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Venus Express

La sonda Venus Express (VEX) se encuentra actualmente activa yorbitando el planeta Venus. Fue la primera misión de la Agencia EspacialEuropea a nuestro vecino mas cercano, el planeta Venus. La misión

nació después de ue la E!A recogiese propuestas, en mar"o del #$$%,sobre la posible reutili"ación del dise&o utili"ado para la sonda'arsEpress, la cual actualmente se encuentra uncionando correctamenteorbitando el planeta ro*o. +espués de recoger gran cantidad depropuestas, la E!A seleccionó entre todas la misión Venus Epress, yaue resulta especialmente atractiva por varios motivos

• La utili"ación del dise&o de la 'ars Epress para la nave• El dise&o de unos instrumentos de investigación -eredados y

me*orados de otras misiones como osetta y de nuevo 'ars

Epress.• El ecitante ob*etivo de investigar a ondo la -ostil e intrigante

atmósera venusiana.

 Venus Express

Venus Express

Representación artística

de la Venus Express en órbita

Organización ESA

Contratistas EADS Astrium

Tipo de misión Orbitador polar 

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Satélite de Venus

Inserción orbital 11 de abril de 2006

Lanzamiento 9 de noiembre de 200!

Cohete So"u#

Duración $ranscurso% 1!0 días&

en órbita% 1000 días

SSDC ID 200!'0(!A

!asa 12)0 *+

"pogeo 66,000 *m

#erigeo 2!0 *m

$eb Venus Express -ESA.

Venus Express es la primera misión de la Agencia Espacial Europea (ESA) al planeta Venus. Fue lanzada en noviembre de 200 ! se espera "ue la misión conclu!a en diciembre de 20#$.%os ob&etivos cient'icos de Venus Express son estudiar la atmósera el medio de plasma ! lasupericie de Venus en detalle as' como las interacciones supericie*atmósera.

Venus Express es controlada desde la base ES+, de la Agencia Espacial Europea (ESA)en -armstadt (Alemania) ! las comunicaciones con ella se realizan a travs de la Estación deSeguimiento de Satlites de Espacio /roundo de ,ebreros#  vila (Espa1a). %a estaciónde e3 orcia (Australia) por su parte proporciona soporte al experimento Ve4a (Venus

Radio Science).2

Desarrollo del proyecto5editar 6

%a misión ue planiicada ! aprobada en un tiempo rcord 7abiendo sido propuesta en ela1o 200# 7aciendo uso de la tecnolog'a desarrollada para la misión europea8ars Express.Venus Express reutiliza tambin parte de la instrumentación de la misión 4osetta ! comparteuna parte importante de sus e"uipos cient'icos de control de tierra ! an9lisis cient'ico. oobstante ueron necesarios varios cambios sobre todo relacionados con el control trmico (alestar muc7o m9s cerca Venus del Sol "ue 8arte la sonda necesita una ma!or proteccióncontra el calor) las comunicaciones ! la producción elctrica (al igual "ue sucede con el

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control trmico la ma!or cercan'a al Sol 7ace "ue la producción de energ'a por parte de lospaneles solares sea superior lo "ue permite un menor tama1o de stos).

-atos :enerales

ecreación de la sonda Venus Epress. Fuente E!A

• /acionalidad E012A

• 1b*etivo 1rbitador de Venus

• 3entro de ensambla*e Alenia, 4urin

• Lan"amiento 5 de /oviembre de #$$6

• Lugar 7 ve-8culo 3osmódromo de 9ai:onur 7 !oyu";Fregat

• 4iempo del via*e %6< d8as

• 4iempo para entrar en órbita operacional 6 d8as

•

Llegada a Venus %# Abril del #$$=• Fin de la misión inicial Agosto del #$$>

• Fin primera misión etendida 'ayo del #$$5

• Fin segunda misión etendida <% +iciembre #$%#

;/or "u Venus<

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El 3r?ter @olub:ina en Venustiene < Bilómetros de di?metro.

Volc?n !i 'ons. Vista <;+ creada a partir de datos del radar de la sonda 'agallanes.

