Magellan (ruimtevaartuig)

Magellan

Artist's afbeelding van Magellan bij Venus
Missietype	Venus orbiter
Operator	NASA/ JPL
COSPAR ID	1989-033B
Satcat nee.	19969
Website	www2.jpl.nasa.gov/Magellan/
Missieduur	4 jaar, 5 maanden, 8 dagen, 13 uur, 18 minuten
Ruimtevaartuigen
Fabrikant	Martin Marietta Hughes -vliegtuigen
Lanceer massa	3.449 kilogram (7.604 lb)
Droge massa	1.035 kilogram (2.282 lb)
Stroom	Ongeveer 1.030 watt
Start van missie
Lanceerdatum	4 mei 1989, 18:47:00 UTC
Raket	Ruimteschip Atlantis STS-30 / IUS
Lanceringssite	Kennedy LC-39B
Einde van de missie
Beschikbaarheid	Gecontroleerde toegang tot Venus
Vervaldatum	13 oktober 1994, 10:05:00 UTC
Orbitale parameters
Referentie systeem	Cytherocentrisch
Semi-major as	10.470 kilometer (6.510 mi)
Excentriciteit	0.39177
Pericytherion hoogte	295 kilometer (183 km)
Apocytherion hoogte	7.762 kilometer (4.823 mi)
Helling	85,5 °
Periode	3,26 uur
Venus orbiter
Orbitale insertie	10 augustus 1990, 17:00:00 UTC
Legacy Insignia voor de Magellan Missie, ter herdenking van de Deorbit van het ruimtevaartuig in 1994.

De Magellan ruimtevaartuigen was een 1.035 kilogram (2.282 lb) robotisch ruimtesonde gelanceerd door NASA van de Verenigde Staten, op 4 mei 1989, om het oppervlak van in kaart te brengen Venus door het gebruiken van synthetisch Aperture radar en om het planetaire te meten zwaartekracht veld.

De Magellan Probe was de eerste interplanetaire missie die werd gelanceerd vanuit de Ruimteschip, de eerste die de Traagheid bovenste stadium Booster en het eerste ruimtevaartuig om te testen aerobraking als een methode om de baan te circulariseren. Magellan was de vijfde succesvolle NASA-missie naar Venus, en het eindigde een elf jaar gat in de lanceringen van de Amerikaanse interplanetaire sonde.

Geschiedenis

Vanaf de late jaren zeventig pleitten wetenschappers voor een radarmappingmissie naar Venus. Ze probeerden eerst een ruimtevaartuig te construeren met de naam de Venus draait om beeldvormende radar (Voir), maar het werd duidelijk dat de missie de budgetbeperkingen gedurende de daaropvolgende jaren zou overschrijden. De voir -missie werd geannuleerd in 1982.

Een vereenvoudigd radarmissie -voorstel werd aanbevolen door de exploratiecommissie van het zonnestelsel, en dit werd ingediend en geaccepteerd als het Venus Radar Mapper -programma in 1983. Het voorstel omvatte een beperkte focus en een enkel primair wetenschappelijk instrument. In 1985 werd de missie omgedoopt Magellan, ter ere van de zestiende-eeuwse Portugese ontdekkingsreiziger Ferdinand magellan, bekend om zijn verkenning, in kaart brengen en circumnavigatie van de aarde.^[1][2][3]

De doelstellingen van de missie omvatten:^[4]

• Verkrijg bijna globale radarbeelden van het Venusiaanse oppervlak met een resolutie die gelijkwaardig is aan optische beeldvorming van 1,0 km per lijnpaar. ((primair)
• Verkrijg een bijna globale topografische kaart met 50 km ruimtelijke en 100 m verticale resolutie.
• Verkrijg bijna globale zwaartekrachtveldgegevens met een resolutie van 700 km en twee tot drie ruil van nauwkeurigheid.
• Ontwikkel een begrip van de geologische structuur van de planeet, inclusief de dichtheidsverdeling en dynamiek.

