En algún momento, en esta órbita temporal baja, de acuerdo al planeta escogido y la fecha de lanzamiento, se producía la aceleración por
medio de una IV etapa, que llevaba a la nave espacial hasta su II velocidad
cósmica*.
*La menor velocidad necesaria para otorgar a un objeto la capacidad de abandonar el campo gravitatorio terrestre de modo de dejar de realizar una órbita cerrada en torno a ella. El cálculo de esta velocidad depende del radio y de la masa de cada cuerpo celeste, en el caso de la Tierra es de 11,2 km/s. Con esa velocidad sale de la influencia de la Tierra y se transforma en un "satélite" del Sol, cuerpo que tiene una II velocidad espacial de 617,7 km/s. La forma de la trayectoria de salida responde a distintas curvas cónicas, dado que, surgen de la intersección de un plano con un cono. En el caso de responder exactamente a la II velocidad implica moverse en una parábola, si la energía es mayor entonces la trayectoria es una hipérbola y si es un poco menor, es una elipse. El primer aparato de la historia en alcanzar esa II velocidad espacial, en otras palabras, en superar la gravedad terrestre, fue el Luna-I soviético, el 2 de enero de 1959. Si se pregunta por la I velocidad espacial, es aquella que permite a un cuerpo moverse en órbita circular en torno a un cuerpo celeste, es decir mantener una órbita sin caer igualando la fuerza de gravedad con la fuerza centrífuga que genera con su movimiento. Para la Tierra implica una velocidad de 7,91 km/s, la cual fue alcanzada por primera vez también por un vehículo soviético, el 4 de octubre de 1957, el célebre Sputnik-1.
Al mismo tiempo, también existen una III y IV velocidades espaciales, necesarias para abandonar el Sistema Solar y la Vía Láctea, respectivamente.
Con el fin de la etapa de aceleración y el apagado del motor de la
nave esta se desplazaba libremente, en tanto que su trayectoria era controlada desde
la Tierra por medio de un motor de corrección llamado KDU o instalación de corrección de movimiento (КДУ, корректирующая
двигательная установка).
Esa división del vuelo en 2 etapas permitía incrementar la carga útil transportada, extendía la ventana de lanzamiento, reducía el tiempo de vuelo y aumentaba también su precisión. Sin embargo, inicialmente implicó el problema de tener que precisamente desarrollar un cohete-portador capaz de operar de esa forma al tener que agregar una IV etapa que, además, debía operar en el vacío del espacio luego de un extenso vuelo bajo condiciones de ingravidez y en un sector de la Tierra casi opuesto al territorio soviético por lo que estaría fuera de la zona de acción de los centros de control soviéticos de sus aparatos espaciales.
Esa división del vuelo en 2 etapas permitía incrementar la carga útil transportada, extendía la ventana de lanzamiento, reducía el tiempo de vuelo y aumentaba también su precisión. Sin embargo, inicialmente implicó el problema de tener que precisamente desarrollar un cohete-portador capaz de operar de esa forma al tener que agregar una IV etapa que, además, debía operar en el vacío del espacio luego de un extenso vuelo bajo condiciones de ingravidez y en un sector de la Tierra casi opuesto al territorio soviético por lo que estaría fuera de la zona de acción de los centros de control soviéticos de sus aparatos espaciales.
Lanzamiento
Casi un mes antes de la fecha planificada del lanzamiento, el día 8 de enero volarían a Baykonur los ingenieros del OKB-1 para los retoques finales de la nave espacial. Estos descubrirían diversos errores de diseño, algunos bastante groseros. "Lo peor de todo era que para reparar cada nuevo desperfecto había que desarmar el aparato por completo, volver a armarlo y hacerlo pasar todas las pruebas, momento en el cual descubríamos una vez más nuevos problemas y todo tenía que empezar de nuevo..."
En la noche del 3 de febrero se realizó en el cosmódromo la última sesión de la comisión de gobierno. Todo estaba listo para el lanzamiento, habiendo sido cambiado todos los sistemas con problemas por otros nuevos. No se esperaban problemas con las condiciones meteorológicas mientras que los buques de las estaciones de rastreo marítimas ocupaban sus posiciones en el Golfo de Guinea, en las costas de Alejandría y en el Océano Pacífico.
Cohete portador Molniya. Fue desarrollado en el OKB-1 entre 1958-1960. Constaba de 4 etapas y fue diseñado para llevar satélites artificiales al espacio además de naves espaciales a la Luna y a distintos planetas del Sistema Solar. Seria modernizado en 1965, lo que le permitió llevar vehículos hacia la Luna y Venus.
El 4 de febrero de 1961 partió en
vuelo la primera estación a Venus, construida en el OKB-1 a cargo de Sergey Korolev,
por medio de un cohete portador Molniya que por primera vez llevaría un
aparato espacial (de 643,5 kg) a una órbita baja cercana a la
Tierra* (НОО en ruso).
*Низкая околоземная орбита, NOO. Órbita en torno a la Tierra que tiene una altura sobre la superficie desde 160 km (periodo de giro cerca de 88 minutos) hasta 2 mil km (periodo en torno a 127 minutos). Los objetos que se encuentran a una altura inferior a 160 km sufren una muy fuerte influencia de la atmósfera y son inestables.
Sin embargo, se recibió información desde los buques de rastreo que después de 60 minutos de vuelo en
la órbita de la Tierra el motor de la IV etapa, que harías las veces de
plataforma de lanzamiento en el espacio, no pudo ponerse en operación lo que
resulto crítico para la primera estación venusiana 1BA.
Con el bloque impulsor
sin funcionar la estación, que quedó en los documentos como Объект 1ВА (Objeto
1VA), y que en Occidente sería identificado como Sputnik-7, no logró partir
hacia Venus.
No permanecería mucho tiempo en el
espacio* y luego de completar unos 2-3 giros en torno a la Tierra salió
de órbita y cayó sobre Siberia.
*La duración del vuelo resultó de
22 días, saliendo de órbita el 26 de febrero.
La gran masa orbital del aparato espacial, que incluía una etapa de aceleración, dio origen en Occidente a rumores de que se trataba de un vuelo tripulado fracasado. Posteriormente, en la prensa soviética se informaría que se trataba de pruebas de una plataforma orbital con la cual se podían lanzar sondas interplanetarias. En realidad la "plataforma" no era otra cosa que la IV etapa del cohete portador con la estación espacial adherida a ella.
Relato de la época
De acuerdo a Boris Chertok (1912-2011), ingeniero soviético que desarrolló distintos sistemas de control de cohetes y vehículos espaciales:
"El satélite fuera de control
quedó en calidad de satélite artificial de la Tierra con una masa cercana a las
6 toneladas, sin considerar la masa de la III etapa. En la comisión de gobierno
se desató una discusión de como hacer pública esta situación pues incluso en
aquellos años no resultaba muy complejo detectar un aparato como ese en una
órbita cercana a la Tierra.
Koroliov se inclinaba por mantener reserva y no
publicar nada y que los americanos se atormentaran intentando dar con el
propósito del satélite. Keldysh, en tanto, se opuso con tenacidad mientras que Glushko* propuso una fórmula intermedia:
*Sergey Koroliov (1907-1966), jefe del programa espacial soviético hasta su muerte. Mstislav Keldysh (1911-1978), Presidente de la Academia de ciencias de la URSS entre 1961-1975. Director del programa lunar de la URSS y miembro del programa espacial a Venus, Venera. Valentin Glushkó (1908-1989), científico e ingeniero soviético, pionero de la industria espacial, creador de los motores de sus naves espaciales.
"Con el objetivo de poner a
punto el lanzamiento de una nave espacial más poderosa se lanzó un satélite que
en su primer giro cumplió su misión entregando a la Tierra los datos de
telemetría necesarios".
Esta proposición, sin la venia de
Koroliov, se aceptó y apareció en un mensaje de la agencia TASS* del siguiente modo:
*Agencia estatal de noticias surgida en 1904 como Agencia telegráfica de San Petersburgo, transformándose en 1925 en Agencia telegráfica de la Unión Soviética, TACC en ruso. Entre 1992-2014 se denominó ИТАР-ТАСС (ITAR-TASS) para recuperar en septiembre de 2014 su nombre anterior.
"Se encuentra en órbita un satélite pesado de la Tierra de origen
soviético. Su peso es de 6483 kilogramos ... La misión científico-tecnológica
establecida con su lanzamiento ha sido realizada satisfactoriamente. El nuevo
satélite pesado ha resultado situado en una órbita baja y se prevé que
rápidamente se precipite hacia la atmósfera terrestre".
A todos les causaría risa el mensaje
del general Kamanin, quien al asistir a una reunión de una comisión de gobierno afirmó haber recibido de la fuerza aérea información de que tras el mensaje de la agencia
TASS radioaficionados franceses e italianos habrían aparentemente escuchado en frecuencias espaciales soviéticas supuestos llamados de auxilio y lamentos de personas. Fue
a partir de esas versiones que algunos periódicos supusieron que el
"satélite pesado" estaba pilotado y que un cosmonauta había muerto en
órbita tras terribles padecimientos.
Los expertos en balística no podían dar una respuesta concreta a la región de caída del aparato pero consideraban más verosímil que tras 2-3 giros se consumiese en su camino hacia el océano.
Con el paso del tiempo nos
olvidamos del "satélite pesado" pero se nos volvería a aparecer un
año y medio después.
Resultó que en el verano de 1963 Koroliov me
pidió que fuera a verlo agregando por teléfono que no llevara ni papeles ni
diagramas. Cuando entré a su pequeña oficina se rió con sarcasmo, lo que era
un indicio de que estaba de buen humor, y comenzó a desplegar un montón de papel
arrugado. De entre un pequeño montón de trozos metálicos sin forma extrajo una
medalla quemada y ligeramente deformada y me la extendió diciéndome:
-Recibí un obsequio de la Academia
de ciencias y decidí que por derecho te pertenece a ti.
Cuando comencé a
revisar el regalo tenía al parecer una mirada bastante tonta. Se trataba del
banderín del primero aparato 1BA con rumbo a Venus y a pesar de su estado se
podía leer con claridad: *1961* Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas. En
el centro de la medalla brillaba el Sol en torno al cual estaban dibujadas las
órbitas de la Tierra y de Venus.
Del relato posterior de Koroliov
supe que la medalla junto con restos de estos elementos en que estaba envuelta
había sido entrega personalmente a Keldysh por la KGB. Y esta última los había
recibido no del espacio sino que de Siberia.
Resultaba que un día un niño se bañaba en un río, un afluente del Biryusa, y se había herido la pierna con un trozo de metal. Al sacarlo del agua no lo lanzó lejos sino que se lo llevó a casa y se lo mostró a su papá, quien deseando averiguar el contenido de la esfera metálica la abrió y encontró allí la medalla. Esto tuvo lugar en una aldea de Siberia cuyo nombre Koroliov no mencionó.
El hallazgo fue llevado por el
padre a la policía quien lo entregó a la sección local de la KGB, que a su vez
lo envió a Moscú. Allí no se encontró ninguna amenaza a la seguridad del país
y, habiendo advertido a Keldysh en su condición de presidente de la Academia de
ciencias, se lo entregaron.
De ese modo, obtuve una medalla
cuyo envío a Venus había sido establecido por un acta firmada por mi y por
Koroliov en enero de 1961.
Después del lanzamiento del cohete
todos estábamos seguros que el "satélite pesado" junto con los
símbolos se habían hundido en el océano pero ahora resultaba que se había
desintegrado al caer sobre Siberia, aunque como los símbolos habían sido
diseñados para llegar hasta Venus pudieron sobrevivir al impacto en la Tierra.
Según los especialistas en
balística la probabilidad de que el satélite llegara al océano era superior a
un 90%, dejando solo un 10% para caer en Tierra y de ella un 3% en territorio
soviético. Pero si nos valemos de la teoría de probabilidades para considerar la
posibilidad de encontrar una medalla* en el territorio de la URSS es poco
probable que el valor se diferencie mucho de cero... Sin embargo, así sucedió y tuvo lugar un
hecho cuya probabilidad era casi equivalente a cero!
*Después de pasar 30 años en la residencia de Chertok en 1996 sería
vendida en una subasta de Sotheby´s en Nueva York. En la actualidad, sin embargo, se encuentra en el Museo de la cosmonáutica en Moscú.
Sumergido en la
dinámica cotidiana no me preocupé, lamentablemente, de averiguar el nombre del muchacho y de su padre
además de su lugar de residencia porque merecían que la historia de la cosmonáutica
recordara sus nombres bajo el título de "Obvio e increíble"."
En el proceso de investigación de la falla de aquel primer vuelo a Venus se estableció que hubo una falla al final de la operación de la III etapa del transformador de tensión electromecánico PT-200, que no pudo operar en el vacío. Se trataba de un nuevo error de diseño pues resultó que el transformador no se había elaborado ni probado para que operara en el vacío del espacio, como debía hacerlo, por lo que probablemente fallaron sus rodamientos. Por ello antes del envío de la siguiente nave espacial a Venus se trabajó a toda prisa de modo que después de unos cuantos días el transformador PT-200 fue instalado en un contenedor hermético de los acumuladores, siendo envuelto por una pantalla de vacío de aislación térmica y pintado con franjas blancas y negras para una adecuada transferencia de calor.
No pasarían ni 2 semanas del intento
de lanzar el Sputnik-7 cuando el 12 de febrero de 1961 la URSS lanzó el
Venera-1*, una estación interplanetaria automática de 643,5 kg que perdió
contacto con la Tierra después de 2 millones de km y que cruzó a una distancia
de 100 mil km del planeta Venus lo que la constituyó en el primer aparato terrestre en
ingresar al espacio interestelar y, además, en el primero en cruzar cerca de
Venus. Adicionalmente, logró entregar a la Tierra información sobre el viento
solar y la radiación cósmica lo que por primera vez confirmó la presencia de
partículas del Sol en el espacio.
*Los lanzamientos se realizarían
hacia Venus por parejas.
Tal como con el lanzamiento de unos días atrás la nave espacial incorporaba un aparato de descenso de forma esférica montado al interior de un
contenedor hermético y fuertemente unido a el. Se esperaba que la pantalla de
protección térmica continua conservara el aparato de descenso mientras que el
resto de la estación espacial ardiera en el ingreso a la atmósfera venusiana,
luego de lo cual el aparato debía impactar contra la superficie. Y aunque por
su diseño no podía resistir un impacto con suelo sólido se esperaba que impactara el supuesto océano venusiano y que pudiera mantenerse a flote.
Los equipos cinetíficos que llevaban la nave espacial eran también idénticos a los del Sputnik-7, repitiendo además los de la estación Mars 1M:
Un magnitómetro para detectar el campo magnético de Venus.
Detectores de partículas cargadas para investigar el espacio interestelar.
Sensores de micrometeoritos para investigar su grado de peligrosidad para estaciones interplanetarias.
Un detector de rayos cósmicos para medir el nivel de peligro de la radiación en el espacio.
Un radiómetro infrarrojo para medir la temperatura de Venus.
Hay que señalar que en la elección de la trayectoria de vuelo se requería cumplir diversas condiciones:
1. Al salir de la influencia de la gravedad terrestre la nave espacial Venera-1 debía tener una velocidad determinada, en términos de magnitud y orientación.
2. La fecha del lanzamiento y de su acercamiento al planeta se escogió de modo que la velocidad de salida de la influencia de la gravedad terrestre fuera la menor posible. Esto establecía períodos de entre 1-2 meses para escoger una fecha de lanzamiento y que se iban repitiendo periódicamente cada más o menos 19 meses (las llamadas ventanas de lanzamiento). En el vuelo de la Venera-1 el período calculado era entre fines de 1960 e inicios de 1961, habiéndose escogido como fecha específica el 12 de febrero.
3. Además, la velocidad que el cohete-portador debe imprimirle a la nave espacial en la porción de aceleración hacia Venus debía ser también la mínima posible.
4. Suponiendo, además, que todas las distintas etapas del cohete hubiesen operado con éxito el peso de la carga útil de la nave espacial dependía no solo de la magnitud de la velocidad que se le debía imprimir a la nave espacial en la parte final de la aceleración sino también del ángulo de la velocidad con respecto al horizonte pues cuando los ángulos son muy grandes la fuerza de gravedad terrestre reduce la aceleración lo que implica tener que reducir el peso de la carga útil.
5. Cuando la nave sale de la influencia de la Tierra lo hace en una órbita elíptica moviéndose en torno al Sol. Además, según distintas trayectorias el vuelo a Venus puede variar de manera significativa. Así, existen trayectorias en las cuales la nave se encuentra con Venus en la primera mitad de su giro en torno al Sol, en la segunda mitad de él o así sucesivamente.
Para el vuelo del 12 de febrero se escogió un encuentro con Venus en la I mitad de su desplazamiento. Esto requería gran precisión en su salida a la trayectoria hacia Venus. Un error de velocidad de 1-3 m/s y errores de inclinación de décimas de grado, que pueden tener lugar incluso con errores pequeños en el cálculo de la posición de Venus, podían cambiar la trayectoria hacia Venus en centenas de miles de km.
Y en la época las efemérides* de
Venus se conocían incluso peor que las de Marte, de modo que el error en el
cálculo de distancia alcanzaba 15 radios del planeta, por lo que incluso
optar por un descenso de impacto no implicaba una tarea muy simple. Mediciones de
radiolocalización de la distancia hasta Venus se realizaron por primera vez a
inicios de abril, cuando el planeta se encontraba en su conección inferior** lo
que permitió reducir el error hasta 500 km. Si la Venera-1 lograba mantenerse
en estado operacional los investigadores soviéticos utilizarían estos nuevos
datos para programar maniobras de corrección de trayectoria algunas semanas
antes antes de la llegada de la estación al planeta, en el mes de mayo.
