Vénus Express

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Vénus Express
Representação artística da Vénus Express em órbita
Organização	ESSA
Contratadores	EADS Astrium
Tipo de missão	Orbitador polar
Satélite de	Vénus
Inserção orbital	11 de abril de 2006.
Lançamento	9 de novembro de 2005.
Foguete	Soyuz
Duração	Transcurso: 150 dias; em órbita: 1000 dias
NSSDC Id	2005-045A
Massa	1270 kg
Apogeo	66,000 km
Perigeo	250 km
Site	Vénus Express (ESSA)

Vénus Express é a primeira missão da Agência Espacial Européia (ESSA) ao planeta Vénus. Foi lançada em novembro de 2005 e espera-se que a missão conclua em dezembro de 2012 . Os objectivos científicos de Vénus Express são estudar a atmosfera, o médio de plasma e a superfície de Vénus em detalhe bem como as interacções superfície-atmosfera.

Vénus Express é controlada desde a base ESOC da Agência Espacial Européia (ESSA) em Darmstadt (Alemanha) e as comunicações com ela se realizam através da Estação de Rastreamento de Satélites de Espaço Profundo de Cebreros,^[1] Ávila (Espanha). A estação de New Norcia (Austrália), por sua vez, proporciona suporte ao experimento Lado (Vénus Rádio Science).^[2]

Desenvolvimento do projecto

A missão foi planificada e aprovada em um tempo record, tendo sido proposta no ano 2001 fazendo uso da tecnologia desenvolvida para a missão européia Mars Express. Vénus Express reutiliza também parte da instrumentação da missão Rosetta e compartilha uma parte importante de suas equipas científicas de controle de terra e análise científica. Não obstante, foram necessários várias mudanças, sobretudo relacionados com o controle térmico (ao estar bem mais perto Vénus do Sol que Marte, a sonda precisa uma maior protecção contra o calor), as comunicações e a produção eléctrica (ao igual que sucede com o controle térmico, a maior cercania ao Sol faz que a produção de energia por parte dos painéis solares seja superior, o que permite um menor tamanho destes).

Desenvolvimento da missão

A sonda foi transportada a bordo de um Antonov An-124 desde Toulouse (França) a Baikonur (Kazajistán), chegando o 7 de agosto de 2005 .^[3]Vénus Express foi lançada desde o Cosmódromo de Baikonur o 9 de novembro de 2005 ^[4] por um foguete Soyuz-FG/Fregat. Ainda que o lançamento inicial estava previsto o 26 de outubro teve que ser posposto por problemas de possível contaminação na montagem da cápsula Fregat.^[5] A viagem até Vénus durou 153 dias e, depois de 5 dias mais de manobras, colocou-se em sua órbita operacional.

O 11 de abril de 2006 começaram as manobras de inserção orbital que finalizaram em meados de maio atingindo a sonda sua órbita operacional definitiva. Já as primeiras observações preliminares mostraram detalhes inesperados na estrutura das nuvens polares mostrando um aparente duplo vórtice polar.^[6] A órbita na que se situou a sonda é uma elipse alongada com uma distância máxima de 66.000 km e uma distância mínima ao planeta de 250 km com seu pericentro localizado sobre o Pólo Norte e seu apocentro sobre o Pólo Sur.

O 14 de dezembro de 2006 concluiu o primeiro mapa de temperaturas do hemisfério sul.^[7]

Ainda que inicialmente estava previsto que a missão durasse uns 500 dias terrestres finalmente em fevereiro de 2007 se decidiu estender a duração da missão até inícios de 2009 .^[8]

Em junho de 2007 , aproveitando o segundo sobrevoo da sonda Messenger ao planeta Vénus, durante o que se aproximou ao mesmo até uma distância de 338 km,^[9] a ESSA e a NASA programaram e coordenaram várias observações conjuntas da atmosfera de Vénus.^[10]

Os primeiros resultados científicos foram publicados em um número especial da revista Nature o 29 de novembro de 2007 e incluíam relevantes dados sobre o passado da atmosfera de Vénus mais rica em água, a descoberta de um vórtice dipolar na região polar sul^[11] e a presença de relâmpagos eléctricos nas nuvens de ácido sulfúrico do planeta.

Outros resultados posteriores incluem o achado em maio de 2008 por parte dos instrumentos VIRTIS da sonda do grupo hidroxilo (OH) na atmosfera de Vénus, dados que foram publicados no número de maio da revista Astronomy and Astrophysics.^[12] Em setembro desse mesmo ano fizeram-se públicos os dados recolhidos até a data ao objecto de permitir o acesso da comunidade científica aos mesmos.^[13]

O 4 de fevereiro de 2009 a ESSA decidiu estender o período de operações até o 31 de dezembro de 2009.^[14]

Em julho de 2009 , concluiu-se um segundo mapa do hemisfério sul de Vénus, desta vez traçado em longitudes de onda infravermelhas.^[15]