Ruimtevaartuigontwerp

Het ruimtevaartuig is ontworpen en gebouwd door de Martin Marietta Bedrijf,^[5] en de Jet Propulsion Laboratory (JPL) beheerde de missie voor NASA. Elizabeth Beyer diende als programmamanager en Joseph Boyce diende als hoofdprogramma -wetenschapper voor het NASA -hoofdkantoor. Voor JPL diende Douglas Griffith als de Magellan Projectmanager en R. Stephen Saunders dienden als hoofdprojectwetenschapper.^[1] Hughes Aircraft CompanyDe Space and Communications Group heeft de synthetische diafragma -radar van het ruimtevaartuig ontworpen en gebouwd.^[6]

Om kosten te besparen, het grootste deel van de Magellan Sonde bestond uit vlucht sparen Onderdelen en hergebruikte ontwerpelementen uit andere ruimtevaartuigen:^[7]

Legende van het type hergebruik

 Vlucht sparen

 Ontwerp hergebruik

Onderdeel	Oorsprong
Houdingcontrole computer	Galileo
Bus	Reiziger programma
Commando- en gegevenssubsysteem	Galileo
High- en low-gain antenne	Reiziger programma
Gemiddelde antenne	Mariner 9
Stroomverdelingseenheid	Galileo
Drijftank	Ruimteschip hulpvermogen
Pyrotechnische controle	Galileo
Radiofrequentie reisgolfbuis assemblages	Ulysses
Massieve raketmotor	Ruimteschip Payload Assist Module
Sterrenscanner	Traagheid bovenste stadium
Schorsen	Reiziger programma

Het hoofdlichaam van het ruimtevaartuig, een reserve van de Voyager-missies, was een 10-zijdig aluminium bus, met de computers, gegevensrecorders en andere subsystemen. Het ruimtevaartuig gemeten 6,4 meter lang en een diameter van 4,6 meter. Over het algemeen woog het ruimtevaartuig 1.035 kilogram en droeg 2.141 kilogram drijfgas voor een totale massa van 3.449 kilogram.^[2][8]

Attitude -controle en voortstuwing

De ruimtevaartuigen houdingcontrole (Oriëntatie) werd ontworpen als drieassig gestabiliseerd, inclusief tijdens het vuren van de Star 48B Solid Rocket Motor (SRM) die werd gebruikt om het in een baan rond Venus te plaatsen. Vóór Magellan, alle SRM -schieten van ruimtevaartuigen hadden het spinnen van ruimtevaartuig in plaats van de SRM tot een veel gemakkelijkere taak van de SRM. In een typische spin-modus worden ongewenste krachten gerelateerd aan SRM- of spuitmonduitlijningen geannuleerd. In het geval van Magellan, het ruimtevaartuigontwerp leende zich niet voor draaien, dus het resulterende ontwerp van het voortstuwingssysteem moest de uitdagende controleproblemen met de grote ster 48B SRM aanpakken. De ster 48B, met 2.014 kg vast drijfgas, ontwikkelde een stuwkracht van ~ 89 knop (20.000 lbf) kort na het schieten; Daarom kan zelfs een SRM -uitlijningsfout van 0,5% zijkrachten van 445 N (100 lbf) genereren. De uiteindelijke conservatieve schattingen van de krachten van het slechtste geval resulteerden in de noodzaak van acht 445 N-boegschroeven, twee in elk kwadrant, gelegen op gieken met de maximale straal die de space shuttle orbiter payload bay zou herbergen (4,4 m of 14,5 ft diameter ).

Het werkelijke aandrijfsysteemontwerp bestond uit een totaal van 24 monopropellant hydrazine Thrusters gevoed van een enkele titaniumtank van 71 cm (28 in) diameter. De tank bevatte 133 kg (293 lb) gezuiverd hydrazine. Het ontwerp omvatte ook een pyrotechnisch geïsoleerde externe hogedruktank met extra helium die kan worden aangesloten op de hoofdtank voorafgaand aan de kritieke Venus Orbit Insertion-verbranding om maximale stuwkracht van de 445 N-thrusters tijdens het SRM-vuren te garanderen. Andere hardware met betrekking tot de oriëntatie van het ruimtevaartuig bestaat uit een set van gyroscopen en een sterrenscanner.^[2][3][8][9]

Communicatie

Voor communicatie omvatte het ruimtevaartuig een lichtgewicht grafiet/aluminium, 3,7 meter high-gain antenne overgebleven van de Voyager -programma en een medium-gain antenne sparen van de Mariner 9 missie. Een antenne met een laag gain dat aan de high-gainantenne is bevestigd, werd ook opgenomen voor onvoorziene gebeurtenissen. Bij het communiceren met de Deep Space Network, het ruimtevaartuig kon tegelijkertijd commando's ontvangen op 1.2 kilobit/tweede in de S-band en verzenden gegevens op 268,8 kilobits/seconde in de X-band.^[2][3][8][9]

