Ruimtetuig (veilig?) geland - deel 2
Begin van de jaren zestig van vorige eeuw werden er voor het eerst ruimtesondes richting andere planeten en de Maan gestuurd. Voor het eerst werd informatie van andere hemellichamen vergaard vanuit hun eigen omgeving, zowel vanuit enerzijds een omloopbaan en anderzijds vanaf het oppervlak van het hemelobject.
Met deze serie artikels belichten we de sondes die het oppervlak van een hemellichaam bereikten. Sommige daarvan crashten, al dan niet gecontroleerd op het oppervlak. Maar de meesten bezorgden ons nuttige informatie.
We beginnen met een overzicht van de landingen op de planeet Venus.
In het eerste artikel hadden we het over de landingen tot en met de Russische Venera 10.
In dit tweede artikel beginnen we met de enige Amerikaanse landing op Venus om vervolgens verder te gaan met de Russische landingen op Venus.
Pioneer Venus Multiprobe
De Pioneer Venus Multiprobe was, naast de veertien missies van de Sovjet-Unie, de enige van de NASA die afdaalde in de atmosfeer van Venus. Zoals de naam ‘Multiprobe’ zegt bestond ze uit vier sondes. De Multiprobe werd door de NASA gelanceerd op 8 augustus 1978. Eens Venus bereikt daalden er één grotere en drie kleinere sondes af in de atmosfeer. De vier sondes begonnen elk afzonderlijk aan hun afdaling op 8 december 1978.
Copyright afbeelding: NASA/Ames Research Center
De bedoeling was o.a. waarnemingen te doen van de samenstelling en de gelaagdheid van de atmosfeer tot de sondes het oppervlak bereikten. De sondes hadden geen fototoestel aan boord en waren niet voorzien van een landingsstel waardoor ze crashten op het Venusoppervlak. Eén van de kleinere sondes slaagde er desondanks in om gedurende ongeveer een uur na de onzachte landing info door te sturen.
De grote sonde was 150 centimeter in doornsnede, de drie kleinere elk 80 cm in doorsnede. Zij kwamen elk op verschillende plaatsen op het oppervlak van Venus terecht. Op een hoogte van ongeveer 50 km stelden de vier sondes dezelfde temperaturen vast. Aan het oppervlak werden er temperaturen gemeten van 448 tot 459 graden Celsius. De oppervlaktedruk varieerde van 86,2 bar tot 94,5 bar. De isotopen van argon aan het oppervlak weken duidelijk af van die tijdens de afdaling in de atmosfeer: van 36 tot 40 argon. Wat erop wees dat er een duidelijk verschil is tussen de atmosfeer van Venus en die van de Aarde.
Venera 11
De Venera 11 werd gelanceerd op 9 september 1978 en op 25 december van datzelfde jaar drong de landingscapsule de atmosfeer binnen met een snelheid van 11,2 km per seconde. De landing werd afgeremd door middel van een horizontale schijf bovenop de lander. Deze schijf bracht de landingssnelheid terug van 50 meter per seconde tot 8 meter per seconde. Op Aarde zou de lander dan als een steen omlaag vallen, maar de atmosfeer van Venus is veel dichter dan die van onze planeet. Een lander met een gewicht van honderden kilo’s valt op Venus naar beneden als een dwarrelend boomblad.
Venera 11 slaagde er niet in om foto’s van het oppervlak van Venus te maken wegens een probleem met de beschermkappen van de cameralenzen. De camera was nochtans voorzien om voor de eerste keer kleurenfoto’s te maken.
De lander kon dan weer wel aantonen dat het serieus bliksemt en dondert aan het oppervlak. Er werden 25 blikseminslagen per minuut vastgesteld waarbij één zeer harde klap minuten bleef nagalmen. De hemel op Venus is constant bewolkt en het zonlicht dat door de dichte wolken heen dringt zorgt voor een rode gloed. De verkenner leverde verrassende gegevens op over isotopen van argon. Onder andere op basis van deze waarnemingen begon men te vermoeden dat de oorspronkelijke atmosferen van de Aarde, Mars en Venus het gevolg zouden kunnen zijn van uitgestoten gassen bij vulkaanuitbarstingen.
Venera 11 kon gedurende 95 minuten gegevens doorsturen.