*En astronomía las efemérides
representan tablas de coordenadas estelares de distintos cuerpos estelares,
como el Sol, la Luna o los planetas calculadas en distintos períodos de tiempo
regulares, por ejemplo, a la medianoche de cada día.
**Se refiere a la posición del planeta entre el Sol y la Tierra. Es opuesta a la conección superior en que el planeta no es visible desde la Tierra por encontrarse temporalmente tras el Sol.
El vuelo
A las 07:04 horas del 12 de febrero partió en vuelo la segunda estación del tipo 1BA, que tuvo más fortuna que su predecesora pues el cohete-portador 8K78 funcionó adecuadamente al igual que el bloque impulsor por lo que al día siguiente del lanzamiento el diario Pravda anunció con algarabía el primer lanzamiento en el mundo de una estación interplanetaria automática al planeta Venus -a la cual posteriormente le darían la denominación de Венера-1*- aunque sin hacer mención de los problemas que tuvieron lugar con las sesiones de comunicación con el aparato.
*Venera-1, es decir, Venus-1
Una nueva etapa en la conquista del cosmos!
En el lanzamiento de la nave espacial a Venus el cohete portador llevó a la Venera-1 hasta la órbita terrestre, donde se fue desplazando describiendo aproximadamente un círculo con una distancia mínima a la Tierra de 6601 km y máxima de 658 km y con un ángulo de inclinación en torno al Ecuador de 65°.
Luego, con ayuda del bloque de aceleración se llevo la Venera-1 a una trayectoria de vuelo al planeta Venus. Por primera vez se realizaba el lanzamiento de un aparato espacial desde una órbita cercana a la Tierra hacia otro planeta. El resto del viaje, que después de 96 días debería llevar la estación a Venus, quedaría determinado por las fuerzas de atracción gravitatoria de la Tierra, el Sol y los planetas cercanos, las cuales llevaron a la Venera-1 a moverse en una órbita elíptica con el Sol en uno de sus focos.
Luego, con ayuda del bloque de aceleración se llevo la Venera-1 a una trayectoria de vuelo al planeta Venus. Por primera vez se realizaba el lanzamiento de un aparato espacial desde una órbita cercana a la Tierra hacia otro planeta. El resto del viaje, que después de 96 días debería llevar la estación a Venus, quedaría determinado por las fuerzas de atracción gravitatoria de la Tierra, el Sol y los planetas cercanos, las cuales llevaron a la Venera-1 a moverse en una órbita elíptica con el Sol en uno de sus focos.
Una elipse es una figura que se forma cuando un plano intersecta un cono y tiene la particularidad de que la suma de los trazos que surgen desde cualquier punto situado sobre la elipse hasta los dos focos (PF1 y PF2) de la misma alcanza un valor constante (igual a 2a).
Si bien el aparato había partido con rumbo a Venus se necesitaba una corrección de su trayectoria para que siguiera precisamente una trayectoria de impacto con el planeta.
Pero mientras en el cosmódromo de Baykonur celebraban la partida a Venus de la nave espacial las cosas eran algo distintas en la ciudad de Yevaptoriya, en Crimea donde se estudiaba la telemetría* del aparato pues se logró detectar un problema con la estación interplanetaria automática, la cual no había logrado poner en operación su régimen de orientación solar permanente para sus baterías solares lo que llevó a un déficit de energía eléctrica a bordo. El proyecto había considerado esta situación, la cual contemplaba realizar una orientación aproximada hacia el Sol y desconectar sistemas no vitalmente necesarios. Sin embargo, la circunstancia sacó a la luz una falla de diseño pues entre esos sistemas no vitales se consideró los transmisores de radio por lo que se perdió comunicación con el aparato.
*Sistema de transmisión a distancia de información de diversos parámetros del aparato espacial.
Entonces, y de acuerdo a la programación de los equipos a bordo, la comunicación radial debía tener lugar con la Tierra 5 días más tarde por lo que quedaba solo esperar.
Afortunadamente, el 17 de febrero se pudo establecer comunicación con la nave. En ese momento se encontraba a una distancia de 1,9 millones de km de la Tierra.
Sin embargo, los problemas de orientación de los paneles solares continuarían y cuando se intentó resolverlos la estación de nuevo se puso en régimen de protección y desconectó los equipos de comunicación mientras la nave iba alejándose cada vez más de la Tierra. Entonces solo se lograba percibir la señal de la antena no direccional que se volvía cada vez más débil hasta que el día 22 dejó de ser percibida.
Ese día, cuando correspondía por programación una nueva sesión de comunicación, la estación espacial no respondió a la solicitud de la Tierra, y no se recibió ninguna señal.
En ese momento, se decidió publicar información en los medios sobre el aparato pues su operación era un logro sin parangón en el mundo.
Sin embargo, los problemas de orientación de los paneles solares continuarían y cuando se intentó resolverlos la estación de nuevo se puso en régimen de protección y desconectó los equipos de comunicación mientras la nave iba alejándose cada vez más de la Tierra. Entonces solo se lograba percibir la señal de la antena no direccional que se volvía cada vez más débil hasta que el día 22 dejó de ser percibida.
Ese día, cuando correspondía por programación una nueva sesión de comunicación, la estación espacial no respondió a la solicitud de la Tierra, y no se recibió ninguna señal.
En ese momento, se decidió publicar información en los medios sobre el aparato pues su operación era un logro sin parangón en el mundo.
El 2 de marzo la radio en Moscú informó de la perdida de la estación destacando que se realizaba una investigación de los hechos.
Y si bien se mantenía aún la esperanza de renovar la comunicación con la estación cuando las posibilidades técnicas propias no fueron suficientes los soviéticos se dirigieron al radio-astrónomo inglés, Bernard Lovell *que contaba con un radio-telescopio de 76 metros en Jodrell Bank pues en teoría podía capturar la señal de la antena no direccional de la estación soviética.
*Sir Alfred Charles Bernard Lovell (1913-2012) fue un físico y radio-astrónomo inglés quien fue el primer director del Observatorio de Jodrell Bank. En 1963 visitó el Centro soviético de comunicaciones del espacio profundo en la ciudad de Yevpatoria, ante una invitación de Mstislav Keldysh, entonces presidente de la Academia de ciencias de la URSS, instancia en que años después afirmaría que agentes de la KGB habrían intentado borrarle la memoria dado que era director del Observatorio de Jodrell Bank que, entonces, era también usado como centro de alerta temprana para ataques nucleares soviéticos pues a inicios de la Guerra fría el radio-telescopio del observatorio era el único medio con que se contaba en Occidente para detectar el lanzamiento de mísiles balísticos soviéticos.
Y si bien se mantenía aún la esperanza de renovar la comunicación con la estación cuando las posibilidades técnicas propias no fueron suficientes los soviéticos se dirigieron al radio-astrónomo inglés, Bernard Lovell *que contaba con un radio-telescopio de 76 metros en Jodrell Bank pues en teoría podía capturar la señal de la antena no direccional de la estación soviética.
*Sir Alfred Charles Bernard Lovell (1913-2012) fue un físico y radio-astrónomo inglés quien fue el primer director del Observatorio de Jodrell Bank. En 1963 visitó el Centro soviético de comunicaciones del espacio profundo en la ciudad de Yevpatoria, ante una invitación de Mstislav Keldysh, entonces presidente de la Academia de ciencias de la URSS, instancia en que años después afirmaría que agentes de la KGB habrían intentado borrarle la memoria dado que era director del Observatorio de Jodrell Bank que, entonces, era también usado como centro de alerta temprana para ataques nucleares soviéticos pues a inicios de la Guerra fría el radio-telescopio del observatorio era el único medio con que se contaba en Occidente para detectar el lanzamiento de mísiles balísticos soviéticos.
Lovell realizaba investigaciones de cuerpos celestes artificiales desde el inicio de la Era espacial de modo que en 1957 realizó mediciones bastante precisas de la localización de las últimas etapas de los cohetes que llevaron a sus órbitas a los Sputnik 1 y 2. Además, fue quien confirmó la llegada de la sonda soviética Luna-2 a la superficie de la Luna y sus datos ayudaron a determinar la posición en la Luna de la sonda.
En la carta oficial que se le envió se especificaron detalles del vuelo y se le solicitó, de ser posible, obtener la telemetría del momento en el cual la Venera-1 cruzara el planeta Venus.
El 17 de mayo de 1961 el observatorio de Jordell Bank logró detectar la señal en la frecuencia de la Venera-1, registros que fueron enviados a Moscú para su análisis.
Dado que la esperanza de restablecer comunicación con la Venera-1 no decayó el 9 de junio y por orden de Keldysh llegó de visita un grupo de especialistas soviéticos al radio-telescopio inglés, quienes no lograron su cometido regresando el 16 de junio a la Unión Soviética.
La siguiente ventana de lanzamiento se abría solo a mediados de 1962, cuando no solo la URSS tenía planes de nuevos lanzamientos a Venus sino también los Estados Unidos.
Se estima que el día 19 de mayo la Venera-1 sobrevoló Venus a una distancia de 100 mil km, luego de haber recorrido 270 millones de km, continuando su vuelo a través de una órbita en torno al Sol. En la esperanza de que la estación pudiera completar automáticamente su misión de vuelo el 20 de mayo de 1961 se le enviaron nuevas instrucciones, pero de sin resultado positivo.
El
sistema de control de posicionamiento en el espacio había dejado de operar debido a un
recalentamiento del sensor del Sol pues el sistema de termorregulación había sido
proyectado para mantener una temperatura media permanente al interior de la estación pero sin ocuparse de las condiciones de temperatura de los elementos
sensibles de los sensores no herméticos situados en el exterior.
En el futuro se tomaría la
decisión de no apagar nunca los receptores a bordo, es decir, no dejar el
aparato sin control incluso por un breve periodo lo que se llevó a cabo en las
series posteriores de naves espaciales. El exiguo ahorro de energía asociado a hacer discontinua las operaciones de comunicación con la Tierra ponía en riesgo la operación completa.
Cuales fueron los resultados del
vuelo de la Venera-1?
Ante todo, la Venera-1 se transformó en la primera estación espacial que salió en su trayectoria de vuelo hacia otro planeta. La Venera-1 se consagró como el primer vuelo efectivo de un aparato espacial interplanetario, poseyendo todas las características necesarias para ese tipo de vuelo, incluyendo una estabilización flexible de su posición en el espacio y maniobrabilidad en el espacio interplanetario de su trayectoria con ayuda de un sistema de 3 ejes de orientación estelar.
Los científicos recibieron los primeros datos de mediciones científicas a gran distancia de la Tierra en un área del espacio que se llama el Espacio remoto.
Además, se enriqueció con nuevos materiales y se perfeccionó la tecnología de los cohetes espaciales pues mucho en esta estación fue probado por primera vez.
Por otra parte, la operación de la Venera-1 implicó la utilización de tecnología de orientación en 3 ejes además de que por primera vez se utilizó una antena parabólica para entregar información de telemetría.
Si bien no se consiguió ningún
resultado sobre las condiciones en Venus las mediciones realizadas por los equipos de la Venera-1 en
el curso del breve período de su vuelo en la porción inicial de su trayectoria
hacia Venus se logró determinar la magnitud del campo magnético interplanetario y establecer que el plasma del viento solar* encontrado por las sondas espaciales Luna-1 y Luna 2 se distribuye en el espacio lejos de los límites de la
magnetósfera terrestre**.
*Se refiere al flujo de partículas ionizadas, principalmente plasma de hidrógeno-helio, emitido por la corona solar (capa exterior del Sol) con velocidades entre 300-1200 km/s al espacio. Es uno de los principales componentes del espacio interplanetario. Hay muchos fenómenos naturales terrestres relacionados con el viento solar como las tormentas magnéticas o las auroras polares. Al hablarse de plasma se tiene en vista gas ionizado y constituye el 4to estado de la materia en conjunto con los estados sólido, líquido y gaseoso.
**Área en torno a la Tierra donde está presente el campo magnético del planeta, el cual aparentemente se originaría a partir del giro del planeta y de las características de su estructura interna. El campo magnético permite desviar las partículas del viento solar, cuya acción desintegraría nuestra atmósfera haciendo imposible la vida en nuestro planeta.
**Área en torno a la Tierra donde está presente el campo magnético del planeta, el cual aparentemente se originaría a partir del giro del planeta y de las características de su estructura interna. El campo magnético permite desviar las partículas del viento solar, cuya acción desintegraría nuestra atmósfera haciendo imposible la vida en nuestro planeta.
Y si bien la atención del mundo estaba puesta en el vuelo de la Venera-1 dada su condición de primer vuelo hacia otro
planeta, lo que además implicaba un nuevo logro soviético en la carrera espacial, su operación frustrada pasaría a segundo plano gracias al vuelo triunfal de Yuri Gagarin el 12 de
abril de 1962.
Este y otros logros, en conjunto con la capacidad de enviar sputnik
pesados al espacio y los 3 exitosos programas lunares de 1959, permitirían que a mediados de 1961 la URSS llevase la ventaja en el tema de los vuelos espaciales. Hasta entonces, todo lo
que como respuesta podía presentar los Estados Unidos eran 8 lanzamientos a la
Luna sin éxito y un envío en el cual debido a una falla en el motor de arranque
el aparato cruzo a gran distancia de la Luna.
En todos estos casos las estaciones espaciales eran pequeñas y se desarrollaban más bien como un anexo al cohete que como un aparato independiente para investigaciones espaciales.
En todos estos casos las estaciones espaciales eran pequeñas y se desarrollaban más bien como un anexo al cohete que como un aparato independiente para investigaciones espaciales.
El 14 de abril de 1962 se estrenó
en la URSS el film Планета бурь (El planeta de las tormentas) basado en una
novela del mismo nombre, de Aleksandr Kazantsev. Al principio del film se leía en la pantalla: "Los testimonios
científicos sobre el planeta Venus son escasos y contradictorios. Solo la
fantasía es capaz de mirar a un mundo no revelado. Y si bien podría resultar no como el
que vemos en nuestra película confiamos en la futura hazaña de los
soviéticos cuando vean con sus propios ojos al planeta de las tormentas".
https://www.youtube.com/watch?v=pd2RlatmNRk
https://www.youtube.com/watch?v=pd2RlatmNRk
La película de 78 minutos dirigida por Pavel Klushantsev
describe una expedición conjunta americano-soviética compuesta de 3 vehículos
espaciales dirigida al planeta Venus, asumiendo que el planeta contaba con
condiciones similares a las terrestres, como se pensaba en la época. Por ello se observan mares sobre Venus y se ve poblado por criaturas semejantes a dinosaurios. Además, los viajeros espaciales se encuentran con huellas de vida inteligente.
La película sirvió de base en los Estados Unidos para 2 películas, Voyage to the Prehistorical Planet de 1965 y Voyage to the Planet of Prehistoric Women de 1968.
La película sirvió de base en los Estados Unidos para 2 películas, Voyage to the Prehistorical Planet de 1965 y Voyage to the Planet of Prehistoric Women de 1968.
Nuevo intento de vuelo a Venus, 1962
Después de las fallas de los programas 1M, Mars*, en octubre de 1961 y de la 1BA, Venera, en febrero de 1961 Koroliov tomo la decisión de desarrollar una nueva generación, más acabada, de aparatos espaciales planetarios.
*Fue la primera nave espacial diseñada por la Humanidad para dirigirse a Marte. Inicialmente, debía enviarse al espacio antes del 29 de octubre de 1962 pero debido a la llamada Crisis del Caribe, o Crisis de los misiles de Cuba, el día 27 de octubre se utilizó su plataforma de lanzamiento para otros fines, instalándose un cohete con una carga termonuclear de 3 Megatones. Finalmente, el vuelo de la Mars-1 se realizó el 1° de noviembre. La nave espacial fue llevada por un cohete de 4 etapas operando la última de ellas en la órbita terrestre para llevar al vehículo hacia Marte. Se estima que el 19 de junio de 1963 el vehículo cruzó a 193 mil km de Marte pues la última sesión de comunicación con el aparato tendría lugar mucho antes, el día 21 de marzo.
La creación de una estación a Venus a partir de la estación enviada a Marte mostró que en vez de dividir fuerzas en 2 proyectos era mucho más lógico desarrollar un único proyecto base el cual, con algunos ajustes no muy importantes, se podía enviar tanto a Marte como a Venus, por lo cual recibió el índice 2MB (a partir de Марс y Венера, las palabras en ruso para Marte y Venus).
Se crearon 2 tipos de módulos científicos estándares: El primero, un aparato hermético con equipos de investigación para sobrevuelos de planetas, el segundo un modulo de descenso para sondear la atmósfera o posarse en superficie. En el último caso, el módulo de descenso se separaba en su llegada al planeta y llevaba a cabo su descenso mientras que el modulo orbital se desechaba y ardía en la atmósfera. Se trataba de un perfeccionamiento constructivo importante en comparación con la 1BA, en la cual el modulo de descenso o atmosférico estaba constructivamente unido con toda la estación espacial y esperaba pasivamente su destrucción con su ingreso a la atmósfera.
El 30 de julio de 1961 se prepararon los requerimientos esenciales para estas estaciones multi-propósito y a inicios del año siguiente ya se habían elaborado sus planos. En total se desarrollarían 4 variantes de la estación:
2MB-1, para descenso en Venus provista con un aparato de descenso.
2MB-2, estación de sobrevuelo, la cual en vez de un aparato de descenso debía contar con una sección con equipos de fotografía y televisión e instrumental científico adicional.