Stroom

Magellan werd aangedreven door twee vierkant zonne -arrays, elk van 2,5 meter breed. Samen leverden de arrays 1.200 watt macht aan het begin van de missie. In de loop van de missie zijn de zonnepanelen echter geleidelijk afgebroken vanwege frequente, extreme temperatuurveranderingen. Om het ruimtevaartuig van stroom te voorzien terwijl hij afkomstig was van de zon, tweeling 30 ampère, 26-cel, nikkel-cadmium batterijen waren inbegrepen. De batterijen werden opgeladen toen het ruimtevaartuig direct zonlicht ontving.^[2][8]

Computers en gegevensverwerking

Het computersysteem op het ruimtevaartuig was gedeeltelijk gemodificeerde apparatuur van de Galileo. Er waren twee ATAC-16-computers die één redundant systeem vormden, gelegen in het Attitude-Control-subsysteem, en vier RCA 1802 Microprocessors, als twee redundante systemen, om het opdracht- en gegevenssubsysteem (CDS) te regelen. De CDS was in staat om opdrachten tot drie dagen op te slaan, en ook om het ruimtevaartuig autonoom te regelen als er problemen zouden ontstaan, terwijl missie -operators geen contact hadden met het ruimtevaartuig.^[10]

Voor het opslaan van de opdrachten en opgenomen gegevens, bevatte het ruimtevaartuig ook twee multitrack Digitale bandrecorders, in staat om maximaal 225 op te slaan megabytes van gegevens totdat het contact met de aarde werd hersteld en de banden werden afgespeeld.^[2][8][9]

Wetenschappelijke instrumenten

Dik en ondoorzichtig, de sfeer van Venus Vereiste een methode die verder gaat dan optisch onderzoek om het oppervlak van de planeet in kaart te brengen. De resolutie van conventioneel radar Hangt volledig af van de grootte van de antenne, die sterk wordt beperkt door kosten, fysieke beperkingen door lanceervoertuigen en de complexiteit van het manoeuvreren van een groot apparaat om gegevens met hoge resolutie te verstrekken. Magellan dit probleem aangepakt door een methode te gebruiken die bekend staat als synthetisch opening, waarbij een grote antenne wordt nagebootst door de informatie te verwerken die door grondcomputers is verzameld.^[11][12]

De Magellan high-gain parabolische antenne, georiënteerd 28 ° –78 ° rechts of links van nadir, duizenden uitgezonden magnetron Pulsen per seconde die door de wolken en naar het oppervlak van Venus zijn gegaan, waardoor een strook land verlicht. Het radarsysteem registreerde vervolgens de helderheid van elke puls toen het terug de zijoppervlakken van rotsen, kliffen, vulkanen en andere geologische kenmerken weerspiegelde, als een vorm van backscatter. Om de beeldvormingsresolutie te vergroten, Magellan Registreerde een reeks gegevensuitbarstingen voor een bepaalde locatie tijdens meerdere instanties genaamd "Looks". Elke "look" overlapt de vorige enigszins en retourneerde enigszins andere informatie voor dezelfde locatie, terwijl het ruimtevaartuig in een baan omging. Na het verzenden van de gegevens terug naar de aarde, Doppler Modellering werd gebruikt om de overlappende "uiterlijk" te nemen en te combineren in een continu beeld met hoge resolutie van het oppervlak.^[11][12][13]

Radarsysteem (RDR's))

Het radarsysteem functioneerde in drie modi: synthetische diafragma radar (SAR), altimetrie (Alt), en radiometrie (Rad). Het instrument fietste door de drie modi en observeerde de oppervlaktegeologie, topografie en temperatuur van Venus met behulp van de 3,7-meter parabolische, high-gain antenne en een klein fan-straal antenne, net opzij gelegen. - In de Synthetische diafragma radar modus, het instrument verzonden enkele duizenden lange golf, 12,6 centimeter magnetron pulsen elke seconde door de high-gain antenne, terwijl de Doppler shift van elk raakt het oppervlak. - In Altimetrie modus, de instrument verwoeste pulsen met SAR en werken op dezelfde manier met de altimetrische antenne, registreer informatie over de verhoging van het oppervlak op Venus. - In Radiometrie Modus, de high-gain antenne werd gebruikt om radiothermische emissies van de microgolf uit Venus op te nemen. Deze gegevens werden gebruikt om de oppervlaktetemperatuur te karakteriseren. De gegevens werden verzameld bij 750 kilobits/seconde naar de bandrecorder en later overgebracht naar de aarde om te worden verwerkt in bruikbare afbeeldingen, door het Radar Data Processing Subsysteem (RDPS), een verzameling grondcomputers die worden beheerd door JPL.[11][14][15][16] Hoofdonderzoeker: Gordon Pettengill / MIT Gegevens: PDS/in catalogus, PDS/GSN -archief

Andere wetenschap

Naast de radargegevens verzamelde Magellan verschillende andere soorten wetenschappelijke metingen. Deze omvatten gedetailleerde metingen van het zwaartekrachtveld van Venus,^[17] Metingen van de atmosferische dichtheid en radio -occultatiegegevens over het atmosferische profiel.