Venus es el planeta ue esta mas cerca de la tierra, incluso mas ue elplaneta ue suele ocupar los titulares de los periódicos, 'arte. +ebido a

esta proimidad podemos decir ue es un ob*etivo natural de leeploración -umana. Aunue Venus contiene las respuestas a preguntasue actualmente se -acen los cient8icos -a sido de*ado a parte en laeploración espacial durante esta Cltima década. La siguienteenumeración de preguntas son las ue principalmente intentara resolverla Venus Epress

• D3u?les son las caracter8sticas de la atmósera

• D3ómo circula la atmósera• Dué cambios se producen en la atmósera, y como esta

compuesta a distintas proundidades• D3ómo interactCa la atmósera con la supericie de Venus

• D3ómo interactCan las capas mas altas de la atmósera venusianacon el viento solar

Es imposible comprender la atmósera y el clima de Venus -aciendo unacomparación con la tierra. Los cient8icos son incapaces de eplicar

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algunos de los etremos enómenos atmoséricos ue se producen enauel planeta. 2or e*emplo, el planeta Venus solo rota una ve" cada #<d8as terrestres, sin embargo, en las capas altas de la atmósera losvientos -uracanados dan una vuelta completa al planeta en tan solo d8as.

La supericie de Venus también conunde a los cient8icos. Los cr?teresmas antiguos ue se aprecian en ella solo tienen 6$$ millones de a&osde antigGedad, lo ue puede indicar ue este mundo traba*a como unaolla a presión. En la tierra, la constante erupción de volcanes y losterremotos aseguran ue las presiones internas del planeta se disipande una orma gradual. Esto probablemente no ocurre en Venus. Encambio, la presión dentro del planeta crece -asta ue todo el planeta seve envuelto en una gran erupción a nivel global ue modiica lasupericie y destruye los cr?teres. Esto es lo ue probablemente ocurrió-ace 6$$ millones de a&os cuando se ocultaron los cr?teres masantiguos. La nave Venus Epress nos proveer? de inormación cient8icapara intentar resolver estos misterios.

+b&etivos

ecreación de la sonda Venus Epress. Fuente E!A

Los ob*etivos de la nave Venus Epress son el estudio de

• +in?mica atmosérica

• Estructura atmosérica• 3omposición u8mica atmosérica

• 3apa de nube y neblinas• Euilibrio(saldo) de radiación

• 2ropiedades supericiales y geolog8a• Ambiente plasma y procesos de uga

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%anzamiento

Lan"amiento mediante !oyou";Fegat. Fuente E!A

El lan"amiento estaba previsto para el #= de 1ctubre del #$$6 medianteun co-ete !oyu";Fregat desde cosmódromo de 9ai:onour. La ventana delan"amiento disponible era desde el #= de octubre -asta el #6 de/oviembre. 0n retraso debido a problemas de posible contaminación en

el monta*e de la c?psula Fregat modiicó la ec-a deinitiva delan"amiento al 5 de /oviembre a las $<<<< 04.

El lan"ador !oyu" de tres etapas levantó la etapa Fregat superior (lacuarta etapa), con la Venus Epress sobre ella, en trayectoria suborbital.+espués de la separación de la tercera etapa !oyu", el motor principaldel Fregat se encendió durante unos #$ segundos( a una altitud deaproimadamente #$$ :ilómetros) colocando al sistema Fregat;VenusEpress en una órbita casi circular de aparcamiento. 4ras >$minutos en la órbita ba*a de la 4ierra, el segundo motor del Fregat se

encendió durante %= minutos, para alcan"ar la trayectoria de escape.Finalmente la etapa Fregat se desprendió de la sonda iniciando esta sucamino en solitario.

Fase ,rucero

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Lan"amiento y órbita de transerencia. Fuente E!A

+espués del lan"amiento y la separación de la cuarta y Cltima etapa delco-ete, la sonda Venus Epress estuvo alrededor de %6$ d8as en unaórbita de transerencia interplanetaria. +urante esta ase se reali"aronvarias correcciones de trayectoria para a*ustar la órbita de transerencia-asta Venus.

4ras -aber aduirido la posición del !ol y desplegado los panelessolares, comen"ó la ase de revisión de la sonda, seguida de losnecesarios c-eueos de la salud de los instrumentos y sistemas. 4anpronto como la trayectoria ue determinada desde tierra, se programóuna maniobra de corrección del error de inyección en la órbita paraa*ustar el recorrido. +urante la ase de crucero no reali"ó ningCn tipo deactividad cient8ica a pesar de ponerse en contacto con la sondadiariamente para veriicar su estado y trayectoria. !e reali"ó unavariación de trayectoria de llegada el #5 de 'ar"o del #$$=, a*ustando la-ipérbola de llegada e inserción en la órbita deVenus (V1H).