Venera 12
De Venera 12 werd gelanceerd op 14 september 1978 en op 21 december van datzelfde jaar dook de lander de atmosfeer van Venus in. Op 49 km hoogte werden de parachutes afgegooid. De landing nam ongeveer een uur in beslag en Venera 12 kwam op ongeveer 800 km afstand neer van de plek waar Venera 11 vier dagen later zou landen. Op Aarde kon men gedurende 110 minuten informatie ontvangen van de lander. De metingstoestellen stelden vast dat er weinig water aanwezig is in de atmosfeer van Venus. Tevens toonden de metingen de aanwezigheid van koolmonoxide op lage hoogte aan.
Bij het raken van de grond veroorzaakte het ruimtetuig een stofwolk die na 20 à 30 seconden optrok bij windsnelheden van 1 meter per seconde. Dit in contrast met Venera 11 die bij de landing geen stofwolken opmerkte. Venera 12 rapporteerde een temperatuur van 468° Celsius en een luchtdruk van 93,6 bar.
In tegenstelling tot Venera 11 die tijdens de afdaling heftige bliksem registreerde, verliep de afdaling van Venera 12 relatief rustig. Dit zou erop kunnen wijzen dat onweersbuien op Venus, net als op Aarde, zeer lokaal zijn. Desondanks merkte Venera 12 in de korte tijd dat hij functioneerde bijna duizend bliksemontladingen op. Verder nam de bliksemdetector uitbarstingen van laagfrequente radiogolven waar. Deze leken identiek aan die welke op Aarde tijdens onweersbuien plaatsvinden, maar wel veel heftiger. Er waren aanwijzingen dat ze diep in de atmosfeer, ver beneden het wolkendek, plaatsvonden. Mogelijke oorzaken hiervoor zijn bliksemschichten in wolken ontstaan tijdens vulkaanuitbarstingen.
In de dichte Venusatmosfeer zijn de waarnemingsomstandigheden ronduit slecht. Door verstrooid zonlicht oogt de lucht oranje tot roodachtig. In de onderste atmosfeerlagen is het oppervlak van Venus al onzichtbaar vanaf een hoogte van enkele kilometers. Een waarnemer aan het oppervlak ziet de rotsachtige omgeving overgaan in oranje lucht. Het wolkendek blijft vanaf de grond onzichtbaar, op enige lichter of donkerder gekleurde plekken in de lucht na.
Venera 12 slaagde er net zoals Venera 11 niet in om kleurenfoto's vanaf het Venusoppervlak te maken. Ook hier lag de oorzaak bij de beschermkappen. Het ontwerp van de beschermkappen voor de cameralenzen, die tijdens de missies van Venera 9 en 10 een probleem vormden, was namelijk gewijzigd. En net zoals bij Venera 11 functioneerden het instrument om bodemmonsters te nemen en de boor niet.
Venera 13
Venera 13 werd op 30 oktober 1981 gelanceerd en op 1 maart 1982 bereikte de lander de atmosfeer van Venus. Na een afdaling van een uur landde de sonde veilig op het oppervlak van de planeet. Alhoewel de lander ontworpen was om maximum 32 minuten te overleven, bleef Venera 13 maar liefst 127 minuten operationeel. De lander analyseerde een bodemmonster. Het vertoonde gelijkenis met aards basalt en bestond uit tefriet met een hoog kaliumgehalte. De bodem vertoonde eigenschappen van compacte vulkanische as (tufsteen).
Ditmaal werkten de kleurencamera’s wel en de Venera 13 kon de eerste kleurenfoto’s doorsturen van het Venusoppervlak. Naast een panoramabeeld van 360° stuurde de sonde acht foto’s door van een ruig landschap bezaaid met hoekige oranjebruine rotsen en fijn donker stof, dat met een windsnelheid van 1 à 2 km per uur tegen de lander blies. De hemel kleurde oranje en de horizon leek slechts 100 meter ver, mogelijk door luchtspiegeling.
Omdat de foto's niet publiek zijn (beschermd door copyright): klik hier voor een kleurenbeeld van het Venusoppervlak.
De Venera 13 was uitgerust met microfoons die het geluid van de wind registreerden zodat men die later kon analyseren. De temperatuur op de landingsplaats varieerde tussen 457 en 465 graden Celsius,5, de luchtdruk varieerde van 84 tot 89,5 bar.
Venera 14
Venera 14 werd gelanceerd op 4 november 1981. Op 5 maart 1982 daalde de lander af in de atmosfeer van Venus. Op 63 km boven het planeetoppervlak werd de parachute ontplooid en konden de instrumenten voor waarnemingen in de atmosfeer gebruikt worden.