2MB-3, estación para llevar a Marte un aparato de descenso.
2MB-4, estación para estudiar Marte desde un trayectoria de sobrevuelo.
Se propuso unificar estas estaciones en la mayor medida posible, dejando como labor más compleja la creación de los aparatos de descenso para ambos planetas.
Las atmósferas de estos planetas debían diferenciarse entre sí en su densidad, además de que en la época las visiones de los planetólogos sobre ambos planetas de diferenciaban entre sí radicalmente. Idealmente, debía desarrollarse un aparato que pudiera posarse aún bajo las condiciones más extremas. El problema de una atmósfera demasiado densa consistía en que la energía eléctrica de la estación podía agotarse antes de que el vehículo alcanzara la superficie, y si se reducía la superficie del paracaídas para aumentar la velocidad de caída en caso de que la atmósfera no resultara tan densa podía no desacelerar lo suficiente la velocidad de caída. Y si bien los escenarios eran muy variados precisamente las estaciones se habían creados para establecer la veracidad de los mismos.
Para la prueba de distintos sistemas de paracaídas se creó en el OKB-1 una modificación especial del cohete R-11*, llamado R11 A-MB, el cual llevaba los sistemas de paracaídas de prueba a una altura de unos 50 km. Los resultados de las pruebas llevaron a la elección de un sistema de 3 etapas, con 2 paracaídas de freno, para Venus, y uno de 2 etapas para Marte.
*Cohete balístico soviético de 1 etapa que operaba con combustible líquido. Existen distintos tipos de cohetes balísticos según su alcance, de corto alcance (500-1000 km), de mediano alcance (1000-5500 km) e intercontinentales (sobre 5500 km)
Los lanzamientos a Venus serían iniciados en 1962 por los Estados Unidos quienes el 22 de julio enviaron el Mariner-1 cuya trayectoria, debido a un error en el sistema de control del cohete, terminaría en el Océano Atlántico.
En agosto de 1962, en Baykonur* se prepararon 3 estaciones para volar a Venus. Dos de ellas llevaban aparatos de descenso, y una tercera estaba designada para investigar el planeta a través de una ruta de sobrevuelo. En el cosmódromo debían pasar una prueba final, y las estaciones de descenso además de todo debían ser esterilizadas para evitar una posible contaminación de Venus con microorganismos terrestres.
*El primer y más grande cosmódromo en el mundo, fundado el 2 de junio de 1955. Situado en la URSS, en territorios que hoy pertenecen a Kazaxstán. Cuenta hoy con una superficie de 6717 km2, siendo conocido internacionalmente en la actualidad como "Tyuratam Missile and Space Complex", o TTMTR, debido a su cercanía con la aldea de Tyuratam. La denominación de Baykonur es posterior a su fundación, pues anteriormente tuvo 3 denominaciones: Zaryá, Leninski y Leninsk, adquiriendo su nombres actual en 1995. La ciudad junto con el cosmódromo constituyen un complejo único el cual es actualmente arrendado por la Federación Rusa a Kazaxstán, según un contrato que expira en 2050 y que alcanza actualmente unos 115 millones de dólares anuales.
Para el lanzamiento de estas estaciones más pesadas Koroliov perfeccionó el cohete-portador 8K78 por medio, entre otras modificaciones, de la modernización de los motores de partida de los bloques laterales de la I etapa.
El 25 de agosto se realizó el lanzamiento de la estación 2MB-1 número 3. Las primeras 3 etapas operaron sin problemas y la estación se situó en la órbita terrestre. En el tiempo establecido se encendió la IV etapa pero solo se encenderían 3 de los 4 cohetes lo que llevó a que la estación comenzara a girar en torno a sí misma después de pasados 3 segundos. Y si bien se encendió el motor de partida debido a los giros de la estación operó solo 45 de los 240 segundos previstos.
Cuando se intentaba comprender lo que había sucedido llegaron noticias desde los Estados Unidos, en relación al lanzamiento de la Mariner-2, la cual lograría llegar a la órbita de Venus, cumpliendo con éxito funciones que habían sido precisamente asignadas a la estación 2MB-2.
El 1° de septiembre partió la estación 2MB-1 N°4 y de nuevo se presentó una falla en el bloque de aceleración una vez puesta en la órbita terrestre. Esta vez una válvula atascada bloqueó la entrega de combustible a la cámara de combustión por lo que la IV etapa no pudo entrar en operación.
La última estación, de sobrevuelo, 2MB-2 número 1 despegó el 12 de septiembre y esta vez se presentó un problema aún antes, en la III etapa del cohete. Al darse la orden de apagado del motor de la III etapa no se cerró la válvula del oxidante y continuó ingresando oxígeno líquido a la cámara de combustión. Como resultado la III etapa hizo explosión mientras que el motor de la IV etapa operó solo 0,8 segundos, luego de lo cual se apagó.
Después de este lanzamiento se terminaron las estaciones y la ventana de lanzamiento se cerró. En los 3 casos no funcionó el bloque de aceleración Л (L), la IV etapa del cohete Молния (Molniya, Rayo) después de haber logrado ingresar con éxito a una órbita intermedia.
No se publicó nada sobre los lanzamientos por lo que los catálogos norteamericanos y británicos describieron los lanzamientos con el nombre Sputnik agregando los números 19, 20 y 21.
Considerando que los Estados Unidos habían llevado la Mariner-2 hasta Venus se podía afirmar que este último país había obtenido un triunfo frente a la Unión Soviética.
Mariner 2
El vehículo fue la primera estación interplanetaria de los Estados Unidos en completar su misión. Antes los Estados Unidos habían tenido un éxito relativo con las misiones Pioneer-IV y Pioneer-V, que sobrevolaron la Luna, pero no alcanzaron a igualar el logro de los soviéticos con sus vehículos Luna-2 (el cual fue el primer vehículo en alcanzar la superficie de la Luna) y Luna-3 (sobrevoló la Luna y realizó las primeras fotografías de su lado no visible desde la Tierra).
El 21 de julio de 1962 salió al espacio la estación Mariner-1 de los Estados Unidos. Cuando el cohete comenzó a desviarse de su curso se tomó la decisión de dar la orden de auto-destrucción. El vuelo de la Mariner-1 no alcanzaría a completar 6 minutos estrellándose en el Océano Atlántico. Al despegar el vuelo había perdido contacto con Tierra y pasó a ser controlado por sistemas autónomos del cohete que contenían un error de programación. Después de haber enviado 4 vehículos Ranger a la Luna sin ningún éxito lo sucedido con la Mariner-1 no parecía más que mantener la tendencia.
El siguiente intento se realizó el 25 de agosto de 1962, con la Mariner-2 pero su primer intento de lanzamiento se tuvo que interrumpir quedando para el 27 de agosto.
En pleno vuelo hacia Venus, y con bastantes contratiempos, los soviéticos enviarían el 1° de noviembre del mismo año un vehículo no tripulado hacia Marte por lo que si la Mariner-2 fallaba y el vehículo soviético cumplía su misión los soviéticos anotarían a su haber otro éxito en la carrera espacial en términos de cumplir con éxito la primera misión a otro planeta.
Ya al segundo minuto de vuelo se perdió el control sobre un motor de dirección de la Mariner-2 y el cohete comenzó a girar en torno a sí mismo perdiéndose el control sobre él aunque esta condición solo se extendió por 1 minuto y después de otros 10 segundos el cohete dejó de girar por completo. Como resultado de los giros el sistema de control del cohete se desvió significativamente de su trayectoria original y los intentos por compensar su curso fueron en vano, sin embargo, el cohete corregiría posteriormente su trayectoria llevando de nuevo al cohete en su trayectoria hacia Venus.
Habían pasado solo 28 minutos desde el momento del lanzamiento en los cuales a lo largo de distintos momentos se pensó que la misión resultaría un fracaso. Sin embargo, 10 minutos más tarde la estación desplegó sus baterías solares por lo que todo siguió operando con normalidad. Werner von Braun diría que Dios estaba dirigiendo al cohete luego de que el conjunto de fallas no lograra abortar la misión.
Se calculó que la Mariner-2 cruzaría a 376 mil km de Venus pero como el equipamiento científico de la nave operaba en condiciones adecuadas a no más de 40 mil km de la superficie del planeta se tuvo que realizar una corrección. El primer intento resultó fallido pero el segundo, el 4 de septiembre, resultó más afortunado cuando se intentó reducir la distancia a 16 mil km resultando solo 32 mil km. Esto implicaba que el vehículo cruzaría el planeta a una distancia inferior a 40 mil km durante no más de 15-20 minutos.
Tendrían lugar otras innumerables fallas en la operación pero ninguna tan significativa como para poner en riesgo la misión de modo que el 14 de diciembre el vehículo sobrevoló Venus cuando se encontraba a 59 millones de km de la Tierra y su señal era recibida con un retraso de 3 minutos lo que implicaba que cualquier falla tomaría, en teoría, no menos de 6 minutos en intentar ser solucionada.
La Mariner-2 cruzó a su mínima distancia de Venus el 14 de diciembre de 1962, alcanzando esta 34637 km, un poco menos de 3 veces su diámetro.
La misión lograría establecer con mayor precisión la masa del planeta, determinándose en torno a un 81,5% de la masa terrestre. Además, logró establecer que el campo magnético venusiano era 20 veces menor que el terrestre, en una época en que se suponía que era 5 veces mayor. Al mismo tiempo, la Mariner-2 estableció que el contenido de CO2 de la atmósfera venusiana era porcentualmente muy bajo, algo que causó aún mayor incredulidad que la posibilidad de que no contara con un campo magnético.
En términos de las características de temperatura sobre la superficie del planeta si bien los datos de la Mariner-2 no resultaron completamente concluyentes se inclinaron más bien por una superficie caliente del planeta.
*Fue la primera nave espacial diseñada por la Humanidad para dirigirse a Marte. Inicialmente, debía enviarse al espacio antes del 29 de octubre de 1962 pero debido a la llamada Crisis del Caribe, o Crisis de los misiles de Cuba, el día 27 de octubre se utilizó su plataforma de lanzamiento para otros fines, instalándose un cohete con una carga termonuclear de 3 Megatones. Finalmente, el vuelo de la Mars-1 se realizó el 1° de noviembre. La nave espacial fue llevada por un cohete de 4 etapas operando la última de ellas en la órbita terrestre para llevar al vehículo hacia Marte. Se estima que el 19 de junio de 1963 el vehículo cruzó a 193 mil km de Marte pues la última sesión de comunicación con el aparato tendría lugar mucho antes, el día 21 de marzo.
La creación de una estación a Venus a partir de la estación enviada a Marte mostró que en vez de dividir fuerzas en 2 proyectos era mucho más lógico desarrollar un único proyecto base el cual, con algunos ajustes no muy importantes, se podía enviar tanto a Marte como a Venus, por lo cual recibió el índice 2MB (a partir de Марс y Венера, las palabras en ruso para Marte y Venus).
Se crearon 2 tipos de módulos científicos estándares: El primero, un aparato hermético con equipos de investigación para sobrevuelos de planetas, el segundo un modulo de descenso para sondear la atmósfera o posarse en superficie. En el último caso, el módulo de descenso se separaba en su llegada al planeta y llevaba a cabo su descenso mientras que el modulo orbital se desechaba y ardía en la atmósfera. Se trataba de un perfeccionamiento constructivo importante en comparación con la 1BA, en la cual el modulo de descenso o atmosférico estaba constructivamente unido con toda la estación espacial y esperaba pasivamente su destrucción con su ingreso a la atmósfera.
Además, los sistemas de comunicación, de control de posición en el espacio y de termorregulación y, además, el sistema de asistencia del aterrizaje y la instalación de los motores de corrección fueron significativamente mejorados en comparación con las 1M y 1BA.
El 30 de julio de 1961 se prepararon los requerimientos esenciales para estas estaciones multi-propósito y a inicios del año siguiente ya se habían elaborado sus planos. En total se desarrollarían 4 variantes de la estación:
2MB-1, para descenso en Venus provista con un aparato de descenso.
2MB-2, estación de sobrevuelo, la cual en vez de un aparato de descenso debía contar con una sección con equipos de fotografía y televisión e instrumental científico adicional.
2MB-3, estación para llevar a Marte un aparato de descenso.
2MB-4, estación para estudiar Marte desde un trayectoria de sobrevuelo.
Se propuso unificar estas estaciones en la mayor medida posible, dejando como labor más compleja la creación de los aparatos de descenso para ambos planetas.
Las atmósferas de estos planetas debían diferenciarse entre sí en su densidad, además de que en la época las visiones de los planetólogos sobre ambos planetas de diferenciaban entre sí radicalmente. Idealmente, debía desarrollarse un aparato que pudiera posarse aún bajo las condiciones más extremas. El problema de una atmósfera demasiado densa consistía en que la energía eléctrica de la estación podía agotarse antes de que el vehículo alcanzara la superficie, y si se reducía la superficie del paracaídas para aumentar la velocidad de caída en caso de que la atmósfera no resultara tan densa podía no desacelerar lo suficiente la velocidad de caída. Y si bien los escenarios eran muy variados precisamente las estaciones se habían creados para establecer la veracidad de los mismos.
Para la prueba de distintos sistemas de paracaídas se creó en el OKB-1 una modificación especial del cohete R-11*, llamado R11 A-MB, el cual llevaba los sistemas de paracaídas de prueba a una altura de unos 50 km. Los resultados de las pruebas llevaron a la elección de un sistema de 3 etapas, con 2 paracaídas de freno, para Venus, y uno de 2 etapas para Marte.
*Cohete balístico soviético de 1 etapa que operaba con combustible líquido. Existen distintos tipos de cohetes balísticos según su alcance, de corto alcance (500-1000 km), de mediano alcance (1000-5500 km) e intercontinentales (sobre 5500 km)
Los lanzamientos a Venus serían iniciados en 1962 por los Estados Unidos quienes el 22 de julio enviaron el Mariner-1 cuya trayectoria, debido a un error en el sistema de control del cohete, terminaría en el Océano Atlántico.
En agosto de 1962, en Baykonur* se prepararon 3 estaciones para volar a Venus. Dos de ellas llevaban aparatos de descenso, y una tercera estaba designada para investigar el planeta a través de una ruta de sobrevuelo. En el cosmódromo debían pasar una prueba final, y las estaciones de descenso además de todo debían ser esterilizadas para evitar una posible contaminación de Venus con microorganismos terrestres.
*El primer y más grande cosmódromo en el mundo, fundado el 2 de junio de 1955. Situado en la URSS, en territorios que hoy pertenecen a Kazaxstán. Cuenta hoy con una superficie de 6717 km2, siendo conocido internacionalmente en la actualidad como "Tyuratam Missile and Space Complex", o TTMTR, debido a su cercanía con la aldea de Tyuratam. La denominación de Baykonur es posterior a su fundación, pues anteriormente tuvo 3 denominaciones: Zaryá, Leninski y Leninsk, adquiriendo su nombres actual en 1995. La ciudad junto con el cosmódromo constituyen un complejo único el cual es actualmente arrendado por la Federación Rusa a Kazaxstán, según un contrato que expira en 2050 y que alcanza actualmente unos 115 millones de dólares anuales.
La tarea de los aparatos de descenso consistía en penetrar la capa de nubes del planeta, entregar datos de mediciones de temperatura, presión, densidad y composición de la atmósfera, y luego llevar a cabo su descenso y determinar la composición de su superficie. La estación espacial de sobrevuelo debía fotografiar el planeta con ayuda de una versión perfeccionada de la cámara fotográfica que inicialmente debía volar en la estación espacial 1M.
Para el lanzamiento de estas estaciones más pesadas Koroliov perfeccionó el cohete-portador 8K78 por medio, entre otras modificaciones, de la modernización de los motores de partida de los bloques laterales de la I etapa.
El 25 de agosto se realizó el lanzamiento de la estación 2MB-1 número 3. Las primeras 3 etapas operaron sin problemas y la estación se situó en la órbita terrestre. En el tiempo establecido se encendió la IV etapa pero solo se encenderían 3 de los 4 cohetes lo que llevó a que la estación comenzara a girar en torno a sí misma después de pasados 3 segundos. Y si bien se encendió el motor de partida debido a los giros de la estación operó solo 45 de los 240 segundos previstos.
Cuando se intentaba comprender lo que había sucedido llegaron noticias desde los Estados Unidos, en relación al lanzamiento de la Mariner-2, la cual lograría llegar a la órbita de Venus, cumpliendo con éxito funciones que habían sido precisamente asignadas a la estación 2MB-2.
El 1° de septiembre partió la estación 2MB-1 N°4 y de nuevo se presentó una falla en el bloque de aceleración una vez puesta en la órbita terrestre. Esta vez una válvula atascada bloqueó la entrega de combustible a la cámara de combustión por lo que la IV etapa no pudo entrar en operación.
La última estación, de sobrevuelo, 2MB-2 número 1 despegó el 12 de septiembre y esta vez se presentó un problema aún antes, en la III etapa del cohete. Al darse la orden de apagado del motor de la III etapa no se cerró la válvula del oxidante y continuó ingresando oxígeno líquido a la cámara de combustión. Como resultado la III etapa hizo explosión mientras que el motor de la IV etapa operó solo 0,8 segundos, luego de lo cual se apagó.
Después de este lanzamiento se terminaron las estaciones y la ventana de lanzamiento se cerró. En los 3 casos no funcionó el bloque de aceleración Л (L), la IV etapa del cohete Молния (Molniya, Rayo) después de haber logrado ingresar con éxito a una órbita intermedia.