=nserción en órbita

Irbita interplanetaria. Fuente E!A

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La maniobra de inserción de órbita se reali"ó el %% de abril de #$$=.2ara permitir la captura de la nave espacial, se orientó el motor de lasonda -asta la posición de renado ( en dirección opuesta aldespla"amiento ) y se encendió durante 6$ minutos desacelerado lanave espacial en aproimadamente %#6% metros7s (J 6$$

:ilómetros7-).

La nave entró en una órbita polar etremadamente el8ptica con unperiastro de $$ :ilómetros, un apoastro de <6$$$$ :ilómetros y unper8odo de 5 d8as terrestres.

>rbita operacional

La órbita operacional inicial se i*ó de tal manera ue se pudiera mapearla supericie y la atmósera de Venus en todas las ases de un d8a sideralvenusiano (#< d8as de 4ierra). La duración teórica de la misión orbitalera dos d8as venusianos (aproimadamente 6$$ d8as de 4ierra).

+espués de la aprobación de una etensión de misión en ebrero de#$$>, la Venus Epress -a seguido operando alrededor del planetaaportando nuevos datos sobre su atmósera. Actualmente se planiica laetensión de la misión m?s all? de #$$5 incluyendo operacionesparalelas con el Venus 3limate 1rbiter *aponés en #$%$.

Fases de +peración

Kay dos ases dierentes de operación para Venus Epress una ve" ueest? en la órbita operacional la ase de apuntado -acia la 4ierra y laase de observación.

Fase de apuntado hacia la Tierra

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'odo comunicación. Fuente E!A

Esta ase est? dedicada a las comunicaciones con la 4ierra y a la cargade la bater8a y es usada cada ve" ue la nave no est? en la ase de

observación. En esta ase, una de las dos antenas de alta ganancia est?orientada a nuestro planeta y es seleccionada dependiendo de lasituación en la órbita, para ue la cara r8a de la sonda permane"casiempre protegida de la iluminación del !ol.

La Antena de Alta @anancia principal (K@A%) est? derivada de la usadaen 'ars Epress pero con un di?metro menor (%.< metros en lugar de%.=m) y es usada durante tres cuartas partes de la misión, cuando lanave esté m?s ale*ada de la 4ierra. En mitad de esteperiodo, Venus est? en con*unción superior.

La segunda Antena de Alta @anancia (K@A#) est? derivada de osetta yes usada durante un cuarto de la misión, cuando Venusest? m?s cercade la 4ierra. En mitad de este periodo Venus est? en con*unción inerior.El ?ngulo de rotación alrededor de la 4ierra est? optimi"ado para evitarcualuier entrada de lu" solar en los radiadores laterales.

Periodos para las dos antenas HGA

Las comunicaciones a altas velocidades son llevadas a cabo durante -oras al d8a en la banda;X, para transmitir a la 4ierra todos los datos

cient8icos almacenados en la memoria sólida. 0na media de # @bits ald8a de datos cient8icos son enviados a nuestro planeta y recibidos por larecientemente estrenada antena de 3ebreros en Espa&a.

Fase de observación

'odo observación. Fuente E!A

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Kay varios modos dierentes de observación, dependiendo de laconiguración de los instrumentos y la orientación de la nave

• Apuntando al nadir es el modo preerido durante el paso por elpericentro, pero es posible en cualuier porción de la órbita. Los

instrumentos VH4H!, 2F!, !2H3AV y V'3 operar?n en este modo.• 1bservación del limbo !er?n usados los instrumentos VH4H!,

2F!, !2H3AV y V'3.• 1cultación estelar !2H3AV

• 1cultación estelar con !2H3AV y !1H

• 3iencia de radio Vea

Fases de observación

+urante las observaciones el !ol ilumina cualuier cara de la sondaecepto la cara r8a (donde est?n epuestos los instrumentos). Laduración de cada observación est? limitada por las constantes termalesy por la descarga de la bater8a. La duración m?ima de un periodo deobservación depende de la dirección -acia el !ol con respecto al planode la órbita ue var8a durante la misión.

,entros de +peraciones• 3entro de 1peraciones (V'13) 3entro Europeo de 1peraciones

Espaciales (E!13) en +armstadt, Alemania.• 3entro de comunicaciones Estación terrestre de espacio

 profundo en 3ebreros, cerca de 'adrid, Espa&a Mas información

• !oporte al eperimento Vea Estación de /eM /orcia,Australia Mas información

%a /lataorma

La VenusEpress es en gran medida un gemelo de 'ars Epress. Elcuerpo de nave es el mismo, una Nca*aN abricada en aluminioaproimadamente %.> m amplio, %.m la altura, llegando a medir mde emvergadura con los paneles solares etendidos.