Galerij

• 

  Geannoteerd diagram van Magellan

• 

  Magellan Tijdens het uitchecken van vóór de vlucht

• 

  Magellan met zijn STAR 48B Solid Rocket Motor ondergaat definitieve controles in het Kennedy Space Center

• 

  Magellan worden opgelost in positie in de payload -baai van Atlantis Voorafgaand aan de lancering

Missieprofiel

Datum	Evenement
1989-05-04	Space Shuttle Vehicle gelanceerd om 18:46:59 UTC.
1989-05-05	Ruimtevaartuigen ingezet uit Atlantis om 01:06:00 UTC.
1990-08-10	Begin met Venus Primaire Mission Operations
1990-08-10	Venus Orbital Insertion Manoeuvre
1990-09-15	Begin met het in kaart brengen van cyclus 1
1991-05-15	Fasestop
1991-05-16	Begin Venus uitgebreide missieoperaties
1991-05-16	Begin met het in kaart brengen van cyclus 2
1992-01-24	Begin met het in kaart brengen van cyclus 3
1992-09-14	Begin met het in kaart brengen van cyclus 4
1993-05-26	Begin met testen aerobraking manoeuvreren om te plaatsen Magellan in een bijna cirkelvormige baan.
1993-08-16	Begin met het in kaart brengen van cyclus 5
1994-04-16	Begin met het in kaart brengen van cyclus 6
1994-04-16	Begin met "windmill" experiment
1994-10-12	Fasestop
1994-10-13	Einde van de missie. Gedeorbiteerd in Venusiaanse sfeer. Verlies van contact om 10:05:00 UTC.[9][18]

Lancering en traject

Magellan werd gelanceerd op 4 mei 1989, om 18:46:59 UTC door de National Aeronautics and Space Administration van KSC Launch Complex 39B bij de Kennedy Space Center in Florida, aan boord Ruimteschip Atlantis Tijdens missie STS-30. Eenmaal in een baan, de Magellan en het is gehecht Traagheid bovenste stadium Booster werd ingezet van Atlantis en gelanceerd op 5 mei 1989 01:06:00 UTC, waardoor het ruimtevaartuig naar een type IV wordt gestuurd heliocentrische baan waar het zou omcirkelen van de Zon 1,5 keer, voordat hij Venus 15 maanden later op 10 augustus 1990 bereikte.^[3][8][9]

Oorspronkelijk de Magellan was gepland voor de lancering in 1988 met een traject dat zes maanden duurt. Vanwege de Ruimteschip Uitdager ramp In 1986, verschillende missies, waaronder Galileo en Magellan, werden uitgesteld totdat de shuttle -vluchten in september 1988 werden hervat. Magellan was gepland om te worden gelanceerd met een vloeibaar aangedreven, Centaur g Booster in de bovenste fase, gedragen in de vrachtbaai van de Space Shuttle. Het hele centaur G -programma werd echter geannuleerd nadat de Uitdager ramp, en de Magellan Sonde moest worden aangepast om te worden bevestigd aan de minder krachtige Traagheid bovenste stadium. De volgende beste gelegenheid om te lanceren vond plaats in oktober 1989.^[3][8]

De lancering verder was echter de lancering van de lancering van de Galileo Missie naar Jupiter, een die een fly-by van Venus omvatte. Bedoeld voor lancering in 1986, de druk om een ​​lancering voor te garanderen Galileo In 1989, gemengd met een korte lanceringswindow die een mid-oktoberlancering nodig had, resulteerde in het herplanning van de Magellan missie. Op hun hoede voor Rapid Shuttle -lanceringen, werd de beslissing genomen om te lanceren Magellan in mei, en in een baan die een jaar, drie maanden zou vereisen voordat hij Venus tegenkomt.^[3][8]

• 

  Lancering van STS-30 Op 4 mei 1989

• 

  Het ruimtevaartuig in een implementatiepositie in de laadruimte van Atlantis

• 

  Inzet van Magellan met Traagheid bovenste stadium stimuleren

• 

  Richten van Magellan naar Venus

Orbitale ontmoeting van Venus

Op 10 augustus 1990, Magellan kwam Venus tegen en begon de orbitale insertiemanoeuvre die het ruimtevaartuig in een drie uur durende, negen minuten elliptische baan plaatste die het ruimtevaartuig 295 kilometer van het oppervlak bracht op ongeveer 10 graden noord periapsis en uit tot 7762 kilometer apoapsis.^[8][9]