No se publicó nada sobre los lanzamientos por lo que los catálogos norteamericanos y británicos describieron los lanzamientos con el nombre Sputnik agregando los números 19, 20 y 21.
Considerando que los Estados Unidos habían llevado la Mariner-2 hasta Venus se podía afirmar que este último país había obtenido un triunfo frente a la Unión Soviética.
Resultados
No se obtuvieron datos científicos algunos
Después de la frustrada campaña de 1962 los ingenieros soviéticos perfeccionaron la serie 2MB transformándola en la llamada serie 3MB para la investigación de Venus y de Marte en 1964.
En los primeros vuelos de prueba debido a fallas del cohete portador se perdieron 2 estaciones espaciales, la primera en noviembre de 1963 en el curso de un vuelo de prueba en una distancia hacia Marte y una segunda, en febrero de 1964, en el curso de un vuelo de prueba hasta Venus. A pesar de estas perdidas la preparación de los programas de vuelos a Venus y Marte continuaría.
Mariner 2
El vehículo fue la primera estación interplanetaria de los Estados Unidos en completar su misión. Antes los Estados Unidos habían tenido un éxito relativo con las misiones Pioneer-IV y Pioneer-V, que sobrevolaron la Luna, pero no alcanzaron a igualar el logro de los soviéticos con sus vehículos Luna-2 (el cual fue el primer vehículo en alcanzar la superficie de la Luna) y Luna-3 (sobrevoló la Luna y realizó las primeras fotografías de su lado no visible desde la Tierra).
El 21 de julio de 1962 salió al espacio la estación Mariner-1 de los Estados Unidos. Cuando el cohete comenzó a desviarse de su curso se tomó la decisión de dar la orden de auto-destrucción. El vuelo de la Mariner-1 no alcanzaría a completar 6 minutos estrellándose en el Océano Atlántico. Al despegar el vuelo había perdido contacto con Tierra y pasó a ser controlado por sistemas autónomos del cohete que contenían un error de programación. Después de haber enviado 4 vehículos Ranger a la Luna sin ningún éxito lo sucedido con la Mariner-1 no parecía más que mantener la tendencia.
El siguiente intento se realizó el 25 de agosto de 1962, con la Mariner-2 pero su primer intento de lanzamiento se tuvo que interrumpir quedando para el 27 de agosto.
En pleno vuelo hacia Venus, y con bastantes contratiempos, los soviéticos enviarían el 1° de noviembre del mismo año un vehículo no tripulado hacia Marte por lo que si la Mariner-2 fallaba y el vehículo soviético cumplía su misión los soviéticos anotarían a su haber otro éxito en la carrera espacial en términos de cumplir con éxito la primera misión a otro planeta.
Ya al segundo minuto de vuelo se perdió el control sobre un motor de dirección de la Mariner-2 y el cohete comenzó a girar en torno a sí mismo perdiéndose el control sobre él aunque esta condición solo se extendió por 1 minuto y después de otros 10 segundos el cohete dejó de girar por completo. Como resultado de los giros el sistema de control del cohete se desvió significativamente de su trayectoria original y los intentos por compensar su curso fueron en vano, sin embargo, el cohete corregiría posteriormente su trayectoria llevando de nuevo al cohete en su trayectoria hacia Venus.
Habían pasado solo 28 minutos desde el momento del lanzamiento en los cuales a lo largo de distintos momentos se pensó que la misión resultaría un fracaso. Sin embargo, 10 minutos más tarde la estación desplegó sus baterías solares por lo que todo siguió operando con normalidad. Werner von Braun diría que Dios estaba dirigiendo al cohete luego de que el conjunto de fallas no lograra abortar la misión.
Se calculó que la Mariner-2 cruzaría a 376 mil km de Venus pero como el equipamiento científico de la nave operaba en condiciones adecuadas a no más de 40 mil km de la superficie del planeta se tuvo que realizar una corrección. El primer intento resultó fallido pero el segundo, el 4 de septiembre, resultó más afortunado cuando se intentó reducir la distancia a 16 mil km resultando solo 32 mil km. Esto implicaba que el vehículo cruzaría el planeta a una distancia inferior a 40 mil km durante no más de 15-20 minutos.
Tendrían lugar otras innumerables fallas en la operación pero ninguna tan significativa como para poner en riesgo la misión de modo que el 14 de diciembre el vehículo sobrevoló Venus cuando se encontraba a 59 millones de km de la Tierra y su señal era recibida con un retraso de 3 minutos lo que implicaba que cualquier falla tomaría, en teoría, no menos de 6 minutos en intentar ser solucionada.
La Mariner-2 cruzó a su mínima distancia de Venus el 14 de diciembre de 1962, alcanzando esta 34637 km, un poco menos de 3 veces su diámetro.
La misión lograría establecer con mayor precisión la masa del planeta, determinándose en torno a un 81,5% de la masa terrestre. Además, logró establecer que el campo magnético venusiano era 20 veces menor que el terrestre, en una época en que se suponía que era 5 veces mayor. Al mismo tiempo, la Mariner-2 estableció que el contenido de CO2 de la atmósfera venusiana era porcentualmente muy bajo, algo que causó aún mayor incredulidad que la posibilidad de que no contara con un campo magnético.
En términos de las características de temperatura sobre la superficie del planeta si bien los datos de la Mariner-2 no resultaron completamente concluyentes se inclinaron más bien por una superficie caliente del planeta.
3MB
Hasta fines de 1962 los investigadores soviéticos habían realizado 5 intentos para llegar hasta Venus, siendo todos ellos frustrados debido a fallas del cohete-portador a excepción del llamado Venera-1 que si bien cruzó el planeta lo hizo, como ya sabemos, habiendo perdido comunicación con Tierra mucho antes. La nueva generación de vehículos 2MB había corrido suerte aún peor lo cual había sido además agravado por el exitoso vuelo de la Mariner-2 de los Estados Unidos en 1962. Pero los soviéticos no decayeron y sus ingenieros perfeccionaron la serie 2MB para crear la 3MB de investigación a Marte y a Venus, en 1964.
Los primeros vuelos de prueba hacia Venus, en noviembre de 1963 y febrero de 1964, resultarían fallidos, nuevamente por fallas del cohete-portador.
El primer aparato del tipo 3MB, denominado 3MB-1, se decidió enviar el 11 de noviembre de 1963, es decir, fuera de la ventana astronómica con el propósito de una prueba de la estación en sí y de la tecnología de vuelo hacia Venus. La estación llegó una órbita cercana a la Tierra pero, tal como en ocasiones anteriores, no pudo ponerse en operación la IV etapa debido a una falla en sus sistemas de estabilización por lo que la estación automática no pudo salir hacia Venus. Recibiría la denominación oficial de Kosmos-21 precipitándose a la atmósfera terrestre el 16 de noviembre.
Como era habitual, en un comunicado de TASS se dijo que todos los sistemas del aparato operaban con normalidad y que el programa se había llevado a cabo con éxito.
El 19 de febrero de 1964 despegó una nueva estación de la serie ZMB, existiendo información contradictoria en relación a si esta fue la primera estación de esa serie en viajar a Venus o la segunda de ellas, dado que algunas fuentes citan el vuelo de noviembre de 1963 como el intento de un vuelo hacia Marte. Como fuese, una falla en la III etapa impidió continuar con la misión, que debía llevar a la estación a un sobrevuelo de Venus, dada la explosión del cohete-portador cuyos restos terminarían precipitándose en Siberia.
El 27 de marzo y el 2 de abril,
antes y después de la fecha óptima, se llevaron a cabo intentos de lanzamiento
a Venus.
El primer intento de lanzamiento de la ZMB-1 N°5 hacia Venus, el 1° de marzo de 1964, misión que contemplaba enviar un vehículo hasta la superficie de Venus, fue retrasado debido a problemas surgidos en las pruebas previas al vuelo con el cohete portador. El segundo intento realizado el 27 de marzo con el mismo cohete-portador Molniya 8K78M tampoco fue exitoso debido a una falla en el sistema de control de la red eléctrica la cual provocó una perdida de control de la orientación de la IV etapa cuyos motores no lograron funcionar nuevamente debido a lo cual no se alcanzó la 2da velocidad espacial. 2 días más tarde la estación se consumiría en la atmósfera terrestre.
Dado el fracaso de su misión sería denominada no Venera-2, sino que Kosmos-27. TASS, como era costumbre, informó que todos los equipos a bordo operaban con normalidad.
La siguiente estación, 3MB-4, después de despegar el 2 de abril logró salir a su trayectoria de vuelo hacia Venus. En tanto, al día siguiente de su vuelo y cuando se encontraba a 564 mil km de la Tierra se realizó una corrección de su trayectoria. Se trataba de la primera corrección exitosa de trayectoria, llevada a cabo por una estación espacial planetaria soviética. Recordemos que esa posibilidad la poseían ademas la Venera-1 y la Mars-1, pero ninguna pudo valerse de ella.
Pero pronto se detectaron problemas de despresurización en la sección hermética del sistema de control que llevarían a la falla de distintos componentes que no estaban diseñados para operar en el vacío. Por fortuna, el sistema de reserva con que contaba la nave pudo operar de manera normal por lo que se logró mantener la comunicación con la estación por medio de los sensores del módulo destinado para su descenso a Venus.
Posteriormente, el día 14 de mayo, se realizaría otra corrección de trayectoria a una distancia mucho mayor de la Tierra, de 14 millones de km, gracias a que aún se mantenía comunicación con el sensor del módulo designado para descender sobre Venus.
El enlace se interrumpió el 25 de mayo de 1964 de modo que la estación sobrevoló Venus el 19 de julio de 1964 sin encontrarse en operación y a una distancia de 110 mil km de su superficie.
Se informó que el programa estaba dirigido a realizar pruebas de ingeniería de los sistemas en condiciones del espacio lejano siendo la estación llamada Zond-1* y no Venera-2 como se preveía si cumplía su misión.
*La denominación Zond se utilizó en la URSS en el período 1964-1970 para los aparatos espaciales enviados a la Luna, Marte y Venus en condición de sobrevuelo. De hecho, los medios occidentales, que no sabían que la Zond-1 llevaba un módulo de descenso, describieron el vehículo como de sobrevuelo del planeta.
Pero incluso si hubiese podido cumplir su misión y llegar con su aparato de descenso hasta la superficie de Venus esta no hubiera sobrevivido dado que tenía considerado como parámetros de la atmósfera venusiana hasta 77°C de temperatura y no más de 5 bar de presión. Hasta entonces, las discusiones aún no se resolvían en torno a las condiciones de la superficie de Venus pero iba cada vez ganando más terreno la teoría de una superficie caliente, no apta para la vida.
El primer intento de lanzamiento de la ZMB-1 N°5 hacia Venus, el 1° de marzo de 1964, misión que contemplaba enviar un vehículo hasta la superficie de Venus, fue retrasado debido a problemas surgidos en las pruebas previas al vuelo con el cohete portador. El segundo intento realizado el 27 de marzo con el mismo cohete-portador Molniya 8K78M tampoco fue exitoso debido a una falla en el sistema de control de la red eléctrica la cual provocó una perdida de control de la orientación de la IV etapa cuyos motores no lograron funcionar nuevamente debido a lo cual no se alcanzó la 2da velocidad espacial. 2 días más tarde la estación se consumiría en la atmósfera terrestre.
Dado el fracaso de su misión sería denominada no Venera-2, sino que Kosmos-27. TASS, como era costumbre, informó que todos los equipos a bordo operaban con normalidad.
La siguiente estación, 3MB-4, después de despegar el 2 de abril logró salir a su trayectoria de vuelo hacia Venus. En tanto, al día siguiente de su vuelo y cuando se encontraba a 564 mil km de la Tierra se realizó una corrección de su trayectoria. Se trataba de la primera corrección exitosa de trayectoria, llevada a cabo por una estación espacial planetaria soviética. Recordemos que esa posibilidad la poseían ademas la Venera-1 y la Mars-1, pero ninguna pudo valerse de ella.
Pero pronto se detectaron problemas de despresurización en la sección hermética del sistema de control que llevarían a la falla de distintos componentes que no estaban diseñados para operar en el vacío. Por fortuna, el sistema de reserva con que contaba la nave pudo operar de manera normal por lo que se logró mantener la comunicación con la estación por medio de los sensores del módulo destinado para su descenso a Venus.
Posteriormente, el día 14 de mayo, se realizaría otra corrección de trayectoria a una distancia mucho mayor de la Tierra, de 14 millones de km, gracias a que aún se mantenía comunicación con el sensor del módulo designado para descender sobre Venus.
El enlace se interrumpió el 25 de mayo de 1964 de modo que la estación sobrevoló Venus el 19 de julio de 1964 sin encontrarse en operación y a una distancia de 110 mil km de su superficie.
Se informó que el programa estaba dirigido a realizar pruebas de ingeniería de los sistemas en condiciones del espacio lejano siendo la estación llamada Zond-1* y no Venera-2 como se preveía si cumplía su misión.
*La denominación Zond se utilizó en la URSS en el período 1964-1970 para los aparatos espaciales enviados a la Luna, Marte y Venus en condición de sobrevuelo. De hecho, los medios occidentales, que no sabían que la Zond-1 llevaba un módulo de descenso, describieron el vehículo como de sobrevuelo del planeta.
Pero incluso si hubiese podido cumplir su misión y llegar con su aparato de descenso hasta la superficie de Venus esta no hubiera sobrevivido dado que tenía considerado como parámetros de la atmósfera venusiana hasta 77°C de temperatura y no más de 5 bar de presión. Hasta entonces, las discusiones aún no se resolvían en torno a las condiciones de la superficie de Venus pero iba cada vez ganando más terreno la teoría de una superficie caliente, no apta para la vida.
Resultados
La Zond-1 entregó datos de mediciones de plasma interplanetario, de rayos cósmicos* y de densidad del hidrógeno atómico en la linea Lyman-alfa**, realizadas por equipos instalados en el aparato orbital. Se realizaron además mediciones de la componente protónica de la radiación espacial con ayuda de un equipo instalado en el aparato de descenso pero parte de los datos emitidos se perdió.
*Núcleos atómicos y partículas elementales que se desplazan en el espacio con niveles de muy alta energía, superando millones de veces las energías creadas en los aceleradores de partículas más poderosos de la Tierra. Una parte de ellas proviene del Sol mientras que la restante del espacio más profundo.
**Linea espectral del hidrógeno que se utiliza en astronomía para detectar luz de galaxias que se encuentran a grandes distancias de la Tierra, a miles de millones de años luz.
Zond-2, Zond-3
Estos aparatos serían enviados posteriormente, el 30 de octubre de 1964 y el 18 de julio de 1965, respectivamente, aunque sus misiones no estaban vinculadas con Venus sino con Marte, aunque el Zond-3 envió imágenes del lado oscuro de la Luna.
Otros aparatos Zond, números 4-8*, de mucho mayor peso, sobre 5 toneladas, serían enviados posteriormente al espacio para poner a punto equipos para enviar un cosmonauta en un sobrevuelo a la Luna y con viaje de retorno a la Tierra. Su primer sobrevuelo tripulado se consideraba realizar el 8 de diciembre de 1968 pero se descartó por falta de confiabilidad tanto del aparato tripulado como del cohete-portador. Los norteamericanos descenderían en la Luna poco después, el 21 de diciembre, lo que pondría punto final a las aspiraciones soviéticas de viajes tripulados a la Luna.
*Enviados entre 1968-1970, donde la Zond-4 operó para poner a punto nuevos sistemas a bordo y las restantes sobrevolaron la Luna y regresaron a la Tierra.
1965
12 meses después de las desilusiones de la 3era campaña de investigación de Venus los científicos e ingenieros soviéticos prepararon otras 3 nuevas estaciones espaciales para la ventana de lanzamiento que se abría a fines de 1965. Los ingenieros estaban seguros que los problemas que habían terminando estropeado la Zond-1 se habían encontrado y eliminado mientras que el exitoso vuelo de la Zond-3 a la Luna y su posterior extensa operación en el espacio interplanetario les ayudaban a reforzar esa convicción.
En esta siguiente etapa se seguirían utilizando estaciones ZMB, pues varias de ellas estaban aún disponibles después de la campaña de 1964 de vuelos a Marte pues solo una de ellas había sido utilizada, la Zond-2. Otra más había sido enviada en un vuelo de prueba fuera de la ventana de lanzamiento en julio de 1965 bajo el nombre de Zond-3. Quedaban otras 3 estaciones espaciales ZMB que estaban asignadas para misiones a Marte, una de las cuales llevaría un aparato de descenso y otras asignadas a misiones de sobrevuelo. Estas serían modificadas para volar a Venus en la ventana de operación de 1965, dos de ellas terminarían recibiendo la denominación de Venera-2 y Venera-3.
En esta siguiente etapa se seguirían utilizando estaciones ZMB, pues varias de ellas estaban aún disponibles después de la campaña de 1964 de vuelos a Marte pues solo una de ellas había sido utilizada, la Zond-2. Otra más había sido enviada en un vuelo de prueba fuera de la ventana de lanzamiento en julio de 1965 bajo el nombre de Zond-3. Quedaban otras 3 estaciones espaciales ZMB que estaban asignadas para misiones a Marte, una de las cuales llevaría un aparato de descenso y otras asignadas a misiones de sobrevuelo. Estas serían modificadas para volar a Venus en la ventana de operación de 1965, dos de ellas terminarían recibiendo la denominación de Venera-2 y Venera-3.