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Los instrumentos cient8icos ueron montados sobre el cuerpo reali"andomodiicaciones menores para acomodar la carga Ctil de la VenusEpress, concentr?ndolos sobre tres lados de la nave.

!in embargo, el ambiente de Venus es muy dierente de el de 'arte,

est? muc-o m?s caliente. Esto reuirió alguna modiicación dise&o paraconseguir un uncionamiento satisactorio al orbitar sobre Venus

Sistema trmico

Volar a un planeta del !istema interior !olar como Venus, ue seencuentra a la mitad de la distancia del !ol ue 'arte, uiere decir ueel eecto de iluminación solar y la radiación ioni"ante sobre la sonda eseponencialmente m?s alto.

2ara mantener a la sonda dentro de temperaturas seguras, losdisipadores de la supericie de la nave -an sido aumentados tanto en?rea como en eicacia (con respecto a la 'ars Epress).

La capa de nave espacial, llamada Oaislamiento de mCltiples capasO o'LH, est? compuesta de #< capas, embalando la sonda de ormadierente a la 'ars Epress. Adem?s la 'LH es dorada en lugar de negrapara aumentar su capacidad rele*ar la radiación.

Sistema de energ'a

La proimidad al !ol -ace ue la energ8a sea disponible sea igualmentemuc-o m?s abundante. La Venus Epress necesita la mitad de lasupericie solar captadora ue su gemela 'ars Epress.

Entre ambos soportes captación, la Venus Epress cuenta con =m# depaneles otovoltaicos basada en la tecnolog8a @aAs ( triple unión galio

arsénico [!] ) dierente de la tecnolog8a basada en el silicio usada enla 'ars Epress. Este sistema crea células de capas y soporta mayorestemperaturas y aprovec-a un gama mas amplia de radiaciones solares.0nas tiras de aluminio ayudan a rec-a"ar el calor cubriendopr?cticamente la mitad de toda la supericie.

La nave dispone de < bater8as de Hón;Litio ue se recargan gracias alecedente de energ8a generada por las placas, disponiendo as8 de

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suministro para las épocas de ocultación solar o de eceso de demandacomplementando a los captadores.

Sistema de propulsiónVenus posee una gravedad veces superior a la de 'arte, siendo similara la de la 4ierra. Este -ec-o sumado a su proimidad del !ol y su mayoratracción gravitacional, reuiere mas combustible para su renado ycaptura por parte de Venus. La sonda Venus Epress reuiere un #$Pmas de combustible ue la 'ars Epress, 6>$:g ue dan lugar a lamitad del peso de toda la nave.

Las maniobras principales como la inserción en órbita se reali"an con elmotor principal ubicado en la "ona ba*a de la nave mientras ue lasmaniobras menores son -ec-as usando cuatro pares de toberaslocali"adas en las cuatro esuinas ineriores de la nave espacial. !onutili"ados para reali"ar peue&as correcciones de trayectoria, cambiosde orientación de la nave y corregir la altitud de la sonda cada 6$ d8asaproimadamente.

Sistema de ,omunicaciones

Al orbitar sobre Venus es necesario disponer de dos antenas de altaganancia en dierentes caras de la nave, permitiendo una combinaciónmas amplia de orientaciones de antenas -acia la tierra protegiendo almismo tiempo la cara r8a de la sonda y por tanto sus instrumentos.

La antena principal mide %,< m de di?metro y se encarga de la granmayor8a de las comunicaciones. La secundaria es de <$ cm de di?metroy se utili"a en las posiciones mas cercanas entrela 4ierra y Venus ( inerior a $.> 0A ). La nave va euipada con dosantenas mas de baja ganancia utili"adas para la ase de lan"amiento,

ase de crucero y para comunicaciones en modo seguro.

Sistema de navegación ! control de orientación

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La Venus Epress est? estabili"ada mediante tres e*es y es capa" deaduirir datos sobre su posición, orientación y velocidad en el espaciomediante tres sistemas dierentes a bordo.

Estos sistemas de a bordo consisten en

• +os sensores de reconocimiento y seguimiento de estrellas

• +os sensores de seguimiento del !ol• Quego de tres giroscopios l?ser y tres acelerómetros

Las maniobras de reorientación de nave espacial son reali"adasprincipalmente mediante ruedas de reacción o giróscopos los cualesson descargados de orma periódica mediante peue&os encendidos delas toberas las cuales también pueden tomar la tarea de reorientaciónde la sonda en caso de allos cr8ticos en los giroscopios.