Net zoals bij de Venera 13 was deze sonde uitgerust met kleurencamera’s en met microfoons die het geluid van de wind registreerden zodat men die later kon analyseren. Uit analyse van de samenstelling van de bodem bleek dat die was samengesteld uit tholetisch basalt, een gesteente dat relatief rijk is aan ijzer en arm aan alkalimetalen en aluminium. Er werd een windsnelheid gemeten van 0,3 meter tot 0,5 meter per seconde. Venera 14 functioneerde gedurende 57 minuten en registreerde een temperatuur van 465 graden Celsius en een druk van 94 bar.
Copyright afbeelding: Post of Sovjet Union, Public Domain
Vega 1
Vega 1 en Vega 2 zijn de twee laatste sondes die landden op de planeet Venus. Vega is een samentrekking van ‘Venera’ en ‘Galleya’. Galleya is Russisch voor Halley. De twee Vega’s bestonden elk uit twee sondes: één die afdaalde naar het oppervlak van Venus en een andere die na een scheervlucht langs Venus verder vloog naar de komeet van Halley.
Vega 1 werd gelanceerd op 15 december 1984. De lander was van hetzelfde type als die van Venera 9 tot Venera 14. Terwijl het moederschip haar weg voortzette naar de komeet van Halley, dook de Vega lander op 11 juni 1985 de atmosfeer van Venus in. Vijftien seconden later, op een hoogte van 64 km, ontplooide de remparachute zich.
Voor het eerst liet een landingscapsule een ballon los die zweefde op een hoogte van 54 km door de actiefste laag van het dichte wolkendek en informatie verzamelde over de bewegingen, structuur en eigenschappen van de wolken. Twee dagen lang zweefde de ballon door de atmosfeer van Venus tot het radiocontact verloren ging.
Door een heftige schok op 18 km hoogte werd de grondboor te vroeg ingeschakeld, waardoor die niet in werking kon komen.
Vega 1 voerde een geslaagde landing uit en kwam neer in laaggelegen gebied, zo'n 600 meter onder 'zeeniveau'. De massaspectrometer leverde interessante gegevens op. De gemeten temperatuur op de landingsplaats bedroeg 467 graden Celsius en de luchtdruk 95 bar.
Na 56 minuten aan het oppervlak verloor de vluchtleiding alle verdere radiocontact.
Vega 2
De Vega 2 was identiek aan de Vega 1. Vega 2 werd gelanceerd op 21 december 1984 en bereikt Venus op 15 juni 1985. Het moederschip zette haar reis verder richting de komeet van Halley terwijl de landingsmodule haar afdaling in de atmosfeer van Venus inzette.
De lander kwam terecht op een plek ongeveer 100 meter boven 'zeeniveau', de druk bedroeg 91 bar en de temperatuur 463 graden Celsius.
Net zoals bij Vega 1 werd er door de lander een ballon losgelaten in de atmosfeer. De ballon legde een afstand van 11.100 km af tot het radiocontact verloren ging op 17 juni 1985, twee dagen nadat de ballon haar reis door de atmosfeer begon.
De lander bleef 56 minuten actief.
Conclusie
Tussen de eerste en de laatste landing op Venus verliepen er 16 jaar. In die periode bereikten 15 sondes (waarvan 14 door de toenmalige Sovjet-Unie) het oppervlak van Venus. Buiten gegevens over de extreme en onverwachte omstandigheden op Venus leverden al die landingen niet zoveel informatie op. Venera 13 kon met 127 minuten het langst weerstaan aan de extreme omstandigheden op de planeet.
In de loop van de zestien jaar dat de Sovjet-Unie toestellen liet landen op Venus werden progressief verbeteringen aangebracht aan de apparatuur op basis van wat men leerde uit eerdere mislukkingen.
Na 1985 werden er geen sondes meer naar het oppervlak van Venus gestuurd wegens de beperkte info die dergelijke missies opleverden.
In de jaren die daarop volgden konden onderzoekers met Magellan (NASA) en Venus Expres (ESA) die opereerden vanuit een omloopbaan rond Venus via radarwaarnemingen heel wat nieuwe informatie verzamelen.
En de Japanse satelliet Akatsuki (JAXA) is momenteel (maart 2024) nog steeds actief bezig met onderzoek vanuit een omloopbaan rond Venus.
Copyright afbeelding: NASA Magellan
Tekst: Guido Hemeleers, maart 2024