Tijdens elke baan legde de ruimtesonde radargegevens vast, terwijl het ruimtevaartuig het dichtst bij het oppervlak lag en het vervolgens terug naar de aarde doorbracht terwijl deze van Venus wegging. Deze manoeuvre vereiste uitgebreid gebruik van de reactiewielen om het ruimtevaartuig te roteren terwijl het het oppervlak gedurende 37 minuten en zoals het gedurende twee uur naar de aarde wees. De primaire missie bedoeld voor het ruimtevaartuig om beelden terug te geven van ten minste 70 procent van het oppervlak tijdens een Venusiaanse dag, die 243 aardedagen duurt terwijl de planeet langzaam draait. Om overdreven redundante gegevens op de hoogste en laagste breedtegraden te voorkomen, de Magellan Probe werd afgewisseld tussen een Noord-zadel, een regio aangewezen als 90 graden noordelijke breedtegraad tot 54 graden zuidelijke breedtegraad, en een Zuidelijk zad, aangeduid als 76 graden noordelijke breedtegraad tot 68 graden zuidelijke breedtegraad. Omdat periapsis echter 10 graden ten noorden van de equatoriale lijn was, was de beeldvorming van de Zuidpool echter onwaarschijnlijk.^[8][9]

Mappingcyclus 1

• Doel: compleet primaire doelstelling.^[4]
• 15 september 1990 - 15 mei 1991

De primaire missie begon op 15 september 1990, met de bedoeling om een ​​"linkse" kaart van 70% van het Venusiaanse oppervlak te bieden met een minimale resolutie van 1 kilometer/pixel. Tijdens cyclus 1 varieerde de hoogte van het ruimtevaartuig van 2000 kilometer op de Noordpool tot 290 kilometer nabij periapsis. Na voltooiing in 15 mei 1991, nadat hij 1.792 banen heeft gemaakt, Magellan had ongeveer 83,7% van het oppervlak in kaart gebracht met een resolutie tussen 101 en 250 meter/pixel.^[9][19]

Missie -uitbreiding

Mappingcyclus 2

• Doel: beeld de Zuidpoolregio en de openingen uit van cyclus 1.^[20]
• 15 mei 1991 - 14 januari 1992

Beginnend onmiddellijk na het einde van cyclus 1 was cyclus 2 bedoeld om gegevens te verstrekken voor de bestaande hiaten in de kaart verzameld tijdens de eerste cyclus, inclusief een groot deel van het zuidelijk halfrond. Om dit te doen, Magellan Moest heroriënteerd worden, waardoor de verzamelmethode "rechtstreeks" veranderde. Na voltooiing tijdens half januari 1992 verstrekte Cyclus 2 gegevens voor 54,5% van het oppervlak en gecombineerd met de vorige cyclus kon een kaart met 96% van het oppervlak worden geconstrueerd.^[9][19]

Mappingcyclus 3

• Doel: Vul de resterende gaten in en verzamel stereobeelden.^[20]
• 15 januari 1992 - 13 september 1992

Onmiddellijk na cyclus 2 begon Cyclus 3 gegevens te verzamelen voor stereobeelden op het oppervlak waarmee het grondteam later een duidelijke, driedimensionale weergaven van het oppervlak zou kunnen bouwen. Ongeveer 21,3% van het oppervlak werd aan het einde van de cyclus op 13 september 1992 in stereo afgebeeld, waardoor de totale dekking van het oppervlak verhoogde tot 98%.^[9][19]

• 

  Kaart van de stereo -beeldvorming verzameld door Magellan Tijdens cyclus 3

• 

  Eistla Regio met Gula Mons Reprojected in 3D uit stereogegevens

• 

  Reprojectie van MAAT MONS, met verticale overdrijving

• 

  Vulkanische koepel in Alfa -regio waargenomen door het reprojecteren van stereogegevens

Mappingcyclus 4

• Doel: meet het zwaartekrachtveld van Venus.^[20]
• 14 september 1992 - 23 mei 1993