Venera-2 y Venera-3
Una cuarta ventana astronómica se
abrió a fines de 1965, despegando las estaciones Venera-2 y Venera-3 los días 12 y 16 de noviembre, respectivamente. Serían las ultimas estaciones espaciales planetarias creadas y lanzadas por el OKB-1 pues se tomó la decisión de dividir el programa espacial de la URSS de modo que las misiones no tripuladas pasarían a fines del mismo año a manos del equipo de Koroliov al NPO Lavochkin* que entonces se encontraba bajo dirección de Georgi Bababkin. Koroliov quedaría a cargo solo de las misiones tripuladas, para vuelos orbitales y a la Luna.
*Fue fundada en 1937 como Industria de aviación del Comisariado del pueblo (similar a un Ministerio) de industria de defensa de la URSS, quedando a cargo de Sergey Lavochkin desde 1945 hasta su muerte, en 1960, cuando fue rebautizado como Industria de construcción de maquinaria, Sergey Lavochkin mientras que entre 1962-1964 se transformó en filial del OKB-52 (Agencia de construcciones especiales-52) de construcción de cohetes para la Marina de guerra. En 1965 sería transferido al Ministerio de construcción de maquinarias de la URSS con el propósito de crear sistemas de comunicación espaciales, satélites y módulos de descenso para investigación de planetas. En 1971 se le denominó Sociedad científico-industrial (НПО,NPO, en ruso) Lavochkin. Se transformó en 2017 en sociedad anónima.
La Venera-2, de 963 kg, fue lanzada exitosamente el 12 de noviembre de 1965. De acuerdo al programa de vuelo debía sobrevolar sobre el hemisferio iluminado de Venus y fotografiarlo desde una distancia no superior a 40 mil km.
La estación fue puesta en su trayectoria de sobrevuelo de manera tan precisa que no se requirieron maniobras de corrección en su vuelo hacia el planeta, sin embargo, el sistema de termorregulación no funcionaba muy bien y en la medida que la estación comenzó a acercarse al planeta de destino comenzó a recalentarse a consecuencia de lo cual surgieron problemas en los sistemas de comunicación. Supuestamente, la razón radicaba en un recubrimiento inadecuado de los radiadores semiesféricos de radiación.
El 10 de febrero, cuando se había establecido la última sesión de comunicación con la estación, la temperatura aumentó bruscamente y la calidad de la comunicación se redujo de manera significativa de modo que las órdenes enviadas desde la Tierra para poner en operación las observaciones de sobrevuelo no recibieron confirmación sobre su tramitación. Tras esto la estación espacial Venera-2 no reaccionó a la orden de cargar los datos de sobrevuelo y el 4 de marzo se declaró la estación como perdida.
Es altamente probable que ejecutara su misión de sobrevuelo, incluyendo la realización de fotografías pero sin que pudiera entregar resultados a la Tierra.
Su punto mas cercano al planeta se alcanzo el 27 de febrero de 1966, cuando se encontraba a una distancia de 23.950 km de Venus.
Венера-3, Venera-3
El cohete-portador Molniya junto a la Venera-3, de 960 kg, despegó el 16 de noviembre de 1965, 4 días después del lanzamiento anterior. Funcionaría de manera satisfactoria en el curso de su vuelo mientras que el 26 de diciembre se llevaría a cabo una corrección de su trayectoria tras lo cual la estación se dirigió al encuentro del planeta. Sin embargo, el 16 de febrero, 17 días antes de su llegada, el sistema de comunicación dejó de operar.
La estación espacial estaba en condiciones de desprender automáticamente el aparato de descenso el 1° de marzo de 1966 pero esto no pudo ser confirmado por los datos de telemetría. En cualquier caso el aparato de descenso de la Venera-3 fue la primera creación humana que alcanzó otro planeta.
Había recorrido una distancia de cerca de 350 millones de km hasta la superficie de Venus, posándose allí al este del cráter Mid.
El aparato de descenso, de 337 kg, tenia forma de globo, con un diámetro de 0,9 m y estaba provisto con una cubierta de aislación térmica y un paracaídas. Había sido cuidadosamente esterilizada para impedir la contaminación biológica de Venus. En su interior se encontraba un sistema de radio, equipamiento científico, fuentes de alimentación y una esfera de 90 cm de diámetro, en la cual se había instalado un globo metálico de la Tierra con un estandarte con el escudo soviético en su interior.
Si bien la estación no logro entregar información de Venus se recibieron datos del espacio y de la órbita de Venus. Un gran volumen de datos de la trayectoria tendrían mucha importancia para el estudio de los problemas de comunicación a gran distancia y para los vuelos interplanetarios.
Kosmos-96
Una tercera estación espacial, ZMB-4 N°6, de 950 kg, fue lanzada hacia Venus el 23 de noviembre de 1965. Pero un desperfecto en la tubería de entrega de combustible llevó a una explosión en una de las cámaras de combustión de la III etapa, poco antes del momento de su desacoplamiento lo que desestabilizó la IV etapa. Y si bien la estación junto con la IV etapa pudieron alcanzar la órbita establecida el motor no logró encenderse de nuevo y la 2da velocidad cósmica no se logró alcanzar. Pasaría a la historia bajo la denominación de Kosmos-96, la cual regresó a la atmósfera terminando su existencia el 9 de diciembre de 1965.
*Fue fundada en 1937 como Industria de aviación del Comisariado del pueblo (similar a un Ministerio) de industria de defensa de la URSS, quedando a cargo de Sergey Lavochkin desde 1945 hasta su muerte, en 1960, cuando fue rebautizado como Industria de construcción de maquinaria, Sergey Lavochkin mientras que entre 1962-1964 se transformó en filial del OKB-52 (Agencia de construcciones especiales-52) de construcción de cohetes para la Marina de guerra. En 1965 sería transferido al Ministerio de construcción de maquinarias de la URSS con el propósito de crear sistemas de comunicación espaciales, satélites y módulos de descenso para investigación de planetas. En 1971 se le denominó Sociedad científico-industrial (НПО,NPO, en ruso) Lavochkin. Se transformó en 2017 en sociedad anónima.
Венера-2, Venera-2
Naves espaciales Venera 2 y 3, de izquierda a derecha, respectivamente.
La estación fue puesta en su trayectoria de sobrevuelo de manera tan precisa que no se requirieron maniobras de corrección en su vuelo hacia el planeta, sin embargo, el sistema de termorregulación no funcionaba muy bien y en la medida que la estación comenzó a acercarse al planeta de destino comenzó a recalentarse a consecuencia de lo cual surgieron problemas en los sistemas de comunicación. Supuestamente, la razón radicaba en un recubrimiento inadecuado de los radiadores semiesféricos de radiación.
El 10 de febrero, cuando se había establecido la última sesión de comunicación con la estación, la temperatura aumentó bruscamente y la calidad de la comunicación se redujo de manera significativa de modo que las órdenes enviadas desde la Tierra para poner en operación las observaciones de sobrevuelo no recibieron confirmación sobre su tramitación. Tras esto la estación espacial Venera-2 no reaccionó a la orden de cargar los datos de sobrevuelo y el 4 de marzo se declaró la estación como perdida.
Es altamente probable que ejecutara su misión de sobrevuelo, incluyendo la realización de fotografías pero sin que pudiera entregar resultados a la Tierra.
Su punto mas cercano al planeta se alcanzo el 27 de febrero de 1966, cuando se encontraba a una distancia de 23.950 km de Venus.
Венера-3, Venera-3
El cohete-portador Molniya junto a la Venera-3, de 960 kg, despegó el 16 de noviembre de 1965, 4 días después del lanzamiento anterior. Funcionaría de manera satisfactoria en el curso de su vuelo mientras que el 26 de diciembre se llevaría a cabo una corrección de su trayectoria tras lo cual la estación se dirigió al encuentro del planeta. Sin embargo, el 16 de febrero, 17 días antes de su llegada, el sistema de comunicación dejó de operar.
La estación espacial estaba en condiciones de desprender automáticamente el aparato de descenso el 1° de marzo de 1966 pero esto no pudo ser confirmado por los datos de telemetría. En cualquier caso el aparato de descenso de la Venera-3 fue la primera creación humana que alcanzó otro planeta.
Había recorrido una distancia de cerca de 350 millones de km hasta la superficie de Venus, posándose allí al este del cráter Mid.
El aparato de descenso, de 337 kg, tenia forma de globo, con un diámetro de 0,9 m y estaba provisto con una cubierta de aislación térmica y un paracaídas. Había sido cuidadosamente esterilizada para impedir la contaminación biológica de Venus. En su interior se encontraba un sistema de radio, equipamiento científico, fuentes de alimentación y una esfera de 90 cm de diámetro, en la cual se había instalado un globo metálico de la Tierra con un estandarte con el escudo soviético en su interior.
Si bien la estación no logro entregar información de Venus se recibieron datos del espacio y de la órbita de Venus. Un gran volumen de datos de la trayectoria tendrían mucha importancia para el estudio de los problemas de comunicación a gran distancia y para los vuelos interplanetarios.
Kosmos-96
Una tercera estación espacial, ZMB-4 N°6, de 950 kg, fue lanzada hacia Venus el 23 de noviembre de 1965. Pero un desperfecto en la tubería de entrega de combustible llevó a una explosión en una de las cámaras de combustión de la III etapa, poco antes del momento de su desacoplamiento lo que desestabilizó la IV etapa. Y si bien la estación junto con la IV etapa pudieron alcanzar la órbita establecida el motor no logró encenderse de nuevo y la 2da velocidad cósmica no se logró alcanzar. Pasaría a la historia bajo la denominación de Kosmos-96, la cual regresó a la atmósfera terminando su existencia el 9 de diciembre de 1965.
Lanzamiento anulado
Una cuarta estación espacial (ZMB-Z N°2) debía despegar en el mismo fin de la ventana de lanzamiento, el 26 de noviembre de 1965, pero fue retirada de su posición de lanzamiento cuando en el proceso de preparación previa al vuelo se encontraron problemas con el cohete-portador dado que resultaba imposible resolver esas fallas antes del fin de la ventana de lanzamiento.
Ese sería el destino de las ultimas estaciones interplanetarias automáticas creadas y lanzadas por el OKB-1. De 39 intentos de lanzamiento en el curso de 7 años y tanto completaron su tarea solo las Luna-1, Luna-2 y la Zond-Z. De los 20 intentos de vuelos a la Luna, 8 lanzamiento fueron exitosos, y de ellos 3 fueron exitosos en todo sentido. De los 11 intentos de lanzamiento a Venus 4 fueron exitosos pero, lamentablemente, ninguna de estas estaciones espaciales cumplió sus misiones espaciales. De los 6 intentos de lanzamiento a Marte terminaron de buena forma 2, pero ambas estaciones espaciales salieron de operación antes de llegar a Marte. Resultaron un fracaso también 2 vuelos de prueba de estaciones espaciales.
Conclusiones
La campaña de lanzamientos a Venus de 1965 resultó parcialmente exitosa pues, lamentablemente, no se obtuvieron datos científicos desde Venus pero durante el vuelo de la Venera-2 y la Venera-3 se investigaron las propiedades físicas del espacio interplanetario: Campos magnéticos, rayos cósmicos, flujos de partículas cargadas de baja energía, flujos de plasma solar y sus espectros de energía, radiación cósmica y micrometeoros. Ambos vuelos mostraron que las condiciones de operación de las estaciones en las cercanías de Venus estaban aún estudiadas de manera deficiente. Al acercarse al planeta se observó un aumento de temperatura que superó los valores calculados y la comunicación radial con las estaciones se interrumpió. Estos fenómenos también se observaron en la Mariner-2.
El análisis realizado después del vuelo sobre las causas de la pérdida de la Venera-2 y de la Venera-3 mostraron problemas en el sistema de termorregulación en ambas estaciones espaciales, lo que llevó a un sobrecalentamiento y a una salida de operación del sistema de comunicación.
Las Venera 2 y 3 eran esencialmente análogas a la Zond-2 y la Zond-3 pero sufrieron modificaciones en relación con sus nuevas tareas. El aparato de descenso del Venera-3 era prácticamente idéntico al que se encontraba en la Zond-1 aunque para el momento del lanzamiento existían fundamentos de peso para suponer que la superficie de Venus era caliente y su temperatura podía alcanzar 400°C. La presión de la atmósfera en la superficie permanecía indeterminada pero era evidente que las condiciones en el planeta se diferenciaban significativamente de aquellas para las cuales se había calculado la sonda (77°C, 5 bar). Por cuanto era ya tarde para cambiar alguna cosa la Venera-3 fue enviada con total consciencia de que la sonda podía entregar solo datos sobre la atmósfera y no sobreviviría hasta la superficie.
Luego de alcanzar Venus las estaciones Venera-2 y la Venera-3 se transformaron en los primeros aparatos en realizar de manera exitosa un vuelo interplanetario desde el momento en que Koroliov comenzó a lanzar estaciones planetarias en 1960. Este éxito fortaleció la confianza de que las estaciones espaciales 3MB eran capaces de llevar a cabo extensos vuelos interplanetarios y por eso fue aún más fuerte la frustración por haber dejado de operar directamente junto a su punto de designación y sin poder entregar información científica.
Венера 4
Como ya lo había mencionado después de la Venera-2 y la
Venera-3 el programa de investigaciones espaciales automáticas fue pasada del
OKB-1 al NPO Lavochkin. Habiéndose iniciado estos trabajos en abril de 1965
Bababkin decidió después de la campaña de 1965 no volver enviar más a Venus estaciones
espaciales de sobrevuelo.
Adicionalmente, el NPO llevó a cabo un análisis
minucioso de todos los sistemas de las estaciones espaciales ЗМВ que estaban
asignados para un lanzamiento en la ventana de lanzamiento del año 1967,
concentrándose sobretodo en el ingreso a la atmósfera y en el aterrizaje.
Habiéndose realizado el trabajo con la documentación del proyecto ZMB entregada por el OKB-1 y adentrándose en la experiencia de operación del Venera-2 y del Venera-3 los ingenieros de Bababkin propusieron perfeccionar una serie de sistemas, en primer lugar los sistemas de termorregulación. Además, el NPO realizó una cantidad significativamente superior de pruebas en tierra y construyó 2 nuevas instalaciones de prueba:
El primero era una cámara térmico-bárica terminada en enero de 1967 para pruebas de estaciones espaciales en condiciones modeladas de vuelo, mientras que la segunda una centrífuga que permitía una aceleración de hasta 500 G para pruebas de sistemas en condición de ingreso a la atmósfera y de descenso.
En el curso de la primera prueba del aparato de descenso en esta cámara a 350-450 G, valores que se esperaba encontrar con grandes ángulos de ingreso a la atmósfera de Venus a una velocidad de 11 km/s, los componentes internos de la estación se destruyeron. Por cuanto los anteriores aparatos de descenso no pudieron operar satisfactoriamente en tales condiciones se tuvo que modificar la construcción.
Programa para ventana de 1967
Habiéndose realizado el trabajo con la documentación del proyecto ZMB entregada por el OKB-1 y adentrándose en la experiencia de operación del Venera-2 y del Venera-3 los ingenieros de Bababkin propusieron perfeccionar una serie de sistemas, en primer lugar los sistemas de termorregulación. Además, el NPO realizó una cantidad significativamente superior de pruebas en tierra y construyó 2 nuevas instalaciones de prueba:
El primero era una cámara térmico-bárica terminada en enero de 1967 para pruebas de estaciones espaciales en condiciones modeladas de vuelo, mientras que la segunda una centrífuga que permitía una aceleración de hasta 500 G para pruebas de sistemas en condición de ingreso a la atmósfera y de descenso.
En el curso de la primera prueba del aparato de descenso en esta cámara a 350-450 G, valores que se esperaba encontrar con grandes ángulos de ingreso a la atmósfera de Venus a una velocidad de 11 km/s, los componentes internos de la estación se destruyeron. Por cuanto los anteriores aparatos de descenso no pudieron operar satisfactoriamente en tales condiciones se tuvo que modificar la construcción.
Programa para ventana de 1967
Venus había sido el propósito de 10 de un total de 16 aparatos planetarios enviados hasta fines de 1965 pero todos ellos resultaron un fracaso. Entre ellos estaban las Venera-2 y 3 que estuvieron muy cerca de cumplir su propósito. La situación se agravó por el hecho de que entonces los Estados Unidos realizaron sobrevuelos de investigación de Venus en 1962 y de Marte en 1964. Sin embargo, la cercanía en los logros con las estaciones espaciales Venera-2 y Venera-3 inspiraron a los investigadores soviéticos que se lanzaron con a alcanzar sus metas. Sabiendo que los Estados Unidos planeaban realizar un nuevo intento de investigaciones de sobrevuelo de Venus, en 1967 los especialistas soviéticos aspiraron a superar a los americanos llevando a cabo el lanzamiento de 2 aparatos de descenso, que podrían superar la cubierta nubosa del planeta y recibir información esencialmente nueva sobre su enigmática atmósfera y su superficie.
Después de 8 años de intentos los
esfuerzos realizados resultaron rápidamente recompensados pues la Venera-4 se
transformó en la primera estación planetaria efectivamente exitosa, llevando a
cabo por primera vez en el mundo un descenso en paracaídas en la atmósfera de
otro planeta y entregando datos únicos in situ de las mediciones de
parámetros de la atmósfera de Venus, habiendo abierto con esto mismo una nueva
y fructífera época de investigaciones soviéticas de este planeta.
Венера-4, Venera-4
La estación automática espacial tenía como misión la investigación del planeta Venus, programa que consideraba el envío de un aparato de descenso a través de la atmósfera de Venus para el estudio de los parámetros físicos y la composición química de la atmósfera.
