Bemannad Venus flyger förbi

Planeten Venus, sedd i sann färg från Mariner 10

Manned Venus Flyby var ett förslag från NASA 1967–1968 att skicka tre astronauter på ett flygförbi -uppdrag till Venus i en Apollo-härledd rymdfarkost 1973–1974, med hjälp av gravitationshjälp för att förkorta återresan till jorden.

Apollo applikationsprogram

Utskärningsdiagram av rymdfarkosten Venus som flyger förbi.

I mitten av 1960-talet ansåg NASA "en tre-mans förbiflygning av Venus" som en del av Apollo Applications Program , med hjälp av hårdvara härledd från Apollo-programmet . Flera uppdragsprofiler övervägdes för lansering under 1970-talet och uppdraget från 1973 verkar vara det som fick mest seriöst övervägande och är bäst dokumenterat. Lanseringen skulle ha ägt rum den 31 oktober 1973, med Venus förbiflygning den 3 mars 1974 och återvända till jorden den 1 december 1974.

Bakgrund

Det föreslagna uppdraget skulle ha använt en Saturn V för att skicka tre astronauter på en flygning förbi Venus, som skulle ha varat i ungefär ett år. S -IVB- scenen skulle ha varit en " våt verkstad " som liknar den ursprungliga designen av Skylab . I detta koncept skulle det inre av bränsletanken fyllas med bostadsutrymmen och diverse utrustning som inte tog upp en nämnvärd volym. S-IVB skulle sedan fyllas med drivmedel som vanligt och användas för att accelerera farkosten på väg till Venus. När förbränningen var klar skulle eventuellt kvarvarande drivmedel ventileras ut i rymden, och sedan kunde den större bränsletanken användas som bostadsutrymme, medan den mindre syrgastanken skulle användas för avfallslagring.

Bara så mycket utrustning kunde bäras i vätgastanken utan att ta för mycket plats, medan andra delar inte kunde sänkas ner i flytande väte och överleva. Denna utrustning skulle istället placeras i mellanstageområdet mellan S-IVB och Apollo Command/Service Module (CSM), känd som Spacecraft-LM Adapter (SLA), som normalt innehade Apollo Lunar Module på månuppdrag. För att maximera mängden tillgängligt utrymme i detta område, Service Propulsion System- motorn i CSM ersättas av två LM Descent Propulsion System-motorer . Dessa hade mycket mindre motorklockor och skulle ligga inom servicemodulen istället för att sträcka sig ut i slutet av SLA-området. Detta gav också redundans i fallet med ett enmotorsfel. Dessa motorer skulle ha varit ansvariga för både kurskorrigering under flygningen och bromsbrännan för jordens återinträde.

Till skillnad från Apollo-månuppdragen, skulle CSM utföra sin transponering och dockningsmanöver med S-IVB-steget före bränningen för att lämna jordens omloppsbana, snarare än efter. Detta innebar att astronauterna skulle ha flugit "eyeballs-out", dragkraften från motorn pressade dem ur sina säten snarare än in i dem. Detta krävdes eftersom det bara fanns ett kort fönster för en avbrytande bränning av CSM att återvända till jorden efter ett fel i S-IVB, så alla rymdfarkostsystem behövde vara i drift och utcheckade innan de lämnade parkeringsbanan runt jorden för att flyga till Venus.

Föregångare till Venus-förbiflygningen skulle inkludera en första orbital testflygning med en S-IVB "våtverkstad" och grundläggande dockningsadapter, och en årslång testflygning som tar S-IVB till en nästan geostationär bana runt jorden.

Vetenskapliga mål

Uppdraget skulle ha mätt:

Atmosfärisk densitet, temperatur och tryck som funktioner av höjd, latitud och tid.
Definition av planetytan och dess egenskaper.
Kemisk sammansättning av den låga atmosfären och planetytan.
Jonosfäriska data som radioreflektivitet och elektrondensitet och molnskiktens egenskaper.
Optisk astronomi - UV- och IR-mätningar över jordens atmosfär för att hjälpa till vid bestämning av den rumsliga fördelningen av väte.
Solastronomi - UV-, röntgen- och eventuella infraröda mätningar av solspektrumet och rymdövervakning av solhändelser.
Radio- och radarastronomi - radioobservationer för att kartlägga radiohimlens ljusstyrka och för att undersöka sol-, stjärn- och planetariska radioemissioner; radarmätningar av Venus och Merkurius yta
Röntgenastronomi - mätningar för att identifiera nya röntgenkällor i det galaktiska systemet och för att få ytterligare information om tidigare identifierade källor.
Data om jord-Venus interplanetära miljö, inklusive partikelstrålning, magnetfält och meteoroider.
Data om planeten Merkurius, som skulle ha varit i ömsesidig planetarisk linje med Venus ungefär två veckor efter Venus förbiflygning [ ^{förtydligande behövs ]}

Uppdragsutveckling

Uppdraget skulle ha genomförts i en serie av två utvecklingsflygningar och en produktionsflygning, betecknade som faser A till C.