Na het voltooien van cyclus 3, Magellan stopte met beeldvorming van het oppervlak. In plaats daarvan, vanaf half september 1992, de Magellan handhaafde wijzen van de high-gain antenne naar de aarde waar de Deep Space Network begon met het opnemen van een constante stroom telemetrie. Met dit constante signaal kon de DSN informatie verzamelen op het zwaartekrachtveld van Venus door de snelheid van het ruimtevaartuig te bewaken. Gebieden met een hogere zwaartekracht zouden de snelheid van het ruimtevaartuig enigszins verhogen en zich registreren als een Doppler shift in het signaal. Het ruimtevaartuig voltooide 1.878 banen tot voltooiing van de cyclus op 23 mei 1993; Een verlies van gegevens aan het begin van de cyclus vereiste een extra 10 dagen zwaartekrachtonderzoek.^[9][19]

Mappingcyclus 5

• Doel: AeroBraking to Circulaire Orbit en Global Gravity Metingen.^[20]
• 24 mei 1993 - 29 augustus 1994

Aan het einde van de vierde cyclus in mei 1993, de baan van Magellan werd gecirculariseerd met behulp van een techniek die bekend staat als aerobraking. De circulariseerde baan maakte het mogelijk een veel hogere resolutie van gravimetrische gegevens te verkrijgen toen cyclus 5 begon op 3 augustus 1993. Het ruimtevaartuig voerde 2.855 banen uit en leverde een gravimetrische gegevens met hoge resolutie voor 94% van de planeet, vóór het einde van de cyclus op 29 augustus 1994.^{[2][3][9][19]}

Aerobraking

• Doel: om een ​​cirkelvormige baan in te voeren^[20]
• 24 mei 1993 - 2 augustus 1993

Aerobraking was al lang gezocht als een methode voor het vertragen van de baan van interplanetair ruimtevaartuig. Eerdere suggesties omvatten de noodzaak van aeroshells Dat bleek te ingewikkeld en duur voor de meeste missies. Een nieuwe benadering van de methode testen, een plan is bedacht om de baan van te laten vallen Magellan in het buitenste gebied van de Venusiaanse sfeer. Lichte wrijving op het ruimtevaartuig vertraagde de snelheid gedurende een periode, iets langer dan twee maanden, waardoor het ruimtevaartuig in een ongeveer cirkelvormige baan met periapse -hoogte bracht op 180 km en apoapse -hoogte op 540 km, tegen een apoapse hoogte op 8467 km.^[21] De methode is sindsdien uitgebreid gebruikt bij latere interplanetaire missies.^[9][19]

Mapping Cycle 6

• Doel: verzamel zwaartekrachtgegevens met hoge resolutie en voer experimenten met radioletenwetenschappen uit.^[20]
• 16 april 1994 - 13 oktober 1994

De zesde en laatste baancyclus was een andere uitbreiding van de twee eerdere gravimetrische studies. Tegen het einde van de cyclus werd een laatste experiment uitgevoerd, bekend als het "Windmill" -experiment om gegevens te verstrekken over de samenstelling van de bovenste atmosfeer van Venus. Magellan voerde 1.783 banen uit voor het einde van de cyclus op 13 oktober 1994, toen het ruimtevaartuig de atmosfeer binnenkwam en uiteenviel.^[9]

Windmill -experiment

• Doel: verzamel gegevens over atmosferische dynamiek.^[22]
• 6 september 1994 - 14 september 1994

In september 1994, de baan van Magellan werd neergelaten om te beginnen met het "windmill -experiment". Tijdens het experiment was het ruimtevaartuig georiënteerd met de zonnepanelen in grote lijnen loodrecht op het orbitale pad, waar ze konden fungeren als peddels omdat ze de moleculen van de bovenste-Venusiaanse atmosfeer beïnvloedden. Door deze kracht tegen te gaan, schoten de thrusters om te voorkomen dat het ruimtevaartuig draait. Dit leverde gegevens over de basis-zuurstofgasoppervlakinteractie op. Dit was nuttig voor het begrijpen van de impact van bovenste atmosferische krachten die hielpen bij het ontwerpen van toekomstige aardorbitingsatellieten en methoden voor aerobraking tijdens toekomstige planetaire ruimtevaartuigen.^[19][22][23]