La estación había sido creada por la NPO Lavochkin, a cargo del ingeniero Georgi Bababkin, a partir de desarrollos previos del OKB-1 a cargo de Sergey Koroliov.
Al crear la estación se consideraron parámetros de la atmósfera del planeta Venus obtenidos por la anterior estación Venera-3 por lo que el aparato debía operar con una temperatura de 425°C y una presión de 10 atmósferas.
La sección orbital tenía forma esférica y era hermética, conteniendo en su interior equipos de radio, sistemas de orientación, termorregulación, baterías y otros aparatos científicos.
La velocidad de transmisión de la información de telemetría podía alcanzar 1, 4, 16 y 64 bit/segundo. Esta información se entregaba directamente a la Tierra o se registraba en un magnetófono. El máximo volumen de información que podía contener este último era de 150 kilobits.
De ser entregada a Tierra la información telemétrica era enviada por medio de una antena direccional unida a la sección orbital. El diámetro de esa antena direccional desplegada era de 2,3 metros.
La estación tenía 2 paneles de baterías solares con una superficie total de 2,4 m2. La estación llevaba acumuladores de níquel-cadmio, con un volumen de 84 amperes/hora.
En cuanto al aparato de descenso tenía forma esférica con un diámetro de 103 cm. Contaba con 2 secciones, una para instrumentos y otra para el paracaídas. El sistema de frenos constaba de 2 paracaídas, uno de freno con una superficie de su cúpula de 2,2 m2 y un paracaídas principal con una superficie de su cúpula de 55 m2. El aparato de descenso era hermético con una presión interior de 2 atmósferas.
Antes del despegue el aparato fue sometido esterilización con el propósito de no contaminar con microorganismos terrestres al planeta Venus. La masa total de la estación automática era de 1106 kg mientras que el del aparato de descenso alcanzaba 377 kg. El cohete-portador fue un Molniya-M con un bloque de aceleración ВЛ (VL).
En cuanto a los equipos científicos del aparato orbital, eran un magnitómetro para medir la magnitud del campo magnético en el espacio interplanetario y en el entorno de Venus, un aparato para medir el flujo de partículas cósmicas y otro para determinar distribución de oxígeno e hidrógeno en la atmósfera de Venus. En tanto, el aparato de descenso llevaba un sensor de presión para medir la presión de la atmósfera en un rango entre 0,13-6,8 atmósferas, un analizador de gases para determinar la composición química de la atmósfera y equipos para determinar la densidad y temperatura de la atmósfera con la altura.
Para el programa de 1967 la construcción del aparato de descenso fue reforzada para que pudiera soportar una sobrecarga de hasta 350 G siendo equipada con un amortiguador interno para reducir la acción de la onda de golpe durante su ingreso a la atmósfera y su aterrizaje.
Aparato de descenso
Para el programa de 1967 la construcción del aparato de descenso fue reforzada para que pudiera soportar una sobrecarga de hasta 350 G siendo equipada con un amortiguador interno para reducir la acción de la onda de golpe durante su ingreso a la atmósfera y su aterrizaje.
El aparato de descenso de la Venera-4 fue el primero de una serie de aparatos de descenso y de aterrizaje que fueron mejorados sucesivamente para soportar el descenso y el aterrizaje sobre la superficie. La distribución de la masa al interior del aparato era mayor en su parte inferior para garantizar un correcto punto de ingreso y una estabilidad aerodinámica en el curso del descenso. El aparato era enfriado hasta -10°C por un sistema del modulo orbital para su separación mientras que el enfriamiento posterior lo suministraban ventiladores a cuenta de recirculación de aire. El programa científico de vuelo consideraba la realización de mediciones directas de parámetros de la atmósfera bajo las nubes y la entrega de estos datos junto con datos del altímetro durante el tiempo del descenso. Se suponía además que el aparato podría sobrevivir al impacto sobre su superficie y realizar allí mediciones.
La principal carga útil de la estación automática de la Venera-4 era el aparato de descenso el cual se situaba en la parte delantera de la nave espacial y se sostenía a la sección principal con ayuda de cinta de amarre. Tenia forma similar a un globo con diámetro de 103 cm. Constructivamente, el aparato de descenso consistía de 2 secciones herméticas: Una de instrumentos y otra del paracaídas. En la sección inferior del aparato de descenso se había instalado un amortiguador mecánico, que reducía las vibraciones durante su movimiento en la atmósfera después de separarse de la sección orbital. En la sección del paracaídas se había instalado un sistema de paracaídas de 2 cascadas que, como ya se mencionó, constaba de un paracaídas de frenado con una superficie de su cúpula de 2,2 m2 y de un paracaídas principal con una superficie de cúpula de 55 m2. Para determinar el momento de introducción y de despliegue del paracaídas se utilizaban sensores de carga y sensores de presión.
Tareas para el aparato espacial Venera-4:
Ingreso a la atmósfera de Venus hasta la máxima profundidad posible, determinada por la resistencia a la temperatura y la solidez del aparato espacial.
Llevar a cabo intentos de aterrizaje sobre la superficie del planeta si no se alcanzaban los máximos de temperatura y de presión.
Entrega de información telemétrica en el proceso de penetración a través de su atmósfera y después del aterrizaje.
Vuelo
La estación, con un peso de 1106 kg (correspondiendo 383 kg al aparato de descenso), fue enviada el 12 de junio de 1967 por el cohete-portador Молния-М (Molniya-M). Inicialmente, la estación fue llevada a una órbita baja para luego ser puesta en su trayectoria de vuelo hacia Venus. 5 días más tarde, el 17 de junio, se lanzaría una segunda estación, análoga a la anterior. Esta última también fue situada en una órbita cercana a la Tierra pero debido a una falla del bloque de aceleración de la IV etapa no pudo salir a una órbita interplanetaria, por lo que permaneció en órbita y recibió la denominación de Kosmos-167. Después de 8 días terminó su existencia, al ingresar a la atmósfera.
El 29 de julio, y cuando se encontraba a una distancia de 12 millones de km de la Tierra se realizó una corrección de trayectoria de modo que el 18 de octubre la estación alcanzó la órbita de Venus. Aunque por el programa de vuelo estaba considerado realizar 2 correcciones la segunda no fue necesaria por cuanto la primera fue realizada con elevada precisión.
Cuando descendía a través de su atmósfera a una velocidad de 11 km/s (39600 km/h) y encontrándose a una altura de 44800 km sobre el lado nocturno del planeta se separó de la estación el aparato de descenso. La estación orbital seguiría entregando información de las capas superiores de la atmósfera de Venus y de su ionósfera* hasta ser destruida por la atmósfera del planeta.
*Capa que se encuentra entre 150-300 de altura y en que los gases que componen la atmósfera de Venus son ionizados tanto por la radiación UV que llega del Sol como por las partículas de alta energía que provienen tanto del Sol como del espacio, en general.
El aparato de descenso con su equipamiento científico se separó adecuadamente y por primera vez en la historia de la Cosmonáutica realizó mediciones directas de la composición de la atmósfera de Venus al descender hacia ella en paracaídas. El módulo de descenso ingresó a la atmósfera del planeta por el lado nocturno, cerca de la región del Ecuador, a unos 1500 km del terminador de la mañana*.
*Frontera de la zona nocturna con la zona iluminada por el Sol.
Durante el frenado la sobrecarga sobre el aparato alcanzó los 300 g. Después de la reducción de velocidad hasta 210 m/s (756 km/h) se puso en acción el sistema de paracaídas y se pusieron en operación el transmisor de radio y los instrumentos de medición, comenzándose la entrega de información a una velocidad de 1 bit por segundo.
El radio-observatorio de Jodrell Bank, en Inglaterra informó de la recepción de señales desde la superficie de Venus sin entender que eran enviadas durante el descenso en su atmósfera y por ello los especialistas soviéticos informaron que la estación había aterrizado en Venus.
El radioaltímetro indicaba entonces 26 km pero luego de que los datos fueron cuidadosamente analizados el valor creció hasta un rango de 61-65 km. Los valores de presión serían recibidos hasta el valor en que el manómetro indicó 7,3 atmósferas. Los valores de temperatura se recibirían durante 93 minutos, mientras se mantuvo el descenso en paracaídas, hasta una altura estimada de 28 km sobre superficie. En ese período la temperatura varió desde 33°C hasta 262°C
El radioaltímetro indicaba entonces 26 km pero luego de que los datos fueron cuidadosamente analizados el valor creció hasta un rango de 61-65 km. Los valores de presión serían recibidos hasta el valor en que el manómetro indicó 7,3 atmósferas. Los valores de temperatura se recibirían durante 93 minutos, mientras se mantuvo el descenso en paracaídas, hasta una altura estimada de 28 km sobre superficie. En ese período la temperatura varió desde 33°C hasta 262°C
Previo al vuelo de la Venera-4 se suponía que la presión en la superficie de Venus alcanzaba 10 atmósferas por lo que el aparato de descenso se calculó para operar hasta una presión de 20 atmósferas. Como resultado de ello terminó aplastado a 28 km de altura.
Su señal se interrumpió súbitamente 93 minutos después del inicio del descenso, a 25-26 km de su punto inicial y cuando la temperatura en el exterior era de 280°C y la presión de 15 atmósferas. Al principio todos pensaban que este era el momento para posarse sobre la superficie y que el Venera-4 lo lograría en condición de operación. Solo después de algunas semanas después de la comparación de los datos del Venera-4 con las mediciones del vehículo norteamericano Mariner 5, que pasó junto al planeta el 19 de octubre quedo claro que era un error. En realidad, a una altura de cerca de 28 km el aparato fue aplastado por la presión atmosférica que resultó mucho mayor de la considerada en su construcción. En cualquier caso, el aparato debía destruirse y posiblemente después de 95 minutos de operación se descargaron los acumuladores a bordo, luego se quemaron los paracaídas y el aparato de descenso cayo en caída libre sobre la superficie a una velocidad comparativamente baja debido a la elevada densidad de la atmósfera.
Resultados del vuelo
El principal resultado fue, sin duda, la realización de las primeras mediciones de temperatura, densidad, presión y de composición química del planeta.
Los analizadores gaseosos mostraron un contenido de CO2 en la atmósfera en torno a 90% en conjunto con escasa cantidad de oxígeno y de vapor de agua:
CO2, 90% +-10%
Nitrogeno molecular, < 2,5%
Oxigeno molecular, entre 0,4% - 1,6%
Vapor de agua, entre 0,05% - 0,7%
El contenido relativamente preponderante de CO2 resultó inesperado por cuanto inicialmente se esperaba que la atmósfera de Venus constara, al menos, de un 50% de nitrógeno molecular mientras que los científicos norteamericanos tomaron inicialmente con escepticismo los datos de la Venera-4. Sin embargo, los siguientes vuelos de estaciones automáticas confirmaron lo correcto de las mediciones.
Igualmente inesperado resulto el bajo contenido en la atmósfera de vapor de agua, lo que puso de inmediato punto final a las ideas de Venus como un planeta acuoso.
Igualmente inesperado resulto el bajo contenido en la atmósfera de vapor de agua, lo que puso de inmediato punto final a las ideas de Venus como un planeta acuoso.
Los equipos científicos mostraron la ausencia de campos de radiación mientras que el campo magnético del planeta resultó ser 3 mil veces menor que el terrestre. Además, con la ayuda de un indicador de radiación UV del Sol se encontró una corona de hidrógeno con un contenido mil veces menor de hidrógeno que sobre la superficie de la Tierra. No se encontraron átomos de oxígeno.
A pesar de que no se pudo alcanzar la superficie a partir de las mediciones se modificó por completo el modelo de la atmósfera de Venus estimándose un valor de presión en superficie en torno a 100 atmósferas terrestres.
La información realizada demostró cuán hostil era el medio venusiano y sirvió como punto de partida para planear futuras misiones. Se hizo ante todo evidente que los aparatos de descenso tenían que fortalecerse de manera significativa para soportar presiones y temperaturas excesivamente elevadas.
Sin embargo, el tiempo para transformar las futuras estaciones Venera-5 y 6 no era suficiente por lo que se enviarían de todos modos las estaciones con sus aparatos de descenso aunque reduciendo la superficie de sus paracaídas de freno hasta 12 m2 lo que les permitiría alcanzar valores más profundos de la atmósfera.
Después de la Venera-4 todas las misiones soviéticas a Venus resultarían exitosas, de modo que los aparatos espaciales llegaron a la órbita y los módulos de descenso se posaron sobre su superficie.
Sabiendo que los Estados Unidos no planeaban regresar a Venus por cuanto querían concentrarse en Marte la URSS continuó desarrollando en solitario las investigaciones del planeta
Венера 5, Венера 6. Venera-5, Venera-6
Para la ventana de lanzamiento de
1969 el NPO Lavochkin preparó 2 nuevas estaciones espaciales de la serie ЗМВ.
Por cuanto la Venera-4 había soportado hasta 93 minutos de descenso y se destruyó debido a la elevada presión atmosférica,
encontrándose aún a gran altura, se
decidió que los nuevos aparatos de descenso debían ser mas sólidos y descender
con mayor rapidez para que durante el tiempo de operación de los acumuladores
alcanzaran capas mas profundas de la atmósfera.
Los aparatos resultaron totalmente equivalentes a la Venera-4 pero calculados para presiones mayores del entorno y apertrechados con un paracaídas de menor superficie para un descenso mas rápido. Además, se introdujeron cambios a la construcción de las estaciones en sí para que pudieron soportar mayores velocidades de ingreso a la atmósfera.
Los aparatos resultaron totalmente equivalentes a la Venera-4 pero calculados para presiones mayores del entorno y apertrechados con un paracaídas de menor superficie para un descenso mas rápido. Además, se introdujeron cambios a la construcción de las estaciones en sí para que pudieron soportar mayores velocidades de ingreso a la atmósfera.
A partir del análisis de todo el conjunto de datos de las mediciones directas de la
Venera-4 y de las mediciones de ocultación de radio de la Mariner-5*, sumadas a las mediciones de radio-localización en tierra del radio de Venus se concluyó que la presión de la atmósfera en el momento de interrupción de la señal con la
Venera-4 superaba ampliamente las características de solidez del aparato de
descenso y que tanto la temperatura y la presión en superficie eran
significativamente superiores.
*Nave espacial de 244,9 kg designada para sobrevolar el planeta Venus la cual despegó de Cabo Cañaveral el 14 de junio de 1967 en un cohete-portador Atlas-Agena-D. Fue diseñado originalmente como reserva de la Mariner-4 (la cual despegó el 28 de noviembre de 1964) para luego ser modificado y enviado a Venus, planeta al que llegó el 19 de octubre, sobrevolando a una altura de 3990 km. Por medio de su exploración de la atmósfera, con instrumentos más sensibles que su predecesora, la Mariner-2, logró en conjunto con los datos de la Venera-4 establecer que las condiciones de densidad y temperatura en superficie de Venus eran mucho mayores a las previamente estimadas. Su misión concluiría al mes siguiente.
Estas conclusiones fueron precedidas por casi 2 años de discusiones entre los científicos sobre si la Venera-4 había alcanzado o no la superficie de Venus. En marzo de 1968 científicos norteamericanos y soviéticos se reunirían por primera vez en Tusan, Estados Unidos, luego en mayo del mismo año en la conferencia COSPAR* en Tokio y en una tercera ocasión, en octubre en un simposio sobre la Luna y los planetas en Kiev. Como resultado llegaron a la conclusión conjunta de que la temperatura en la superficie de Venus alcanzaba 472°C y la presión, 90 bar.
*Comittee on Space Research, Comisión de investigación espacial, organismo internacional creado en 1958 con el propósito de promover la investigación científica internacional sobre el espacio. Cada 2 años convoca a una asamblea general, la última de las cuales debería tener lugar a inicios de 2021, en Sidney, Australia.
Pero el resultado de estas extensas discusiones no podría influir en los siguientes lanzamientos, dado el pequeño intervalo de tiempo entre las ventanas de lanzamiento. Y aunque resultaba claro que la presión de la atmósfera superaba ampliamente los 18 bar, sin tener tiempo para cambios sustanciales el NPO Lavochkin se esforzó en incrementar la solidez del aparato de descenso para soportar hasta 25 bar.
*Nave espacial de 244,9 kg designada para sobrevolar el planeta Venus la cual despegó de Cabo Cañaveral el 14 de junio de 1967 en un cohete-portador Atlas-Agena-D. Fue diseñado originalmente como reserva de la Mariner-4 (la cual despegó el 28 de noviembre de 1964) para luego ser modificado y enviado a Venus, planeta al que llegó el 19 de octubre, sobrevolando a una altura de 3990 km. Por medio de su exploración de la atmósfera, con instrumentos más sensibles que su predecesora, la Mariner-2, logró en conjunto con los datos de la Venera-4 establecer que las condiciones de densidad y temperatura en superficie de Venus eran mucho mayores a las previamente estimadas. Su misión concluiría al mes siguiente.
Estas conclusiones fueron precedidas por casi 2 años de discusiones entre los científicos sobre si la Venera-4 había alcanzado o no la superficie de Venus. En marzo de 1968 científicos norteamericanos y soviéticos se reunirían por primera vez en Tusan, Estados Unidos, luego en mayo del mismo año en la conferencia COSPAR* en Tokio y en una tercera ocasión, en octubre en un simposio sobre la Luna y los planetas en Kiev. Como resultado llegaron a la conclusión conjunta de que la temperatura en la superficie de Venus alcanzaba 472°C y la presión, 90 bar.
*Comittee on Space Research, Comisión de investigación espacial, organismo internacional creado en 1958 con el propósito de promover la investigación científica internacional sobre el espacio. Cada 2 años convoca a una asamblea general, la última de las cuales debería tener lugar a inicios de 2021, en Sidney, Australia.