Fas A

Fas A av planen skulle ha lanserat en "våt verkstad" S-IVB och en standard Block II Apollo CSM i omloppsbana på en Saturn V. Besättningen skulle separera CSM från S-IVB genom att blåsa av SLA- panelerna och sedan utföra en transponerings- och dockningsmanöver liknande den som utfördes på månflygningarna, för att docka med dockningsmodulen fäst på framsidan av S-IVB. Alternativt kunde de sedan använda S-IVB-motorn för att skjuta upp dem i en hög omloppsbana innan de ventilerade ut eventuellt kvarvarande drivmedel i rymden och gick in i S-IVB-bränsletanken för att utföra experiment under några veckor. Efter att ha utvärderat användningen av S-IVB som en långsiktig livsmiljö för astronauter, skulle de separera CSM från S-IVB och återvända till jorden.

Fas B

Fas B skulle testa rymdfarkosten Venus förbi i ett långvarigt uppdrag i hög omloppsbana. En Saturn V skulle skjuta upp en Block III CSM designad för långvarig rymdfärd och en modifierad S-IVB med den miljöstödsmodul som krävs för den verkliga Venus-förbiflygningen, och efter transponerings- och dockningsmanövern skulle S-IVB-motorn bära rymdfarkosten till en cirkulär bana på en höjd av cirka 25 000 miles runt jorden. Denna höjd skulle vara tillräckligt hög för att vara fri från jordens strålningsbälten samtidigt som rymdfarkosten exponerades för en miljö som liknar den för en resa till Venus, men ändå tillräckligt nära jorden för att astronauterna skulle kunna använda CSM för att återvända om några timmar i en nödsituation .

Strömmen skulle förmodligen ha tillhandahållits av solpaneler liknande de som används på Skylab , eftersom bränsleceller skulle kräva mycket bränsle för att fungera under ett år. På samma sätt skulle bränslecellerna i SM som används för att ge ström på månflyg ersättas av batterier som skulle ge tillräckligt med ström för varaktigheten av uppskjutning och återinträde. ^{[ citat behövs ]}

Fas C

Fas C skulle vara den faktiska bemannade förbiflygningen, med hjälp av en Block IV CSM och en uppdaterad version av Venus flyby S-IVB som skulle bära en stor radioantenn för kommunikation med jorden och två eller flera små sonder som skulle släppas kort före förbiflygningen att komma in i Venus atmosfär. Block IV CSM har LM-motorer som ersätter Service Propulsion System- motorerna, batterier för att ersätta bränslecellerna och andra modifieringar för att stödja långdistanskommunikation med jorden och de högre återinträdeshastigheter som krävs för returbanan jämfört med en retur från månen bana.

Fas C-uppdraget planerades för en uppskjutning i slutet av oktober eller början av november 1973, då hastighetskraven för att nå Venus och varaktigheten av det resulterande uppdraget skulle vara som lägst. Efter en kort vistelse i jordens parkeringsbana för att kolla in rymdfarkosten, skulle besättningen ha tagit sig till Venus. I händelse av ett stort problem under trans-Venus-injektionsbrännan, skulle det ha tagit ungefär en timme att separera CSM från S-IVB och använda SM-motorn för att eliminera det mesta av hastigheten som uppnåtts från bränningen. Detta skulle försätta farkosten i en mycket elliptisk bana som vanligtvis skulle föra den tillbaka till jorden för återinträde två eller tre dagar senare. Bortom det tidsfönstret skulle SM-motorn inte ha haft tillräckligt med drivmedel för att föra CSM tillbaka till jorden innan SM-batterierna tog slut. Vid den tidpunkten skulle det bokstavligen vara "Venus eller byst".

Efter en framgångsrik S-IVB-bränning skulle rymdfarkosten ha passerat cirka 3000 miles från Venus yta cirka fyra månader senare. Förbiflygningshastigheten skulle vara så hög att besättningen bara skulle ha haft några timmar på sig för detaljerade studier av planeten. Vid denna tidpunkt skulle en eller flera robotsondelandare ha separerats från huvudfarkosten för att landa på Venus.

Under resten av uppdraget skulle besättningen ha utfört astronomiska studier av solen och Merkurius och närmade sig inom 0,3 astronomiska enheter .

TMK-MAVR

Konstnärs skildring av TMK-MAVR på en Venus -förbiflygning

En variant av Sovjetunionens planerade TMK- uppdrag till Mars 1971-1974 involverade en förbiflygning av Venus på återresan, och fick kodnamnet "MAVR" (MArs - VeneRa), vilket betyder Mars - Venus. Emellertid avbröts TMK-programmet efter att N1-raketen som behövdes för att lyfta uppdraget inte lyckades flyga.