Resultaat

• Studie van de Magellan Global Images met hoge resolutie levert bewijs om beter te begrijpen Venusiaanse geologie en de rol van effecten, vulkanismeen tektoniek in de vorming van Venusiaanse oppervlaktestructuren.
• Het oppervlak van Venus is meestal bedekt met vulkanische materialen. Vulkanische oppervlakte -kenmerken, zoals enorme lavaplains, velden met kleine lavakoepels en grote schildvulkanen komen veel voor.
• Er zijn weinig impactkraters op Venus, wat suggereert dat het oppervlak in het algemeen geologisch jong is - minder dan 800 miljoen jaar oud.
• De aanwezigheid van lavakanalen van meer dan 6000 kilometer lang suggereert rivierachtige stromen van extreem lage viscositeit lava die waarschijnlijk in een hoog tempo uitbarsten.
• Grote pannenkoekvormige vulkanische koepels suggereren de aanwezigheid van een type lava geproduceerd door een uitgebreide evolutie van crustal-rotsen.
• De typische tekenen van terrestrisch platentektoniek - Continentale drift- en bassin -vloerspreiding - zijn niet duidelijk op Venus. De tektoniek van de planeet wordt gedomineerd door een systeem van wereldwijde kloofzones en talloze brede, lage domicale structuren genaamd coronae, geproduceerd door de opwelling en verzakking van magma uit de mantel.
• Hoewel Venus een dichte atmosfeer heeft, onthult het oppervlak geen bewijs van substantiële windenerosie en alleen bewijs van beperkt windtransport van stof en zand. Dit staat in contrast met Mars, waar een dunne atmosfeer is, maar substantieel bewijs van winderosie en transport van stof en zand.

Magellan creëerde de eerste (en momenteel de beste) bijna-fotografische kwaliteit, radar mapping met hoge resolutie van de oppervlaktefuncties van de planeet. Eerdere Venus-missies hadden een lage resolutie radarbollen van algemene formaties met een continent-formaat gecreëerd. Magellan, echter, eindelijk gedetailleerde beeldvorming en analyse van kraters, heuvels, richels en andere geologische formaties mogelijk toe, in een mate vergelijkbaar met de zichtbaar licht fotografische mapping van andere planeten. MagellanDe wereldwijde radarkaart blijft momenteel de meest gedetailleerde Venus -kaart die er bestaat, hoewel de komende NASA Veritas en Roskosmos Vena-d Sondes zullen een radar dragen die een veel hogere resolutie kan bereiken in vergelijking met de radar die wordt gebruikt door Magellan. Beide sondes zullen naar verwachting in 2029 worden gelanceerd.

• 

  Maxwell Montes, hoogste punt op Venus

• 

  Vulkanen zoals te zien in de regio Fortuna van Venus

• 

  Aphrodite Terra, een robuust landschap

• 

  Addams krater

• 

  Pannenkoekenkoepels zichtbaar in Alfa -regio

• 

  Een meanderend lavakanaal van Fortuna Tessera naar Sedna Planitia

• 

  Een ongewoon vulkanisch gebouw in de regio Eistla

• 

  175-kilometer Isabella krater

Wetenschappers

De Magellan Project werd zo opgezet dat de eerste beelden en gegevens van de Magellan -sonde alleen waren voor gebruik en studie door een team van hoofdonderzoekers van verschillende universiteiten en instellingen, en door de Magellan Project Science Team. Deze wetenschappers waren verantwoordelijk voor het valideren van de gegevens, wat bijdroeg aan de input voor het verwerven van gegevens van ruimtevaartuigen en het interpreteren van de gegevensresultaten voor hun release aan het publiek. Gegevens werden gedeeld met drie bezoekende Sovjetwetenschappers (Alexander Basilevsky, Effaim Akim en Alexander Zacharov), een eerste en gevoelig probleem, voor NASA op het moment dat Koude Oorlog kwam net ten einde.

De Magellan Project Science Room werd berucht om het ophangen van lange thermische afdrukstrips van beeldgegevens (FBIDR's) langs de muren van een ruime kamer. Dit was de eerste vorm waarin de beelden van het oppervlak van Venus werden gezien vanwege de lange, smalle delen verkregen door het ruimtevaartuig. Belangrijke gasten tijdens de operatie van de missie inbegrepen Margaret Thatcher.

Na de initiële onderzoeksfase werd de volledige gegevensset van Magellan vrijgegeven voor publieke consumptie.

Projectwetenschappelijk team

De Magellan Projectwetenschappelijk team bestond uit Dr. R. Stephen Saunders, de projectwetenschapper; Dr. Ellen Stofan, de plaatsvervangend projectwetenschapper; Onderzoeksassistenten Tim Parker, Dr. Jeff Plaut en Annette DeCharon; en Project Science Aide, Gregory Michaels.

Andere Magellan -wetenschappers waren betrokken bij de wetenschap van de missie, waaronder Hoofdonderzoekers en drie bezoekende Sovjetwetenschappers.