Sistema de almacena&e de datos

El ordenador de a bordo es responsable de supervisar y controlar eluncionamiento de nave as8 como todos los datos aduiridos por todoslos instrumentos y sensores, y para enviar coordinar cualuier orden ae*ecutar en la nave.

+ispone de una 'emoria de %# gigabits ( !olid !tate 'ass 'emory ).4odos los datos recogidos por los instrumentos cient8icos sonalmacenados au8 -asta ue puedan ser enviados a la 4ierra durante laase orbital apropiada.

=nstrumentos

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0bicación de los instrumentos en la VEX. Fuente E!A

La carga Ctil de la Venus Epress est? ormada por una combinación deespectrómetros y c?maras, ue cubren un rango de longitudes de ondaentre ultravioleta e inrarro*o, un anali"ador de plasma y unmagnetómetro. La mayor8a de los instrumentos son dise&os reutili"adosy7o recambios del -ardMare original de las sondas osetta y 'arsEpresss, conigurados para enca*ar en la estructura -eredada dela 'ars Epress y adaptados para soportar las radiaciones y

temperaturas del entorno orbital de Venus.Los instrumentos son ruto de la colaboración entre institutoscient8icos de los estados miembros de la E!A y usia

ASPERA-4

(Analyser of Space Plasmas and Energetic Atoms El dise&o de A!2EA; es una reutili"ación del dise&o de A!2EA;< utili"ado por la 'arsEpress, adaptado a los dierentes ambientes termales y de radiacióneistentes en Venus. Estudia ?tomos enérgicos neutros (E/As), iones y

electrones Ms información

MAG Ma!netó"etro #

'agnetómetro -eredado de la sonda osetta(1'A2), puede tomarmedidas tridimensionales de la uer"a y dirección del campo magnéticode Venus en la gama de recuencia de la corriente continua [!] a <# K".

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El sistema consiste en dos sensores tri;aiales lugate. El sensorinterior 'A@H! y el sensor eterno 'A@1!, ue esta montado al inal dela pértiga desplegable de un metro de largo. Ms información

PFS

(Planetary "ourier Spectrometer Espectrómetro inrarro*o dise&ado parareali"ar el sondeo vertical óptico de la atmósera de Venus basado en eldise&ado para la 'ars Epress. !u rango de detección de longitud deonda es de $.5 Rm a 6 Rm Ms información

SP$%AV

(Spectroscopy for #n$estigation of %&aracteristics of t&e Atmosp&ere of'enus Espectrómetro derivado del instrumento !2H3A' de la 'ars

Epress capa" de mapear [!]la radiación ultravioleta e inrarro*a.+ispone de un canal adicional (!1H, 1cultación !olar en Hnrarro*o)para observar la atmósera del Venus en longitudes de onda inrarro*asdurante las ocultaciones del el !ol Ms información

VeRa

('enus adio Science +ispositivo usado para eaminar la ionosera, laatmósera y la supericie de Venus mediante ondas de radio transmitidaspor la nave nave espacial, atravesando la atmósera o rebotando en lasupericie de planeta y recibidas por una estación en la 4ierra. +ise&obasado en el sistema de la sonda osetta (!H). Ms información

V$RT$S &'(

('isible and #nfrared )&ermal #maging Spectrometer Espectrómetro-eredado de la sonda osetta ue opera desde el ultravioleta cercano,visible e inrarro*o con un rango de longitudes de $.#6 a 6 S la gama delongitud de onda. 4ra"a un mapa de la atmósera y la supericie delplaneta por medio de medidas espectrométricas. Ms información

VM% &'(

('enus Monitoring %amera 3?mara 33+ con gran angular capa" decaptar im?genes en el espectro ultravioleta cercano, visible e inrarro*o.Keredado de la 'ars Epress(K!37!3) y osetta (1!HH!) Msinformación

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Encuentro con la 8essenger 

El = de Qunio del #$$=, la Venus Epress orbitando desde el %% de Abrildel #$$=, ue visitada por la sonda 'essenger de la /asa durante susegundo lyby sobre Venuscamino a 'ercurio, dónde se espera ue

llegue en 'ar"o del #$%%.

La Venus Epress y la 'essenger reali"aron observaciones con*untas delas capas de nubes de Venus, el ambiente de plasma, la atmósera as8como la supericie del planeta. 1bservatorios terrestres complementaronestas observaciones de Venus.

+espués de aproimadamente <$ -oras de acercamiento,la 'essenger concluyó su campa&a de observación con*unta de Venus,poniendo rumbo a su ob*etivo inal,'ercurio.