Pero el resultado de estas extensas discusiones no podría influir en los siguientes lanzamientos, dado el pequeño intervalo de tiempo entre las ventanas de lanzamiento. Y aunque resultaba claro que la presión de la atmósfera superaba ampliamente los 18 bar, sin tener tiempo para cambios sustanciales el NPO Lavochkin se esforzó en incrementar la solidez del aparato de descenso para soportar hasta 25 bar.
Venera-5, Venera-6
El 5 y el 10 de enero de 1969, respectivamente, partieron en vuelo 2 estaciones, denominadas Venera-5 y Venera-6.
Por primera vez ambos despegues fueron satisfactorios y las 2 estaciones partieron rumbo a Venus. Por su construcción eran análogas a la Venera-4 con exclusión del aparato de descenso que fue considerado para operar con una presión de hasta 25 atmósferas. No era suficiente pero se decidió utilizar los lanzamientos de la Venera-5 y de la Venera-6 como una oportunidad para recibir datos de la atmósfera venusiana con ayuda de equipamiento más preciso previendo, como lo informaron los medios de comunicación soviéticos, ya para la siguiente ventana de lanzamiento crear una nueva nave espacial, calculada de manera más acorde a las condiciones propias de la atmósfera y la superficie de Venus dado que ya se tenía presente que para la realización de mediciones en capas inferiores de la atmósfera y sobre su superficie eran necesarios aparatos de descenso capaces de soportar una presión exterior superior a 100 atmósferas y una temperatura exterior de hasta +475°C.
La masa de la estación espacial de la Venera-5 alcanzaba 1138 kg, de los cuales 405 kg correspondían al aparato de descenso. Su aparato orbital era prácticamente idéntico al de la Venera-4, pues solo se le había retirado el magnitómetro, lo que significó una reducción de 14 kg de peso dado el aumento en peso que tendría el aparato de descenso.
En tanto, el aparato de descenso se sometió a cambios sustanciales, siendo proyectado para una presión exterior de 25 atmósferas y una temperatura en la superficie del planeta de 290 +- 10°C. Todo esto llevo a incrementar significativamente la solidez en la construcción del aparato de descenso a cuenta de un aumento en el espesor del aparato. Además, para incrementar la solidez del aparato de descenso, cuya masa creció hasta 33 kg, se incrementó desde 2 a 2,5 atmósferas la presión del gas al interior del aparato de descenso.
Considerando la mayor presión de la atmósfera se redujo la magnitud de la superficie de las cúpulas de los paracaídas de frenado y principal, a 1,9 m2 en vez de 2,2 m2, y a 12 m2, en vez de 55 m2, respectivamente, lo cual llevaría a una reducción del tiempo de descenso en la atmósfera de modo de favorecer la llegada a superficie o a alturas más cercanas a ella. En cuanto a la cúpula del paracaídas fue elaborada con una tela especial resistente al calor que conservaba su capacidad de operar con temperaturas del entorno superiores a 500°C.
Ambas estaciones alcanzaron el planeta y lanzaron sus respectivos aparatos de descenso. El Venera-5 arribó a Venus el 16 de mayo de 1969 mientras que el Venera-6 lo hizo el 17 de mayo. Los aparatos orbitales de la Venera-5 y la Venera-6 realizarían mediciones de las capas superiores de la atmósfera y la ionosfera mientras no se destruyeron tras su ingreso a capas inferiores.
Después de la apertura del paracaídas los aparatos de descenso encendieron su instrumental científico y comenzaron la transmisión de datos hacia la Tierra. Todo el descenso en paracaídas tomó cerca de 50 minutos, luego de lo cual, a una altura de 18 km y con una presión cercana a 27 atmósfera ambos aparatos fueron aplastados por la presión.
Vuelo de la estación Venera-5
La Venera-5 fue lanzada el 5 de enero de 1969 y el 14 de marzo, a una distancia de 15,5 millones de km de la Tierra, se realizó una maniobra de corrección de su curso lo que la llevó a alcanzar Venus el 16 de mayo después de 131 días después de viaje.
El aparato de descenso se separó a una distancia de 37 mil km del planeta ingresando a la atmósfera a una velocidad de 11,17 km/s (40212 km/h) y con un ángulo de ataque de 65°.
Después del despliegue del paracaídas se encendieron los equipos científicos y se dio inicio a la transmisión de información científica a la Tierra. Durante el descenso en el paracaídas en el lado nocturno a 3° de latitud Sur y 18° de longitud Este la Venera-5 realizo en el curso de 53 minutos mediciones directas de las propiedades de la atmósfera, entregando una serie de indicaciones calculadas para los instrumentos con un periodo de 45 segundos.
Todo el tiempo de descenso de la capsula de descenso en la atmósfera el radioaltímetro operó correctamente y entregó 3 valores de altura: 40,4 km, 31,9 km y 23,8 km. Esto permitió de manera bastante precisa vincular las mediciones de los instrumentos científicos en el curso de todo el descenso en paracaídas, el cual se extendió por 52,5 minutos.
Se realizaron mediciones de temperatura, de presión, de iluminación y de
composición química de la atmósfera del planeta en sectores cambiando la temperatura desde 25°C hasta 320°C, y la presión desde 0,5 hasta 27
atmósferas lo que correspondía a una rango de alturas de 55 hasta 18 km sobre la
superficie.
La transmisión se interrumpió a una altura de unos 18 km cuando la presión era de 27 atmósferas lo que superaba los valores calculados para el aparato de descenso (25 atmósferas) . En este momento la temperatura en el exterior alcanzaba 320°C mientras que al interior del aparato no superaba los 28°C.
El programa de vuelo de la estación Venera-5 resultó realizado íntegramente.
Resultados
La estación Venera-5 continuó con el análisis de la atmósfera de Venus iniciado por la Venera-4. El primer análisis de composición de la atmósfera en el aparato de descenso de la estación Venera-5 se realizó poco después de la apertura del paracaídas principal cuando la presión de la atmósfera alcanzaba 0,6 atmósfera y la temperatura unos 25°C. La segunda vez la composición fue analizada bajo una condición de 5 atmósferas y 150°C, obteniéndose una composición de 97% de CO2, 2% de nitrógeno y no más de 0,1% de oxígeno. Se encontró vapor de agua en cantidades no significativas.
Los datos de densidad de la atmósfera recibidos no se pudieron realizar a consecuencia de defectos del instrumento.
La transmisión se interrumpió a una altura de unos 18 km cuando la presión era de 27 atmósferas lo que superaba los valores calculados para el aparato de descenso (25 atmósferas) . En este momento la temperatura en el exterior alcanzaba 320°C mientras que al interior del aparato no superaba los 28°C.
El programa de vuelo de la estación Venera-5 resultó realizado íntegramente.
La estación Venera-5 continuó con el análisis de la atmósfera de Venus iniciado por la Venera-4. El primer análisis de composición de la atmósfera en el aparato de descenso de la estación Venera-5 se realizó poco después de la apertura del paracaídas principal cuando la presión de la atmósfera alcanzaba 0,6 atmósfera y la temperatura unos 25°C. La segunda vez la composición fue analizada bajo una condición de 5 atmósferas y 150°C, obteniéndose una composición de 97% de CO2, 2% de nitrógeno y no más de 0,1% de oxígeno. Se encontró vapor de agua en cantidades no significativas.
Los datos de densidad de la atmósfera recibidos no se pudieron realizar a consecuencia de defectos del instrumento.
El fotómetro registró iluminación bajo el valor umbral, algo característico para el periodo nocturno.
Durante el período de vuelo se obtuvieron nuevos datos sobre la estructura de flujos de plasma (de viento solar) en las cercanías de Venus. Al acercarse al planeta se registraron cambios de estos flujos, característicos para el campo de envolvimiento de Venus por viento solar. Como se esperaba el frente de cambio de los flujos de plasma se observó a una distancia de unos 28 mil km de la superficie del planeta (la estación Venera-4 descendió en el lado nocturno del planeta pero mas cerca al terminador por lo que cruzo este frente a una distancia de unos 19 mil km de la superficie del planeta).
Durante el período de vuelo se obtuvieron nuevos datos sobre la estructura de flujos de plasma (de viento solar) en las cercanías de Venus. Al acercarse al planeta se registraron cambios de estos flujos, característicos para el campo de envolvimiento de Venus por viento solar. Como se esperaba el frente de cambio de los flujos de plasma se observó a una distancia de unos 28 mil km de la superficie del planeta (la estación Venera-4 descendió en el lado nocturno del planeta pero mas cerca al terminador por lo que cruzo este frente a una distancia de unos 19 mil km de la superficie del planeta).
Aparato interplanetario, Venera-6
La estación automática Venera-6, con un peso de 1138 kg, era completamente análoga a la estación Venera-5 tanto por su construcción, tareas y
esquema de vuelo como por la composición de su equipamiento científico. Tal como ella llevaba un aparato de descenso, de 405 kg, hacia la atmósfera de Venus.
Fue lanzada desde el cosmódromo de Baykonur el 10 de enero de 1969 por un cohete-portador Molniya-M. El 16 de marzo a una distancia de 15,535 millones de km de la Tierra se realizó una corrección del curso mientras que el 17 de mayo, un día después del Venera-5, llegó al planeta luego de haber viajado 127 días. El vuelo hacia Venus se llevo a cabo desde el lado sombrío en relación al Sol. El lugar de ingreso de la estación a la atmósfera se encontraba en el lado nocturno del planeta a una distancia de unos 2700 km de la linea del terminador matutino*
*Línea que se va desplazando y que separa el lado iluminado del lado no iluminado de un cuerpo celeste. En un cuerpo de forma esférica se distingue como una semi-elipse.
El aparato de descenso se separó a una distancia de 25 mil km e ingreso a la atmósfera a 3 mil km del lugar de ingreso a la atmósfera del aparato de descenso de la Venera-5. El descenso se produjo en el lado nocturno, a 5° de latitud sur y 23° de longitud este.
Tras el despliegue del paracaídas se encendieron los equipos científicos y comenzó la transmisión de información científica hacia la Tierra. La transmisión de datos de las mediciones científicas se prolongó por 51 minutos perdiéndose la señal a una altura aproximada de 18 km, cuando la presión alcanzaba 27 atmósferas.
En total durante el tiempo de descenso de cada aparato en paracaídas se realizaron mas de 70 mediciones de temperatura y mas de 50 mediciones de presión además de mediciones de iluminación y de composición química del planeta, variando la temperatura entre 25-320°C y la presión entre 0,5 y 27 atmósferas, lo que equivalía a un rango de alturas de 55-18 km.
Tal como con la cápsula de descenso de la Venera-5, la de la Venera-6 realizó en 2 ocasiones toma de muestras para el análisis de la composición gaseosa de la atmósfera. El primer análisis de la composición atmosférica fue llevado a cabo pronto después del despliegue del paracaídas principal, cuando la presión de la atmósfera alcanzaba cerca de 2 atmósferas y la temperatura era cercana a 85°C. La segunda vez la composición fue examinada con una presión de unas 10 atmósferas y una presión cercana a 225°C.
Esquema de vuelo de las naves espaciales automaticas, Venera-5 y Venera-6
Resultados
Los aparatos de descenso de la
Venera-5 y de la Venera-6 entregaron datos de mas de 70 mediciones de
temperatura y 50 mediciones de presión en el curso del descenso desde 55 hasta
18 km, en la cual se produjo la destrucción.
En cada aparato de descenso se
realizaron 2 mediciones de composición química: A 0,6 y 5 bar (Venera-5) y
a 2 y 10 bar (Venera-6). Los resultados obtenidos resultaron mutuamente
acordados y en total correlación con los datos de la Venera-4:
Ninguno de los fotómetros registró
alguna iluminación de la atmósfera aunque el fotómetro de la Venera-5 registró
un valor mayor de iluminación directamente antes de desconectarse. Pudo
tratarse de la descarga de un rayo pero en consideración del momento
probablemente fue una descarga eléctrica determinada por la inevitable
destrucción del aparato.
Los aparatos orbitales de la
Venera-5 y la Venera-6 entregaron además datos de viento solar en el entorno de Venus
y de sus interrelaciones con el planeta.
1970, nueva ventana de lanzamiento
Los programas espaciales Venera números 4,
5 y 6 habían resultado un gran éxito para la Unión Soviética luego de cumplir su misión
principal: Entregar información detallada sobre las propiedades de
la atmósfera durante su descenso en paracaídas, algo que además tenía lugar por primera vez en la historia. Sin embargo, las condiciones de la atmósfera no permitieron que los aparatos de descenso pudieran sobrevivir hasta alcanzar la superficie de Venus.
Las discusiones sobre las condiciones en superficie, de acuerdo a los resultados de los vuelos de la Venera-4 y Mariner-5, llegarían a conclusiones demasiado tarde como para lograr modificar estructuralmente los aparatos de descenso de las próximas estaciones Venera-5 y Venera-6 en consideración de los valores de temperatura y presión estimados para la superficie de Venus. Pero, como ya se ha mencionado, se decidió lanzarlos para obtener datos adicionales sobre las condiciones de la atmósfera, lo que ambos aparatos realizaron a la perfección.
Como la URSS deseaba tener certeza esta vez de poder alcanzar la superficie del planeta sus ingenieros desarrollaron un nuevo aparato de descenso capaz de soportar 180 bar* y 540°C durante un período de 90 minutos. La masa adicional requerida para fortalecer el aparato haría necesario reducir la cantidad de instrumental científico del aparato orbital.
Las discusiones sobre las condiciones en superficie, de acuerdo a los resultados de los vuelos de la Venera-4 y Mariner-5, llegarían a conclusiones demasiado tarde como para lograr modificar estructuralmente los aparatos de descenso de las próximas estaciones Venera-5 y Venera-6 en consideración de los valores de temperatura y presión estimados para la superficie de Venus. Pero, como ya se ha mencionado, se decidió lanzarlos para obtener datos adicionales sobre las condiciones de la atmósfera, lo que ambos aparatos realizaron a la perfección.
Como la URSS deseaba tener certeza esta vez de poder alcanzar la superficie del planeta sus ingenieros desarrollaron un nuevo aparato de descenso capaz de soportar 180 bar* y 540°C durante un período de 90 minutos. La masa adicional requerida para fortalecer el aparato haría necesario reducir la cantidad de instrumental científico del aparato orbital.
*1 bar es una medida de presión correspondiente aproximadamente a 1 atmósfera (presión de nuestra atmósfera a nivel medio del mar) y también a 100 mil pascales. Proviene del griego Baros, peso. En meteorología la presión atmosférica por largo tiempo se midió de manera universal en milibares (0,001 bar), concepto que al igual que el bar fue introducido por el meteorólogo noruego, Vilhelm Bjerknes, fundador de la meteorología moderna, siendo posteriormente reemplazado en algunos países por el hPa (hectopascal), igual a 100 pascales, unidad que pertenece al Sistema internacional de medidas. En planetas con atmósfera enrarecida se usa el microbar como medida de presión, igual a 0,000001 bar.
El valor de 100 bar implica un valor de presión sobre la superficie de Venus igual a 100 veces la presión atmosférica a nivel del mar en la Tierra, lo que equivale aproximadamente a la presión a poco más de mil metros de profundidad en el océano.
El valor de 100 bar implica un valor de presión sobre la superficie de Venus igual a 100 veces la presión atmosférica a nivel del mar en la Tierra, lo que equivale aproximadamente a la presión a poco más de mil metros de profundidad en el océano.
Венера-7, Venera-7, aparato orbital
Este era idéntico a las Venera 4, 5 y 6 pero fue provisto con un menor número de instrumentos en consideración de la mayor masa que requería el aparato de descenso para protegerse de las hostiles condiciones del planeta.
Dado el incremento de casi 100 kg en la masa del aparato de descenso en comparación con los aparatos de descenso de las Venera 5 y 6 se tuvo que aligerar en sumo grado la sección orbital, retirándose todo el equipo científico excepto su contador de rayos cósmicos. Pero incluso después de esto la masa total del aparato (1180 kg) resultaba más de 40 kg superior a la masa de las Venera 5 o 6, (cada una de ellas pesaba 1138 kg) lo que superaba la capacidad de carga del cohete-portador Molniya-M, por lo que tuvo que incrementarse la capacidad de los estanques del bloque de aceleración (la IV etapa), que ahora pasó a denominarse НВЛ (NVL), lo que permitió agregar 140 kg de combustible.
Modulo de descenso
Para el diseño del aparato de descenso (490 kg) de la siguiente expedición a Venus se estableció una presión de 150 atmósferas y una temperatura de 540°C. A diferencias de las expediciones previas el propósito principal en el lanzamiento en 1970 era posarse sobre la superficie del planeta por lo tanto en la fuente de datos de ingreso se incluyó también la velocidad del viento en la superficie del planeta, la cual según los cálculos era de 1,5 m/s. A partir de dichas condiciones se diseñó un aparato de descenso esencialmente nuevo el cual debía soportar una presión que superaba 6 veces la presión calculada para las estaciones Venera-5 y Venera-6. Al mismo tiempo, se requería operar en superficie, es decir, con máxima presión, no menos de 30 minutos. Para soportar esa presión el casco del aparato de descenso no fue construido a partir de una aleación de magnesio-aluminio como en las anteriores Venera sino que de titanio de modo de garantizar su solidez ante una presión exterior de 180 atmósferas. Además,
El sistema de ingreso a la atmósfera adquirió forma más ovoidal para tener una mejor aislación térmica y dar cabida a un nuevo amortiguador. En vez de la anterior semi-esfera con una cubierta plana se utilizo una nueva capsula esférica con un elemento de resistencia a la presión para aumentar su solidez.