Einde van de missie

Op 9 september 1994 schetste een persbericht de beëindiging van de Magellan missie. Vanwege de afbraak van het vermogen van de zonne-arrays en ingebouwde componenten, en na alle doelstellingen met succes te hebben voltooid, zou de missie half oktober eindigen. De beëindigingssequentie begon eind augustus 1994, met een reeks orbitale trimmanoeuvres die het ruimtevaartuig in de buitenste lagen van de Venusiaanse sfeer Om het windmill -experiment op 6 september 1994 te laten beginnen. Het experiment duurde twee weken en werd gevolgd door daaropvolgende orbitale trimmanoeuvres, waardoor de hoogte van het ruimtevaartuig verder werd verlaagd voor de uiteindelijke beëindigingsfase.^[22]

Op 11 oktober 1994, met een snelheid van 7 kilometer/seconde, werd de uiteindelijke orbitale trim manoeuvre uitgevoerd, waarbij het ruimtevaartuig 139,7 kilometer boven het oppervlak werd geplaatst, ruim binnen de atmosfeer. Op deze hoogte stuitte het ruimtevaartuig voldoende RAM -druk om de temperatuur op de zonnepanelen te verhogen tot 126 graden Celsius.^[18][24]

Op 13 oktober 1994 om 10:05:00 UTC ging de communicatie verloren toen het ruimtevaartuig binnenkwam Radio -occultatie Achter Venus. Het team bleef luisteren naar een ander signaal van het ruimtevaartuig tot 18:00:00 UTC, toen de missie werd vastgesteld te hebben gesloten. Hoewel veel van Magellan Verwacht werd dat het verdampt vanwege atmosferische spanningen, er wordt gedacht dat een aantal wrak de oppervlakte heeft bereikt om 20:00:00 UTC.^[18][19]

Geciteerd uit statusrapport - 13 oktober 1994^[18]

Communicatie met de Magellan Ruimtevaartuig ging woensdagochtend vroeg verloren, na een agressieve serie van vijf baantimmen manoeuvres (OTMS) op dinsdag 11 oktober, die de baan naar beneden nam in de bovenste atmosfeer van Venus. Het terminatie -experiment (extensie van het ontwerp van september "Windmill") zou naar verwachting resulteren in een definitief verlies van het ruimtevaartuig vanwege een negatieve vermogensmarge. Dit was geen probleem, omdat het vermogen van ruimtevaartuigen de komende weken te laag zou zijn geweest om activiteiten te behouden vanwege het voortdurende verlies van zonnecellen.

Aldus werd een definitief gecontroleerd experiment ontworpen om het rendement van de missie te maximaliseren. Deze laatste, lage hoogte was noodzakelijk om de effecten van een koolstofdioxideatmosfeer te bestuderen.

De laatste OTM nam de periapsis naar 139,7 km (86,8 km) waar de verstandige weerstand op het ruimtevaartuig erg duidelijk was. De temperatuur van het zonnepaneel steeg tot 126 graden. C. en het Attitude Control System heeft alle beschikbare Y-Axis-boegschroeven afgevuurd om de knooppunten tegen te gaan. De houdingcontrole werd echter tot het einde gehandhaafd.

De hoofdbusspanning daalde tot 24,7 volt na vijf banen, en er werd voorspeld dat de houdingcontrole verloren zou gaan als het vermogen onder 24 volt daalde. Er werd besloten om het windmill -experiment te verbeteren door de paneelhoeken voor de resterende banen te wijzigen. Dit was ook een vooraf geplande experimentoptie.

Op dit punt werd verwacht dat het ruimtevaartuig slechts twee banen zou overleven.

Magellan bleef communicatie handhaven voor nog drie banen, hoewel het vermogen onder 23 volt bleef dalen en uiteindelijk 20,4 volt bereikte. Op dit moment ging een batterij off-line en het ruimtevaartuig werd gedefinieerd als uitgehongerd vermogen.

Communicatie ging verloren om 3:02 uur PDT net zoals Magellan stond op het punt een aarde-occultatie op Orbit 15032 te betreden. Contact werd niet hersteld. Trackingactiviteiten werden voortgezet tot 11:00 uur, maar er werd geen signaal gezien en er werd geen van niemand verwacht. Het ruimtevaartuig zou om 13:00 uur PDT donderdag 13 oktober 1994 op Venus moeten landen.

Zie ook

• Lijst met missies naar Venus
• Venus Express
• Venera 15
• Venera 16

Referenties

Externe links

• Magellan Startpagina
• Magellan Missie Beschrijving en gegevens
• Magellan afbeeldingen
• Magellan Missieprofiel door NASA's exploratie van het zonnestelsel
• https://web.archive.org/web/20070126122448/http://library.thinkquest.org/j0112188/magellan_probe.htm
• NASA Space Science Data gecoördineerd archief