O 7 de outubro de 2009 a ESSA decidiu prolongar oficialmente a missão até o 31 de dezembro de 2012.^[16]

Desenho

A nave espacial Vénus Express baseia-se no autocarro do satélite Mars Express, com um peso na descolagem de 1.240 kg, que inclui 93 kg de ónus útil e 570 kg de combustível. O autocarro principal é uma caixa retangular com dimensões de 1,65 x 1,7 x 1,4 metros. A estrutura do núcleo dentro da caixa compõe-se de um anel de alumínio adaptador ao veículo de lançamento, de 90 cm de diâmetro e 20 cm de alto, duas vigas de alumínio incorporado no anel, abraçadeiras de alumínio, dois andares para manter os depósitos de combustível, um andar superior e três shearwalls para proporcionar rigidez à estrutura. A propulsão é proporcionada por um sistema bipropelente que compreende um motor principal de 415-N montado no térreo e oito propulsores 10-N situados nos quatro cantos inferiores da sonda. Dois tanques de combustível de 267 litros, um com tetróxido de nitrógeno e outro com gracioso-hidracina methyll, se encontram montados no centro da estrutura do núcleo. Um tanque de 35,5 litros contém helio para seu uso na manutenção da pressão interna. Conta com duas rastreadores de estrelas, dois sensores da posição solar, e duas unidades de medida inercial integradas de giroscopios e acelerómetros.

Na órbita de Vénus dois painéis solares simétricos giratórios de 1.056 células solares com uma superfície total de 11,4 metros quadrados entrelazados com atiras de alumínio para minimizar o aquecimento fornecem uma potência de 1.100 W a 28 volts DC. A cada painel tem uma massa de 20,7 kg. A energia armazena-se em três baterías de litio de 24-Ah. As comunicações são redundantes através de transpondedores de banda dual, que contêm duas instâncias de transmissão/recepção correntes, a cada uma com um transmissor de banda X (8.419 MHz) e receptor (7.166 MHz) e um transmissor de banda S (2.296 MHz) e receptor (2.100 MHz). O sistema utiliza uma antena de banda de ganho de 1,3 metros e dois antenas de banda de baixo ganho omnidireccional. Também utiliza dois amplificadores de 65-W, uma unidade de distribuição de frequências de rádio, e uma unidade de interface de guia de onda. As taxas de baixada de até 262.000 kpps são possíveis. O controle térmico pasivo consegue-se mediante o uso de radiadores, múltiplas capas de aislante Kapton, canos de calor, cobertas solares e revestimentos anodizado sulfúrico.

Os dados armazenam-se em uma unidade de cor de 12 gigabits. Os instrumentos científicos baseiam-se nos instrumentos das missões Mars Express e Rosetta. Eles são: a Câmara de Monitoreo de Vénus, um reprodutor de imagens de grande angular; ASPERA, um combinado energético imagens átomo neutro, de iones, e o espectrómetro de elétrons e magnetómetros, PFS, um espectrómetro de infravermelhos de Fourier; SPICAV / SOIR, um espectrómetro UV / IR; VIRTIS, UV, visível, espectrómetro de imagens de infravermelhos; MAG, uma suite de duas magnetómetros, e Lado, um experimento de ciência de rádio.

Instrumentos

Os principais instrumentos científicos levados pela missão Vénus Express são:

Imagem a partir dos instrumentos VMC e VIRTIS.

ASPERA-4: "Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms", adaptado de ASPERA-3 na sonda Mars Express e adaptado ao ambiente mais hostil de Vénus.

MAG: Magnetómetro desenhado para explorar o campo magnético de Vénus. MAG é um instrumento desenvolvido a partir do instrumento ROMAP na missão Rosetta.

PFS: "Planetary Fourier Spectrometer", um espectrómetro de grande resolução espectral desenhado para operar no infravermelho entre 0,9µ e 45µ. Este instrumento não tem funcionado correctamente desde o lançamento da sonda e parte de seus objectivos científicos são objecto de investigação agora pelo instrumento VIRTIS. PFS devia realizar sondagens verticais da atmosfera de Vénus. O desenho estava adaptado de um instrumento anterior a bordo da missão Mars Express.

SPICAV: Acrónimo de "Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Vénus". Trata-se de um espectrómetro visual adaptado do instrumento SPICAM da missão Mars Express. Conta ademais com um canal adicional chamado SOIR (Solar Occultation at Infrared) para observar as ocultações do Sol através da atmosfera de Vénus obtendo informação de ambos corpos.

Lado: "Vénus Rádio Science" é um instrumento que permite observar as ocultações de sinais de rádio através da atmosfera ou refletidas desde a superfície. O sinal é captado desde estações de rádio na Terra proporcionando dados da ionosfera, a atmosfera e a superfície do planeta. Este instrumento está adaptado de um instrumento equivalente a bordo da missão Rosetta.

VIRTIS: "Visível and Infrared Thermal Imaging Spectrometer" é um espectrómetro de imagens capaz de obter imagens multiespectrales no infravermelho e o visível.