La aislación térmica se realizó con fibra de vidrio en forma de cientos de celdillas rellenas con lana de vidrio para reducir la transmisión de calor por convección* que simultáneamente jugaba el papel de amortiguador, adicional al ya existente, para el contacto del aparato con la superficie del planeta.
Se modificó por completo la composición del equipamiento científico. Ademas, para la medición de altura en el rango 25-1 km se instaló un nuevo radioaltímetro. En relación con el cambio en los equipos científicos en el aparato de descenso y la sucesión de comandos de su funcionamiento se requería incrementar también el volumen de las baterías de acumulación. En vez de cadmio-níquel se instalaron baterías de plomo-zinc, cuyas baterías solares se comenzarían a cargar 15 días antes de sobrevolar Venus.
La aislación térmica se realizó con fibra de vidrio en forma de cientos de celdillas rellenas con lana de vidrio para reducir la transmisión de calor por convección* que simultáneamente jugaba el papel de amortiguador, adicional al ya existente, para el contacto del aparato con la superficie del planeta.
*Una de las 3 formas de transferencia de calor, en este caso debido al desplazamiento de moléculas a través de un fluido de manera natural, por diferencia de densidades, o forzada. En el caso del aparato de descenso implicaba la transferencia de calor desde el casco externo hacia el interior por calentamiento de las capas internas de aire o por la transformación interna del mismo casco ante el calor de la superficie de Venus.
Los sensores de temperatura y presión se instalaron en la parte exterior de la cubierta bajo la escotilla superior. La construcción pasó sus pruebas en una nueva cámara termobárica especialmente creada en el NPO Lavochkin con presiones de 150 bar y temperaturas de 540°C.
El propósito del vuelo consistía en alcanzar lo antes posible la superficie conservando la capacidad de operación de la cápsula del aparato de descenso para que no se recalentara tan rápidamente durante su descenso y para que se extendiera en la mayor medida posible su funcionamiento durante su operación en superficie. Se utilizó solo 1 paracaídas, en vez de los sistemas anteriores de 2 etapas de paracaídas, confeccionándose con 4 capas de una tela de producción nacional, llamada steklonitron*. Antes del primer despliegue estaba rizado, es decir, limitado por una cuerda, enrollada en torno de los filamentos del paracaídas para que la superficie de su cúpula no superara los 1,8 m2, un valor significativamente menor que la superficie del paracaídas principal en los anteriores lanzamientos (en la Venera-4 su superficie era de 2,8 m2) para proveer un descenso más rápido en la densa atmósfera.
*Una variedad de fibra de vidrio con acrílico.
Pero la cuerda, que limitaba la superficie del paracaídas, estaba hecha de un material que se derretía en la atmósfera con una temperatura de 200°C luego de lo cual el paracaídas se desplegaba por completo así que su superficie se incrementaba hasta 2,5 m2 para permitir un aterrizaje suave.
Se modificó por completo la composición del equipamiento científico. Ademas, para la medición de altura en el rango 25-1 km se instaló un nuevo radioaltímetro. En relación con el cambio en los equipos científicos en el aparato de descenso y la sucesión de comandos de su funcionamiento se requería incrementar también el volumen de las baterías de acumulación. En vez de cadmio-níquel se instalaron baterías de plomo-zinc, cuyas baterías solares se comenzarían a cargar 15 días antes de sobrevolar Venus.
Con el propósito de aumentar el tiempo de vida en superficie, el aparato de descenso se enfriaba hasta una temperatura de -8°C previamente a su separación del aparato orbital, calculándose su duración sobre la superficie en 90 minutos.
El 17 de agosto de 1970, a las
08:38 en hora de Moscú fue lanzada desde Baykonur la estación espacial
interplanetaria automática, Venera-7. Tanto el 2 de octubre como el 17 de noviembre se realizaron correctamente correcciones en la porción temporal de la trayectoria de vuelo.
La fase activa del vuelo de la Venera-7 se inició con la aproximación al planeta el 12 de diciembre cuando los acumuladores del aparato de descenso se cargaron con las baterías solares de la estación espacial. Además, se enfrió hasta -8°C su sección interior de instrumentos.
Se trataba del primer aterrizaje de un aparato espacial terrestre, en plena operación, en otro planeta, luego de un nuevo intento de la URSS, el tercero, para posarse sobre la superficie de otro planeta.
Descenso a través de la atmósfera de Venus
La fase activa del vuelo de la Venera-7 se inició con la aproximación al planeta el 12 de diciembre cuando los acumuladores del aparato de descenso se cargaron con las baterías solares de la estación espacial. Además, se enfrió hasta -8°C su sección interior de instrumentos.
El 15 de diciembre se separó del aparato orbital el aparato de descenso, el cual ingresó a la atmósfera con una velocidad de 11,5 km/s (41400 km/h) y a una altura de 135 km. Cuando alcanzó los 54 km su velocidad se redujo hasta 200 m/s (720 km/h). Entonces se contaba con una presión de 0,7 bar y, precisamente ya en la capa de nubes, se desplegó el paracaídas.
El aparato de descenso entregó información durante 35 minutos, sumergiéndose en su atmósfera para luego llegar a superficie y entregar información por otros 23 minutos desde el sector oscurecido del planeta, a 2 mil km del inicio del sector iluminado en ese momento. El lugar del aterrizaje se encontraba en 5° de latitud sur y 351° de longitud este.
El aparato de descenso entregó información durante 35 minutos, sumergiéndose en su atmósfera para luego llegar a superficie y entregar información por otros 23 minutos desde el sector oscurecido del planeta, a 2 mil km del inicio del sector iluminado en ese momento. El lugar del aterrizaje se encontraba en 5° de latitud sur y 351° de longitud este.
Se trataba del primer aterrizaje de un aparato espacial terrestre, en plena operación, en otro planeta, luego de un nuevo intento de la URSS, el tercero, para posarse sobre la superficie de otro planeta.
Descenso a través de la atmósfera de Venus
Pero el éxito de la misión no fue evidente de inmediato pues inicialmente se pensó que el aparato de descenso no había podido alcanzar en operación normal la superficie por cuanto los últimos minutos del descenso transcurrieron a una velocidad superior a la calculada.
Resultó que 6 minutos después de desplegarse el paracaídas por completo éste comenzó a rajarse por lo que la velocidad de caída comenzó a aumentar al tiempo que el aparato se iba sacudiendo cada vez mas fuerte.
Tras varios minutos antes del momento de contacto con superficie el paracaídas dejó por completo de operar y el aparato cayo en caída libre durante 29 minutos alcanzando superficie a una velocidad de 16,5 m/s (59 km/h). Su señal desapareció en medio del ruido por lo que inicialmente parecía que el aparato se había destruido. En ese momento, las autoridades decidieron mantener silencio.
Resultó que 6 minutos después de desplegarse el paracaídas por completo éste comenzó a rajarse por lo que la velocidad de caída comenzó a aumentar al tiempo que el aparato se iba sacudiendo cada vez mas fuerte.
Tras varios minutos antes del momento de contacto con superficie el paracaídas dejó por completo de operar y el aparato cayo en caída libre durante 29 minutos alcanzando superficie a una velocidad de 16,5 m/s (59 km/h). Su señal desapareció en medio del ruido por lo que inicialmente parecía que el aparato se había destruido. En ese momento, las autoridades decidieron mantener silencio.
La revisión de la información que había entregado el aparato se analizó en el curso de las siguientes semanas, lo que afortunadamente permitió obtener el perfil completo de su descenso en términos de presión y temperatura además de señales desde la superficie de intensidad mucho más tenue de la esperada dado el ángulo de inclinación en que quedó situada la antena del aparato tras el impacto.
En su breve período de funcionamiento los sensores del aparato lograron establecer e informar una temperatura de 475°C y una presión de 90 atmósferas a nivel de superficie.
Si las misiones anteriores habían sembrado algunas dudas sobre las condiciones del planeta el Venera-7 terminó por aniquilar cualquier esperanza de un paraíso prehistórico sobre el planeta.
Resultados
En su breve período de funcionamiento los sensores del aparato lograron establecer e informar una temperatura de 475°C y una presión de 90 atmósferas a nivel de superficie.
Si las misiones anteriores habían sembrado algunas dudas sobre las condiciones del planeta el Venera-7 terminó por aniquilar cualquier esperanza de un paraíso prehistórico sobre el planeta.
Resultados
La estación de descenso de la Venera-7 alcanzó por primera vez la superficie en condición de operación de modo que se transformó en el primer aparato de descenso del mundo en realizar un aterrizaje exitoso sobre Venus. Este colosal resultado se produjo tras 17 lanzamientos de aparatos a Venus en el período 1960-1970, 3 de los cuales, comenzando con el histórico vuelo de la Venera-4 abrieron la esencia de la atmósfera del planeta, al medir parámetros, composición y estructura de su atmósfera, anticipando sin duda la realización de un aterrizaje controlado.
El aparato de descenso de la Venera-7 midió la temperatura de la atmósfera entre 55 km y superficie pero debido a una falla del conmutador de telemetría los datos sobre presión y las indicaciones del radioaltímetro no se pudieron recibir. Inicialmente se temió incluso que los valores de temperatura entregados fuesen de la temperatura al interior del aparato pero, afortunadamente, resultaron ser de la atmósfera y con la incorporación de las relaciones de la termodinámica y la aerodinámica del descenso y en combinación con los datos de las mediciones Doppler resulto además posible construir los perfiles de presión hasta la superficie. Las mediciones del desplazamiento Doppler* de la frecuencia portante del radiotransmisor del aparato de descenso permitieron obtener perfiles de altura de la velocidad horizontal y de la dirección del viento en la atmósfera entre 0-55 km de altura.
El aparato de descenso de la Venera-7 midió la temperatura de la atmósfera entre 55 km y superficie pero debido a una falla del conmutador de telemetría los datos sobre presión y las indicaciones del radioaltímetro no se pudieron recibir. Inicialmente se temió incluso que los valores de temperatura entregados fuesen de la temperatura al interior del aparato pero, afortunadamente, resultaron ser de la atmósfera y con la incorporación de las relaciones de la termodinámica y la aerodinámica del descenso y en combinación con los datos de las mediciones Doppler resulto además posible construir los perfiles de presión hasta la superficie. Las mediciones del desplazamiento Doppler* de la frecuencia portante del radiotransmisor del aparato de descenso permitieron obtener perfiles de altura de la velocidad horizontal y de la dirección del viento en la atmósfera entre 0-55 km de altura.
*Dispositivo de radiolocalización a bordo de, en este caso, un vehículo espacial fundado en el llamado efecto Dopler el cual permite determinar velocidad (magnitud y ángulo de desplazamiento) y coordenadas en relación a una superficie. El efecto Dopler se refiere al cambio de frecuencia de una fuente emisora de ondas en la medida que se va desplazando en relación a un receptor. El ejemplo más tradicional es el cambio de frecuencia de un vehículo en una carretera, cuando se acerca a alguien detenido a un costado de ella, sonido más agudo, en relación a cuando se aleja, sonido más grave. El efecto lleva el apellido del físico y matemático austríaco, Christian Doppler (1803-1853), su descubridor.
De acuerdo con las mediciones
análogas anteriores en los aparatos de descenso Venera 4, 5 y 6 resultó que la
velocidad del viento crecía con la altura y su dirección coincidía con la
dirección opuesta de giro del planeta en torno a su eje. Ese carácter de la
velocidad del viento en la atmósfera bajo las nubes coincidía bien con los
datos de las observaciones astronómicas en Tierra tras el movimiento de las
nubes en el rango UV de longitud de onda y probaba la presencia de una
súper-rotación de la atmósfera de Venus*. En la superficie la velocidad medida
del viento alcanzaba no menos de 2,5 m/s alcanzando decenas de metros a una
altura de cerca de 50 km. Las ultimas indicaciones del sensor de temperatura al
aterrizaje fueron entre 457-474°C, el ultimo valor respondía a las condiciones
en superficie. Esto correspondía con la presión calculada en superficie, de 92
bar.
*Ya en la década del ´60 los astrónomos notaron que la parte superior de la densa capa de nubes que cubre el planeta gira a gran velocidad, superando el propio giro del planeta en torno a su propio eje, de modo de dar la vuelta al planeta en 4 días terrestres. Su velocidad alcanza 360 km/h, fenómeno que fue denominado como "Superrotación"
Debido a una falla en el conmutador telemétrico se obtuvo solo información de la temperatura de la atmósfera de Venus en la porción de descenso y también en la superficie. De acuerdo a los datos recibidos se calculó la distribución de presión y densidad en la atmósfera de Venus en altura hasta la misma superficie. Resultaba que la presión en la superficie de Venus alcanzaba 90+-15 atmósferas mientras que la temperatura 475°+-20°C
En total, el aparato entregó a la Tierra información durante 53 minutos, incluyendo cerca de 20 minutos desde la misma superficie del planeta. Con el ingreso del aparato de descenso a la atmósfera se produjo una falla en el conmutador de telemetría como resultado de lo cual se entregó a la Tierra solo la temperatura externa, que varió desde 25 a 475°C Celsius en el curso de todo el descenso en la atmósfera y de la presencia del aparato en la superficie.
Debido a una falla en el conmutador telemétrico se obtuvo solo información de la temperatura de la atmósfera de Venus en la porción de descenso y también en la superficie. De acuerdo a los datos recibidos se calculó la distribución de presión y densidad en la atmósfera de Venus en altura hasta la misma superficie. Resultaba que la presión en la superficie de Venus alcanzaba 90+-15 atmósferas mientras que la temperatura 475°+-20°C
En total, el aparato entregó a la Tierra información durante 53 minutos, incluyendo cerca de 20 minutos desde la misma superficie del planeta. Con el ingreso del aparato de descenso a la atmósfera se produjo una falla en el conmutador de telemetría como resultado de lo cual se entregó a la Tierra solo la temperatura externa, que varió desde 25 a 475°C Celsius en el curso de todo el descenso en la atmósfera y de la presencia del aparato en la superficie.
En cuanto a las características del suelo a partir de datos indirectos se concluyó que era más duro que arena pero no mas rígida que piedra volcánica porosa*.
*Conocida en algunos lugares como piedra pómez.
*Conocida en algunos lugares como piedra pómez.
Kosmos-359
El 22 de agosto de 1970 a las 08:06:08 se realizó el lanzamiento del cohete-portador Molniya-M con una segunda estación, de 1180 kg, la cual por su construcción y composición de los sistemas a bordo además de su equipamiento científico era análoga a la de la estación Venera-7. Había sido diseñada para resistir hasta 180 bar de presión y 580°C de temperatura, valores significativamente mayores de los que se esperaba encontrar pero que se hacían cargo de la incertidumbre que aún existía sobre los mismos.
Las primeras 3 etapas del cohete-portador operaron con normalidad, permitiendo la salida a una órbita de apoyo cercana a la Tierra. Sin embargo, debido a una falla de un dispositivo del software se produjo una explosión del motor del bloque de la IV etapa por lo que la estación automática quedó atrapada en una órbita cercana a la Tierra. Todo el proceso de desarrollo de la situación de falla fue registrado por la telemetría obtenida tanto desde el bloque de aceleración como del aparato espacial.
La estación permaneció girando en una órbita elíptica en torno a la Tierra durante 410 días antes de ingresar a la atmósfera terrestre.
Tras el fracaso de la misión la nave espacial fue denominada como Kosmos-359.
Las primeras 3 etapas del cohete-portador operaron con normalidad, permitiendo la salida a una órbita de apoyo cercana a la Tierra. Sin embargo, debido a una falla de un dispositivo del software se produjo una explosión del motor del bloque de la IV etapa por lo que la estación automática quedó atrapada en una órbita cercana a la Tierra. Todo el proceso de desarrollo de la situación de falla fue registrado por la telemetría obtenida tanto desde el bloque de aceleración como del aparato espacial.
La estación permaneció girando en una órbita elíptica en torno a la Tierra durante 410 días antes de ingresar a la atmósfera terrestre.
Tras el fracaso de la misión la nave espacial fue denominada como Kosmos-359.
Летающие острова Венеры
A inicios de la década del ´70 el ingeniero y escritor soviético Сергей Викторович Житомирский
(Sergey Viktorovich Zhitomirski), partidario de la idea de colonizar los planetas del Sistema Solar publicó un articulo con el nombre de "Islas volantes de Venus" (Летающие острова Венеры).
El articulo apareció en el año 1971, en el número 9 de la revista Техника Молодежи (Tecnología para jóvenes)* en consideración de que para los especialistas la única variante posible para habitar Venus era hacerlo no en su superficie sino que en niveles superiores de su atmósfera, que contaba con valores de presión y temperatura más soportables.
*Revista de divulgación científica de publicación mensual que comenzó a editarse en la URSS desde julio de 1933. Daría pie a un programa de TV en época soviética, en los años ´70 y ´80, denominado Это вы можете (Usted también puede!). La publicación sigue editándose hasta el presente.
El artículo planteaba que una persona podía vivir en Venus exclusivamente en su atmósfera y a una altura de 50-60 km utilizando para esto aerostatos o dirigibles. Cada una de estas islas volantes tendría una cubierta esférica en cuyo interior habrían casas, jardines y parques en tanto que en los bordes exteriores de las plataformas se encontrarían especies de aeródromos para llevar a las personas de una isla a otra en aparatos volantes especialmente construidos para Venus. Cada isla en sí misma era también un aparato volante por cuanto estaba provista con poderosas hélices situados en la parte inferior de las plataformas.
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